微細的光(guang)(guang)纖(xian)封(feng)裝(zhuang)在(zai)塑料護套中,使(shi)得它能夠彎(wan)曲而不(bu)至于斷裂。通常,光(guang)(guang)纖(xian)的一(yi)端(duan)的發射裝(zhuang)置使(shi)用發光(guang)(guang)二極管(light emitting diode,LED)或一(yi)束激光(guang)(guang)將光(guang)(guang)脈(mo)沖傳送至光(guang)(guang)纖(xian),光(guang)(guang)纖(xian)的另一(yi)端(duan)的接收(shou)裝(zhuang)置使(shi)用光(guang)(guang)敏(min)元件檢測脈(mo)沖。
在(zai)(zai)日常生活中,由(you)于光在(zai)(zai)光導纖(xian)維的(de)傳導損(sun)耗比電(dian)在(zai)(zai)電(dian)線傳導的(de)損(sun)耗低得多,光纖(xian)被用作長距離的(de)信息傳遞。
通常光(guang)纖(xian)與(yu)光(guang)纜兩個名(ming)詞會被(bei)混淆。多數(shu)光(guang)纖(xian)在(zai)使(shi)用(yong)前必(bi)須由幾(ji)層保(bao)護(hu)結(jie)構包(bao)覆,包(bao)覆后的(de)纜線即被(bei)稱為光(guang)纜。光(guang)纖(xian)外層的(de)保(bao)護(hu)層和絕緣層可(ke)防止周(zhou)圍環境對(dui)光(guang)纖(xian)的(de)傷害,如水、火、電擊等。
光纜分(fen)為:纜皮、芳(fang)綸絲、緩沖層(ceng)和(he)光纖(xian)。光纖(xian)和(he)同軸電(dian)纜相(xiang)似,只是(shi)沒有(you)網狀(zhuang)屏蔽層(ceng)。中心是(shi)光傳(chuan)播的玻璃芯。核為50μm,包(bao)層(ceng)為125μm,50/125μm是(shi)多(duo)模光纖(xian)的一個(ge)重要的特征。
其(qi)(qi)中金磚國家光纜計劃是(shi)直接(jie)連通5個金磚國家的海底光纜項目,將于2014年初(chu)開工,2015年中啟用(yong)。該項目總長(chang)(chang)3.4萬千米,其(qi)(qi)中直接(jie)連通5個金磚國家的海底光纜長(chang)(chang)約2.4萬千米。
2013年(nian),全(quan)球(qiu)100G光纖的(de)收(shou)入預計將首(shou)次超(chao)過10億美元。該公(gong)(gong)司(si)分析了(le)2013年(nian)一(yi)季度(du)全(quan)球(qiu)光網(wang)絡(luo)市場(chang)的(de)財務(wu)結果(guo),發現了(le)一(yi)些趨勢(shi),包括一(yi)個(ge)令人失望(wang)的(de)趨勢(shi),即(ji)市場(chang)的(de)總體(ti)增長仍然(ran)是困難(nan)的(de),只(zhi)有日本(ben)的(de)富士公(gong)(gong)司(si)利潤逐(zhu)年(nian)增長。
雖然光纖市場(chang)在第一(yi)季度出現衰退的情況并(bing)不少(shao)見(jian),但(dan)這(zhe)(zhe)次(ci)下(xia)降令人擔憂是因為這(zhe)(zhe)已經是連續第五個(ge)季度市場(chang)有所(suo)下(xia)降,并(bing)且季度收入達到(dao)六(liu)年(nian)來的最(zui)低值。
100G光(guang)纖的(de)情況較(jiao)為(wei)樂(le)觀(guan)(guan),不管環比(bi)、同比(bi)都表(biao)現出強勁增(zeng)長(chang)。2013年一(yi)季(ji)(ji)度,100G光(guang)纖的(de)出貨(huo)量較(jiao)2012年四(si)季(ji)(ji)度增(zeng)長(chang)了(le)(le)41%,收入(ru)較(jiao)2012年四(si)季(ji)(ji)度增(zeng)長(chang)了(le)(le)24%。以(yi)此計(ji)算,年收入(ru)有望首次超過10億美元。2013年一(yi)季(ji)(ji)度,有20家供(gong)應商出售(shou)100G光(guang)纖,將有更多(duo)的(de)廠商加入(ru)市場(chang)競爭。供(gong)應商持謹慎樂(le)觀(guan)(guan)的(de)態度,短期訂單量看漲,長(chang)期訂單量并不樂(le)觀(guan)(guan)。
1870年的(de)一(yi)天,英國物(wu)理(li)學(xue)家(jia)丁(ding)達(da)爾(er)到皇家(jia)學(xue)會的(de)演講(jiang)廳講(jiang)光(guang)(guang)的(de)全反(fan)射原(yuan)理(li),他做了一(yi)個簡單的(de)實驗:在裝滿水的(de)木桶上鉆個孔(kong),然(ran)后用燈從桶上邊把水照(zhao)亮。結果使觀眾(zhong)們大吃一(yi)驚。人們看到,放光(guang)(guang)的(de)水從水桶的(de)小孔(kong)里流(liu)了出(chu)來,水流(liu)彎(wan)曲(qu),光(guang)(guang)線也(ye)跟著彎(wan)曲(qu),光(guang)(guang)居然(ran)被彎(wan)彎(wan)曲(qu)曲(qu)的(de)水俘獲了。
人們曾經發(fa)現,光(guang)(guang)能沿著從(cong)酒桶(tong)中噴出的細(xi)酒流傳輸;人們還發(fa)現,光(guang)(guang)能順(shun)著彎曲(qu)的玻璃棒前進。這是(shi)為什么(me)呢?難道光(guang)(guang)線不再直進了嗎?這些現象引起了丁達爾的注意,經過他的研究,發(fa)現這是(shi)光(guang)(guang)的全反射的作用(yong),由于水(shui)(shui)等介質密度比周圍的物質(如空氣)大,即光(guang)(guang)從(cong)水(shui)(shui)中射向空氣,當入射角大于某一(yi)角度時,折射光(guang)(guang)線消失(shi),全部(bu)光(guang)(guang)線都反射回水(shui)(shui)中。表(biao)面上(shang)看,光(guang)(guang)好像在(zai)水(shui)(shui)流中彎曲(qu)前進。
后來人們造出一種(zhong)透明度很高(gao)、粗細像蜘蛛絲一樣的玻(bo)璃絲──玻(bo)璃纖(xian)(xian)維(wei),當光(guang)線以合適的角(jiao)度射入玻(bo)璃纖(xian)(xian)維(wei)時(shi),光(guang)就沿著彎彎曲(qu)曲(qu)的玻(bo)璃纖(xian)(xian)維(wei)前(qian)進(jin)。由于這種(zhong)纖(xian)(xian)維(wei)能夠用來傳(chuan)輸(shu)光(guang)線,所以稱它為光(guang)導纖(xian)(xian)維(wei)。
1880 AlexandraGrahamBell發(fa)明光(guang)束通話(hua)傳輸(shu)
1960 電射及光纖之發明(ming)
1960 玻璃纖(xian)維(wei)的傳(chuan)輸損耗大于1000dB/km,其(qi)他材料包括光圈波導(dao)、氣體透(tou)鏡(jing)波導(dao)、空心金屬波導(dao)管(guan)等
1966 七月,英籍、華裔學者高錕博士(shi)(K.C.Kao)在PIEE雜(za)志上發(fa)表(biao)論文《光(guang)頻率的介質纖(xian)維表(biao)面波導(dao)》,從理論上分析證明了(le)用光(guang)纖(xian)作為傳輸媒體以實(shi)現(xian)光(guang)通信的可能性,并(bing)預(yu)言了(le)制(zhi)造通信用的超低耗(hao)光(guang)纖(xian)的可能性
1970美國康寧公司(si)三名科研(yan)人員馬瑞爾、卡普隆、凱克用(yong)改進型化學相沉積法(MCVD法)成功研(yan)制(zhi)成傳(chuan)輸損耗只有20dB/km的低損耗石(shi)英光纖。
1970 美國(guo)貝爾實驗室(shi)(shi)研制(zhi)出世界上第一只在室(shi)(shi)溫下連(lian)續波工作的砷化鎵鋁半導體(ti)激(ji)光器
1972 傳(chuan)輸損耗降低至4dB/km
1974 美(mei)國貝(bei)爾(er)研(yan)究所發明(ming)了低損耗光(guang)纖制作法(fa)――CVD法(fa)(化(hua)學氣相沉積法(fa)),使光(guang)纖傳(chuan)輸損耗降低到1.1dB/km。
1976 美國在亞(ya)特蘭大的(de)(de)貝(bei)爾實驗室地(di)下(xia)管道(dao)開通(tong)了世界上第一條光纖通(tong)信系統(tong)的(de)(de)試驗線路。采(cai)用一條擁有144個光纖的(de)(de)光纜以44.736Mbps的(de)(de)速率傳輸信號,中(zhong)繼距離為10km。采(cai)用的(de)(de)是(shi)多模光纖,光源(yuan)用的(de)(de)是(shi)發光管LED,波長是(shi)0.85微米的(de)(de)紅外(wai)光。
1976 傳輸損耗(hao)降低(di)至0.5dB/km
1977 貝(bei)爾(er)研(yan)究所(suo)和(he)日(ri)本電(dian)報電(dian)話(hua)公司幾乎同時研(yan)制(zhi)成(cheng)功壽命達100萬小時(實(shi)用中10年(nian)左右)的(de)半導體激光器
1977 世界上第(di)一(yi)條光(guang)纖(xian)通(tong)信(xin)系統(tong)在(zai)美(mei)國芝加哥市投入商用(yong),速(su)率為(wei)45Mb/s
1977 首(shou)次實際安(an)裝電話光纖網路
1978 FORT在法國(guo)首次安裝其(qi)生產之光(guang)纖電(dian)
1979趙梓森拉制出我(wo)國自(zi)主研發的第(di)一根實用光纖,被(bei)譽為“中國光纖之父”
1979 傳輸損耗降(jiang)低(di)至0.2dB/km
1980 多模光(guang)纖通(tong)(tong)信系(xi)(xi)統商(shang)用化(140Mb/s),并著手(shou)單模光(guang)纖通(tong)(tong)信系(xi)(xi)統的現場(chang)試驗工作
1990 單模光纖通信系統進(jin)入商用(yong)化階段(duan)(565Mb/s),并著手進(jin)行零色散移位光纖和(he)波分復用(yong)及相干(gan)通信的現場試驗,而(er)且陸續(xu)制定數字同步體系(SDH)的技術(shu)標準
1990 傳輸損耗降低至0.14dB/km,已經接近石英光纖(xian)的理論衰耗極限值0.1dB/km
1990 區域網(wang)絡及其他短距離傳(chuan)輸(shu)應用之光纖
1992貝爾實驗室與日(ri)本(ben)合作伙(huo)伴成功地試(shi)驗了可以無錯誤傳輸9000公里的光放(fang)大器,其最初速率為5Gbps,隨(sui)后(hou)增(zeng)加到(dao)10Gbps
1993 SDH產(chan)品開始商用(yong)化(hua)(622Mb/s 以下(xia))
1995 2.5Gb/s 的SDH產品進入商用化階段
1996 10Gb/s 的SDH產(chan)品進入商用化階段
1997 采(cai)用波(bo)分(fen)復用技術(shu)(WDM)的20Gb/s 和(he)40Gb/s 的SDH產品試驗取得重大突(tu)破
2000 到屋邊光(guang)纖=>到桌邊光(guang)纖
2005 3.2Tbps超大容(rong)量的(de)光纖通(tong)信系統在(zai)上海至杭州開通(tong)
2005 FTTH(Fiber To The Home)光纖直接到家庭
光及其特性:
1.光是(shi)一種(zhong)電磁波
可見光(guang)部分波長范(fan)圍是:390~760nm(納(na)米)。大于760nm部分是紅外光(guang),小于390nm部分是紫外光(guang)。光(guang)纖中應用的是:850nm,1310nm,1550nm三(san)種。
2.光(guang)的折射,反射和(he)全反射。
因光(guang)在(zai)不(bu)(bu)同(tong)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)中(zhong)的(de)(de)傳播速度(du)(du)是不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de),所以光(guang)從一種(zhong)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)射(she)向另一種(zhong)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)時(shi),在(zai)兩種(zhong)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)交界面處會(hui)產生折(zhe)射(she)和反(fan)(fan)射(she)。而(er)且,折(zhe)射(she)光(guang)的(de)(de)角(jiao)(jiao)度(du)(du)會(hui)隨入(ru)射(she)光(guang)的(de)(de)角(jiao)(jiao)度(du)(du)變化而(er)變化。當入(ru)射(she)光(guang)的(de)(de)角(jiao)(jiao)度(du)(du)達到或(huo)超過某一角(jiao)(jiao)度(du)(du)時(shi),折(zhe)射(she)光(guang)會(hui)消(xiao)失,入(ru)射(she)光(guang)全部被(bei)反(fan)(fan)射(she)回來,這就(jiu)是光(guang)的(de)(de)全反(fan)(fan)射(she)。不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)對相(xiang)同(tong)波(bo)長(chang)光(guang)的(de)(de)折(zhe)射(she)角(jiao)(jiao)度(du)(du)是不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(即(ji)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)有(you)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)光(guang)折(zhe)射(she)率),相(xiang)同(tong)的(de)(de)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)對不(bu)(bu)同(tong)波(bo)長(chang)光(guang)的(de)(de)折(zhe)射(she)角(jiao)(jiao)度(du)(du)也是不(bu)(bu)同(tong)。光(guang)纖通(tong)訊就(jiu)是基于以上原理而(er)形成的(de)(de)。
1.光纖(xian)(xian)裸纖(xian)(xian)一(yi)般(ban)分為三層(ceng):中(zhong)心高折射(she)(she)率玻璃芯(芯徑一(yi)般(ban)為50或(huo)62.5μm),中(zhong)間(jian)為低折射(she)(she)率硅玻璃包(bao)層(ceng)(直徑一(yi)般(ban)為125μm),最外是加強用的(de)樹脂(zhi)涂層(ceng)。光線在纖(xian)(xian)芯傳(chuan)送(song),當光纖(xian)(xian)射(she)(she)到纖(xian)(xian)芯和外層(ceng)界面的(de)角(jiao)度大(da)于產生全反射(she)(she)的(de)臨界角(jiao)時(shi),光線透(tou)不過(guo)界面,會(hui)全部反射(she)(she)回(hui)來,繼續(xu)在纖(xian)(xian)芯內向前傳(chuan)送(song),而包(bao)層(ceng)主要起到保護的(de)作用。
2.數值孔徑:
入(ru)射到光(guang)纖(xian)端(duan)面(mian)的(de)(de)光(guang)并不(bu)能全部被光(guang)纖(xian)所傳輸,只是(shi)在某(mou)個角度(du)范圍(wei)內的(de)(de)入(ru)射光(guang)才可以。這個角度(du)就稱為(wei)光(guang)纖(xian)的(de)(de)數值(zhi)(zhi)孔(kong)(kong)徑。光(guang)纖(xian)的(de)(de)數值(zhi)(zhi)孔(kong)(kong)徑大些對(dui)于光(guang)纖(xian)的(de)(de)對(dui)接是(shi)有利的(de)(de)。不(bu)同廠家(jia)生產的(de)(de)光(guang)纖(xian)的(de)(de)數值(zhi)(zhi)孔(kong)(kong)徑不(bu)同(AT&T CORNING)。
3.光纖的種類:
光(guang)纖(xian)的種(zhong)類很多(duo),根據用途(tu)不同,所需要的功能和性能也(ye)有所差異。但對于(yu)有線電視和通(tong)信用的光(guang)纖(xian),其設計(ji)和制造(zao)的原則基本相(xiang)同,諸如:
①損耗小;
②有一定帶(dai)寬且色(se)散小;
③接線容易;
④易于成統;
⑤可靠性高;
⑥制造比較簡單;
⑦價(jia)廉等。光纖的分(fen)類主(zhu)要是從(cong)工作(zuo)波長、折射率分(fen)布、傳輸模式、原材料和制造方法上作(zuo)一歸納的,茲將各種分(fen)類舉例如(ru)下。
(1)工作波長:紫外光纖(xian)、可觀光纖(xian)、近紅外光纖(xian)、紅外光纖(xian)(0.85μm、1.3μm、1.55μm)。
(2)折射率分布:階躍(SI)型(xing)光(guang)纖(xian)、近(jin)階躍型(xing)光(guang)纖(xian)、漸變(GI)型(xing)光(guang)纖(xian)、其(qi)它(如三(san)角型(xing)、W型(xing)、凹(ao)陷型(xing)等)。
(3)傳輸模式:單模光纖(xian)(含(han)偏(pian)振保(bao)持光纖(xian)、非偏(pian)振保(bao)持光纖(xian))、多模光纖(xian)。
(4)原材(cai)(cai)料(liao):石英光(guang)(guang)纖、多成分玻璃光(guang)(guang)纖、塑(su)料(liao)光(guang)(guang)纖、復(fu)合材(cai)(cai)料(liao)光(guang)(guang)纖(如塑(su)料(liao)包層、液體纖芯等)、紅外材(cai)(cai)料(liao)等。按(an)被(bei)覆材(cai)(cai)料(liao)還可(ke)分為無機材(cai)(cai)料(liao)(碳等)、金屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)(銅、鎳等)和(he)塑(su)料(liao)等。
(5)制(zhi)造方法(fa):預塑有汽(qi)相(xiang)軸向沉積(VAD)、化學汽(qi)相(xiang)沉積(CVD)等,拉(la)絲法(fa)有管律法(fa)(Rod intube)和(he)雙坩鍋法(fa)等。
石英光(guang)纖(xian)(Silica Fiber)是以二氧化硅(SiO2)為主要原料,并按不同的摻雜(za)量,來控制(zhi)纖(xian)芯和包層的折射率分布的光(guang)纖(xian)。石英(玻璃)系列(lie)光(guang)纖(xian),具有(you)低耗、寬(kuan)帶的特點,已(yi)廣泛應用于有(you)線電視(shi)和通信系統。
石英玻璃(li)光(guang)導纖維的優點(dian)是(shi)損(sun)耗(hao)(hao)低,當光(guang)波長為1.0~1.7μm(約1.4μm附近),損(sun)耗(hao)(hao)只有(you)(you)1dB/km,在1.55μm處最低,只有(you)(you)0.2dB/km。
摻(chan)(chan)氟(fu)(fu)光(guang)纖(xian)(Fluorine Doped Fiber)為(wei)石(shi)英光(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)典(dian)型產品之一(yi)。通常(chang)(chang),作(zuo)為(wei)1.3μm波(bo)域的(de)(de)(de)通信用(yong)(yong)(yong)光(guang)纖(xian)中(zhong),控制(zhi)纖(xian)芯(xin)的(de)(de)(de)摻(chan)(chan)雜物(wu)為(wei)二(er)氧化(hua)鍺(GeO2),包(bao)層是(shi)用(yong)(yong)(yong)SiO2作(zuo)成的(de)(de)(de)。但接氟(fu)(fu)光(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)纖(xian)芯(xin),大多(duo)使(shi)用(yong)(yong)(yong)SiO2,而(er)在包(bao)層中(zhong)卻是(shi)摻(chan)(chan)入(ru)氟(fu)(fu)素(su)的(de)(de)(de)。由于(yu),瑞利散(san)射損耗是(shi)因折(zhe)射率的(de)(de)(de)變動而(er)引起(qi)的(de)(de)(de)光(guang)散(san)射現象。所以(yi),希望形成折(zhe)射率變動因素(su)的(de)(de)(de)摻(chan)(chan)雜物(wu),以(yi)少為(wei)佳。氟(fu)(fu)素(su)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)主要(yao)是(shi)可以(yi)降低SIO2的(de)(de)(de)折(zhe)射率。因而(er),常(chang)(chang)用(yong)(yong)(yong)于(yu)包(bao)層的(de)(de)(de)摻(chan)(chan)雜。
石英光(guang)(guang)纖(xian)(xian)與(yu)其(qi)它原料的光(guang)(guang)纖(xian)(xian)相比,還(huan)具有從(cong)紫(zi)外(wai)線光(guang)(guang)到近紅(hong)外(wai)線光(guang)(guang)的透(tou)光(guang)(guang)廣譜,除通信(xin)用途(tu)之外(wai),還(huan)可(ke)用于導光(guang)(guang)和圖像傳導等領域(yu)。
作(zuo)為光(guang)(guang)通(tong)信領域所(suo)開(kai)(kai)發(fa)(fa)的(de)(de)石英系列光(guang)(guang)纖的(de)(de)工(gong)作(zuo)波長,盡管用(yong)在較短的(de)(de)傳(chuan)(chuan)輸距離,也(ye)只能用(yong)于2μm。為此,能在更長的(de)(de)紅(hong)外波長領域工(gong)作(zuo),所(suo)開(kai)(kai)發(fa)(fa)的(de)(de)光(guang)(guang)纖稱為紅(hong)外光(guang)(guang)纖。紅(hong)外光(guang)(guang)纖(Infrared Optical Fiber)主(zhu)要用(yong)于光(guang)(guang)能傳(chuan)(chuan)送。例如有:溫度計量、熱(re)圖像(xiang)傳(chuan)(chuan)輸、激光(guang)(guang)手術刀醫療、熱(re)能加工(gong)等(deng)(deng)等(deng)(deng),普及(ji)率尚(shang)低。
復合(he)光(guang)纖(xian)(Compound Fiber)是在SiO2原料中,再適(shi)當混合(he)諸如氧化(hua)(hua)鈉(Na2O)、氧化(hua)(hua)硼(B2O3)、氧化(hua)(hua)鉀(K2O)等氧化(hua)(hua)物制作成多(duo)組分玻(bo)璃(li)(li)光(guang)纖(xian),特點是多(duo)組分玻(bo)璃(li)(li)比石英玻(bo)璃(li)(li)的(de)(de)軟化(hua)(hua)點低且纖(xian)芯與包層的(de)(de)折(zhe)射率差很大。主要用在醫療業務的(de)(de)光(guang)纖(xian)內窺鏡。
氟(fu)化(hua)(hua)物(wu)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)氯(lv)化(hua)(hua)物(wu)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(Fluoride Fiber)是由氟(fu)化(hua)(hua)物(wu)玻璃作成(cheng)的光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)。這種光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)原料又簡稱ZBLAN(即將(jiang)氟(fu)化(hua)(hua)鋯(ZrF2)、氟(fu)化(hua)(hua)鋇(BaF2)、氟(fu)化(hua)(hua)鑭(lan)(LaF3)、氟(fu)化(hua)(hua)鋁(AlF3)、氟(fu)化(hua)(hua)鈉(NaF)等氯(lv)化(hua)(hua)物(wu)玻璃原料簡化(hua)(hua)成(cheng)的縮語。主要工作在(zai)2~10μm波長(chang)的光(guang)(guang)(guang)傳輸業務。由于ZBLAN具有超(chao)低損耗光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)的可能性,正在(zai)進(jin)行著(zhu)用于長(chang)距離(li)通信光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)的可行性開發,例(li)如:其(qi)理論上的最低損耗,在(zai)3μm波長(chang)時可達10.2~10.3dB/km,而石英(ying)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)在(zai)1.55μm時卻在(zai)0.15~0.16dB/Km之間(jian)。ZBLAN光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)由于難于降低散射損耗,只能用在(zai)2.4~2.7μm的溫敏器和熱圖像傳輸,尚未廣泛實(shi)用。最近,為了利用ZBLAN進(jin)行長(chang)距離(li)傳輸,正在(zai)研制(zhi)1.3μm的摻鐠光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)放(fang)大器(PDFA)。
塑(su)包光(guang)纖(Plastic Clad Fiber)是將高純度的(de)石英玻璃作成纖芯(xin),而(er)將折射率比(bi)(bi)石英稍(shao)低的(de)如硅膠等塑(su)料作為包層的(de)階(jie)躍(yue)型光(guang)纖。它與石英光(guang)纖相(xiang)比(bi)(bi)較,具有纖芯(xin)粗、數(shu)值孔徑(NA)高的(de)特點。因此(ci),易與發光(guang)二極管(guan)LED光(guang)源結合,損耗也(ye)較小。所(suo)以,非常適用(yong)于局域網(wang)(LAN)和近距離通信。
這是將纖(xian)(xian)芯和(he)包層(ceng)都(dou)用塑料(liao)(liao)(聚合(he)物(wu))作成的光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)。早期產品主(zhu)要用于(yu)裝(zhuang)飾和(he)導光(guang)(guang)(guang)照明及近(jin)距離光(guang)(guang)(guang)鍵(jian)路的光(guang)(guang)(guang)通信中。原料(liao)(liao)主(zhu)要是有機玻璃(PMMA)、聚苯(ben)乙稀(PS)和(he)聚碳酸酯(PC)。損耗(hao)受(shou)到(dao)塑料(liao)(liao)固(gu)有的C-H結合(he)結構制(zhi)約,一般(ban)每km可(ke)達幾十dB。為了降低損耗(hao)正在(zai)(zai)開發應用氟索(suo)系列(lie)塑料(liao)(liao)。由于(yu)塑料(liao)(liao)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(Plastic Optical fiber)的纖(xian)(xian)芯直(zhi)徑(jing)為1000μm,比單模石英光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)大100倍,接(jie)續簡單,而且易(yi)(yi)于(yu)彎曲施(shi)工容易(yi)(yi)。近(jin)年來,加上寬帶化的進度,作為漸變(bian)型(GI)折射率的多模塑料(liao)(liao)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)的發展(zhan)受(shou)到(dao)了社會的重視(shi)。最近(jin),在(zai)(zai)汽車內部(bu)LAN中應用較快(kuai),未來在(zai)(zai)家庭LAN中也可(ke)能得到(dao)應用。
單(dan)模光(guang)纖(xian)這是(shi)指在工作波長中(zhong)(zhong),只(zhi)能傳(chuan)(chuan)輸(shu)一個傳(chuan)(chuan)播模式的(de)(de)(de)光(guang)纖(xian),通常簡(jian)稱為單(dan)模光(guang)纖(xian)(SMF:Single ModeFiber)。在有線電(dian)視和光(guang)通信中(zhong)(zhong),是(shi)應用最廣泛的(de)(de)(de)光(guang)纖(xian)。由于(yu),光(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)纖(xian)芯(xin)很細(約(yue)10μm)而(er)且折射率呈(cheng)階躍狀(zhuang)分布,當(dang)歸一化頻率V參數<2.4時,理論上(shang),只(zhi)能形成(cheng)(cheng)單(dan)模傳(chuan)(chuan)輸(shu)。另(ling)外,SMF沒有多模色(se)(se)散(san),不僅傳(chuan)(chuan)輸(shu)頻帶較(jiao)多模光(guang)纖(xian)更寬(kuan),再加(jia)上(shang)SMF的(de)(de)(de)材料色(se)(se)散(san)和結構色(se)(se)散(san)的(de)(de)(de)相加(jia)抵(di)消(xiao),其(qi)合成(cheng)(cheng)特(te)(te)性恰好形成(cheng)(cheng)零色(se)(se)散(san)的(de)(de)(de)特(te)(te)性,使傳(chuan)(chuan)輸(shu)頻帶更加(jia)拓寬(kuan)。SMF中(zhong)(zhong),因摻雜物不同(tong)與(yu)制造方式的(de)(de)(de)差別(bie)有許多類型(xing)(xing)。凹陷型(xing)(xing)包(bao)層(ceng)光(guang)纖(xian)(DePr-essed Clad Fiber),其(qi)包(bao)層(ceng)形成(cheng)(cheng)兩(liang)重結構,鄰近纖(xian)芯(xin)的(de)(de)(de)包(bao)層(ceng),較(jiao)外倒包(bao)層(ceng)的(de)(de)(de)折射率還(huan)低。
多(duo)(duo)模(mo)(mo)(mo)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)將(jiang)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)按工作波長(chang)以(yi)其傳(chuan)(chuan)播可能(neng)的(de)(de)模(mo)(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)為(wei)多(duo)(duo)個(ge)模(mo)(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)稱作多(duo)(duo)模(mo)(mo)(mo)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(MMF:MUlti ModeFiber)。纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)直徑為(wei)50μm,由于(yu)傳(chuan)(chuan)輸模(mo)(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)可達幾(ji)百個(ge),與(yu)SMF相比(bi)傳(chuan)(chuan)輸帶寬主要受模(mo)(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)色(se)散支(zhi)配。在(zai)歷史上(shang)曾用(yong)于(yu)有線電(dian)視和(he)通(tong)信系(xi)統的(de)(de)短距(ju)(ju)離傳(chuan)(chuan)輸。自(zi)從(cong)出現SMF光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)后,似乎(hu)形(xing)成歷史產(chan)(chan)品。但實際(ji)上(shang),由于(yu)MMF較SMF的(de)(de)芯(xin)(xin)徑大且與(yu)LED等光(guang)(guang)(guang)源(yuan)結(jie)合容(rong)易,在(zai)眾多(duo)(duo)LAN中(zhong)(zhong)更有優勢(shi)。所以(yi),在(zai)短距(ju)(ju)離通(tong)信領(ling)域中(zhong)(zhong)MMF仍在(zai)重(zhong)新(xin)受到重(zhong)視。MMF按折(zhe)射(she)率(lv)分布進行分類(lei)時,有:漸變(GI)型(xing)(xing)和(he)階躍(SI)型(xing)(xing)兩種。GI型(xing)(xing)的(de)(de)折(zhe)射(she)率(lv)以(yi)纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)中(zhong)(zhong)心為(wei)最高,沿向包層徐徐降低。由于(yu)SI型(xing)(xing)光(guang)(guang)(guang)波在(zai)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)中(zhong)(zhong)的(de)(de)反射(she)前進過程中(zhong)(zhong),產(chan)(chan)生各(ge)個(ge)光(guang)(guang)(guang)路(lu)徑的(de)(de)時差,致(zhi)使射(she)出光(guang)(guang)(guang)波失(shi)真,色(se)激(ji)較大。其結(jie)果是傳(chuan)(chuan)輸帶寬變窄,SI型(xing)(xing)MMF應用(yong)較少。
單模光(guang)纖(xian)(xian)的工作(zuo)波(bo)(bo)(bo)長(chang)在(zai)(zai)1.3Pm時,模場直徑(jing)約(yue)9Pm,其傳輸損耗(hao)約(yue)0.3dB/km。此時,零色(se)(se)(se)散(san)(san)(san)波(bo)(bo)(bo)長(chang)恰好在(zai)(zai)1.3pm處。石英光(guang)纖(xian)(xian)中(zhong)(zhong),從原(yuan)材料(liao)(liao)上(shang)看1.55pm段(duan)(duan)的傳輸損耗(hao)最小(約(yue)0.2dB/km)。由于已經實(shi)用(yong)的摻鉺(er)光(guang)纖(xian)(xian)放大器(EDFA)是工作(zuo)在(zai)(zai)1.55pm波(bo)(bo)(bo)段(duan)(duan)的,如果(guo)在(zai)(zai)此波(bo)(bo)(bo)段(duan)(duan)也能(neng)(neng)實(shi)現(xian)零色(se)(se)(se)散(san)(san)(san),就更(geng)有利于應(ying)用(yong)1.55Pm波(bo)(bo)(bo)段(duan)(duan)的長(chang)距離(li)傳輸。于是,巧妙地利用(yong)光(guang)纖(xian)(xian)材料(liao)(liao)中(zhong)(zhong)的石英材料(liao)(liao)色(se)(se)(se)散(san)(san)(san)與纖(xian)(xian)芯(xin)結(jie)構色(se)(se)(se)散(san)(san)(san)的合(he)成(cheng)抵消特性,就可使原(yuan)在(zai)(zai)1.3Pm段(duan)(duan)的零色(se)(se)(se)散(san)(san)(san),移(yi)位到(dao)1.55pm段(duan)(duan)也構成(cheng)零色(se)(se)(se)散(san)(san)(san)。因此,被命名為色(se)(se)(se)散(san)(san)(san)位移(yi)光(guang)纖(xian)(xian)(DSF:DispersionShifted Fiber)。加(jia)大結(jie)構色(se)(se)(se)散(san)(san)(san)的方(fang)法,主要是在(zai)(zai)纖(xian)(xian)芯(xin)的折射率分布(bu)性能(neng)(neng)進(jin)行改善。在(zai)(zai)光(guang)通信(xin)的長(chang)距離(li)傳輸中(zhong)(zhong),光(guang)纖(xian)(xian)色(se)(se)(se)散(san)(san)(san)為零是重要的,但不是唯一的。其它性能(neng)(neng)還有損耗(hao)小、接續容易、成(cheng)纜化或(huo)工作(zuo)中(zhong)(zhong)的特性變(bian)化小(包括(kuo)彎曲、拉伸和環(huan)境(jing)變(bian)化影響)。DSF就是在(zai)(zai)設計中(zhong)(zhong),綜合(he)考慮這(zhe)些因素。
色散(san)(san)(san)移位光纖(xian)(xian)(DSF)是(shi)將單模(mo)光纖(xian)(xian)設計零色散(san)(san)(san)位于(yu)1.55pm波(bo)段(duan)的(de)光纖(xian)(xian)。而色散(san)(san)(san)平坦光纖(xian)(xian)(DFF:Dispersion Flattened Fiber)卻是(shi)將從1.3Pm到1.55pm的(de)較(jiao)(jiao)寬波(bo)段(duan)的(de)色散(san)(san)(san),都(dou)能(neng)作到很低(di)(di),幾乎(hu)達到零色散(san)(san)(san)的(de)光纖(xian)(xian)稱作DFF。由于(yu)DFF要(yao)作到1.3pm~1.55pm范圍的(de)色散(san)(san)(san)都(dou)減少。就需要(yao)對光纖(xian)(xian)的(de)折射(she)率分布進行復雜(za)的(de)設計。不(bu)過這種光纖(xian)(xian)對于(yu)波(bo)分復用(WDM)的(de)線路卻是(shi)很適宜的(de)。由于(yu)DFF光纖(xian)(xian)的(de)工藝比較(jiao)(jiao)復雜(za),費用較(jiao)(jiao)貴(gui)。今后(hou)隨著產(chan)量的(de)增加,價格也會降低(di)(di)。
對于(yu)采(cai)用(yong)(yong)(yong)單模光(guang)(guang)纖的(de)(de)(de)(de)(de)干(gan)線(xian)系統,由(you)于(yu)多數是(shi)(shi)利用(yong)(yong)(yong)1.3pm波段(duan)色(se)散(san)為(wei)(wei)零(ling)(ling)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)纖構成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)。可(ke)是(shi)(shi),損耗最小的(de)(de)(de)(de)(de)1.55pm,由(you)于(yu)EDFA的(de)(de)(de)(de)(de)實用(yong)(yong)(yong)化,如果能(neng)在1.3pm零(ling)(ling)色(se)散(san)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)纖上也(ye)(ye)能(neng)令1.55pm波長工作,將是(shi)(shi)非常有(you)益的(de)(de)(de)(de)(de)。因為(wei)(wei),在1.3Pm零(ling)(ling)色(se)散(san)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)纖中(zhong),1.55Pm波段(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)色(se)散(san)約有(you)16ps/km/nm之多。如果在此光(guang)(guang)纖線(xian)路中(zhong),插入一段(duan)與此色(se)散(san)符號相(xiang)反(fan)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)纖,就可(ke)使整個光(guang)(guang)線(xian)路的(de)(de)(de)(de)(de)色(se)散(san)為(wei)(wei)零(ling)(ling)。為(wei)(wei)此目的(de)(de)(de)(de)(de)所用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)光(guang)(guang)纖則稱作色(se)散(san)補(bu)償光(guang)(guang)纖(DCF:DisPersion Compe-nsation Fiber)。DCF與標準的(de)(de)(de)(de)(de)1.3pm零(ling)(ling)色(se)散(san)光(guang)(guang)纖相(xiang)比,纖芯直(zhi)徑更細(xi),而且折射率(lv)差(cha)也(ye)(ye)較大。DCF也(ye)(ye)是(shi)(shi)WDM光(guang)(guang)線(xian)路的(de)(de)(de)(de)(de)重要組成(cheng)部分。
在光(guang)(guang)(guang)纖(xian)中傳(chuan)播的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)波,因(yin)為具有電(dian)磁(ci)波的(de)(de)(de)(de)性質(zhi),所(suo)以,除了基本的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)波單一(yi)模(mo)式之(zhi)外,實(shi)質(zhi)上(shang)還存在著電(dian)磁(ci)場(chang)(TE、TM)分布(bu)的(de)(de)(de)(de)兩個正交模(mo)式。通常,由(you)于光(guang)(guang)(guang)纖(xian)截(jie)面的(de)(de)(de)(de)結(jie)構是圓(yuan)對稱的(de)(de)(de)(de),這(zhe)(zhe)兩個偏(pian)(pian)振(zhen)模(mo)式的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)播常數相等,兩束偏(pian)(pian)振(zhen)光(guang)(guang)(guang)互不(bu)干涉,但實(shi)際(ji)上(shang),光(guang)(guang)(guang)纖(xian)不(bu)是完(wan)全地(di)圓(yuan)對稱,例(li)如有著彎曲部分,就會出現兩個偏(pian)(pian)振(zhen)模(mo)式之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)結(jie)合因(yin)素,在光(guang)(guang)(guang)軸上(shang)呈不(bu)規則分布(bu)。偏(pian)(pian)振(zhen)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)這(zhe)(zhe)種變化造成的(de)(de)(de)(de)色散(san)(san),稱之(zhi)偏(pian)(pian)振(zhen)模(mo)式色散(san)(san)(PMD)。對于以分配圖(tu)像為主的(de)(de)(de)(de)有線電(dian)視(shi),影(ying)響尚不(bu)太大,但對于一(yi)些未來(lai)超寬帶(dai)有特殊要求(qiu)的(de)(de)(de)(de)業務,如:
①相干(gan)通信中采用外差(cha)檢波(bo),要(yao)求光波(bo)偏振更穩定時;
②光(guang)機器(qi)等對(dui)輸入輸出(chu)特性要求(qiu)與偏振相關時;
③在(zai)制作偏振保持光耦(ou)合器和偏振器或(huo)去偏振器等時(shi);
④制作利用(yong)光干涉的光纖(xian)敏感器等,
凡(fan)要求(qiu)偏振波保持恒定的情(qing)況下,對光(guang)纖經過改進使偏振狀態不(bu)變的光(guang)纖稱作(zuo)偏振保持光(guang)纖(PMF:Polarization Maintaining fiber),或(huo)稱其為固定偏振光(guang)纖。
雙折射(she)(she)光(guang)纖(xian)(xian)是(shi)指(zhi)在(zai)單模(mo)光(guang)纖(xian)(xian)中,可(ke)以傳輸相互正交的(de)(de)(de)兩個固有偏振(zhen)(zhen)模(mo)式的(de)(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)。折射(she)(she)率(lv)(lv)隨偏振(zhen)(zhen)方(fang)向(xiang)變異的(de)(de)(de)現象稱(cheng)為雙折射(she)(she)。它(ta)又(you)稱(cheng)作PANDA光(guang)纖(xian)(xian),即(ji)偏振(zhen)(zhen)保持(chi)與吸(xi)收(shou)減少光(guang)纖(xian)(xian)(Polarization-maintai-ning AND Absorption-reducing fiber)。它(ta)是(shi)在(zai)纖(xian)(xian)芯的(de)(de)(de)橫向(xiang)兩則,設(she)置(zhi)熱膨脹(zhang)系(xi)數大、截(jie)面是(shi)圓形的(de)(de)(de)玻璃部分(fen)。在(zai)高溫的(de)(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)拉絲過程(cheng)中,這(zhe)些部分(fen)收(shou)縮,其結(jie)果在(zai)纖(xian)(xian)芯y方(fang)向(xiang)產生拉伸,同(tong)時又(you)在(zai)x方(fang)向(xiang)呈現壓縮應力。致使纖(xian)(xian)材(cai)出(chu)現光(guang)彈性效應,使折射(she)(she)率(lv)(lv)在(zai)X方(fang)向(xiang)和y方(fang)向(xiang)出(chu)現差異。依此原理(li)達到偏振(zhen)(zhen)保持(chi)恒定的(de)(de)(de)效果。
通信用(yong)(yong)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)通常的工作(zuo)環(huan)境(jing)(jing)溫(wen)(wen)(wen)度(du)可在(zai)-40~+60℃之(zhi)間,設(she)計(ji)時(shi)(shi)也(ye)(ye)是(shi)以不受大量輻(fu)射(she)(she)線(xian)照(zhao)射(she)(she)為(wei)前提(ti)的。相比(bi)之(zhi)下(xia),對于更低溫(wen)(wen)(wen)或更高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)以及能(neng)在(zai)遭(zao)受高(gao)(gao)壓或外(wai)力影響、曝(pu)曬輻(fu)射(she)(she)線(xian)的惡劣(lie)環(huan)境(jing)(jing)下(xia),也(ye)(ye)能(neng)工作(zuo)的光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)則稱(cheng)作(zuo)抗(kang)惡環(huan)境(jing)(jing)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(Hard Condition Resistant Fiber)。一般(ban)為(wei)了對光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)表面(mian)進行機械(xie)保護(hu),多涂覆(fu)一層塑料(liao)。可是(shi)隨(sui)著溫(wen)(wen)(wen)度(du)升(sheng)高(gao)(gao),塑料(liao)保護(hu)功能(neng)有(you)所下(xia)降,致使使用(yong)(yong)溫(wen)(wen)(wen)度(du)也(ye)(ye)有(you)所限制。如果(guo)改用(yong)(yong)抗(kang)熱性塑料(liao),如聚四氟乙稀(Teflon)等(deng)樹脂,即(ji)可工作(zuo)在(zai)300℃環(huan)境(jing)(jing)。也(ye)(ye)有(you)在(zai)石英玻(bo)璃表面(mian)涂覆(fu)鎳(nie)(Ni)和鋁(Al)等(deng)金屬(shu)的。這(zhe)種光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)則稱(cheng)為(wei)耐(nai)熱光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(Heat Resistant Fiber)。另外(wai),當光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)受到輻(fu)射(she)(she)線(xian)的照(zhao)射(she)(she)時(shi)(shi),光(guang)(guang)損(sun)耗(hao)會增加。這(zhe)是(shi)因為(wei)石英玻(bo)璃遇到輻(fu)射(she)(she)線(xian)照(zhao)射(she)(she)時(shi)(shi),玻(bo)璃中(zhong)會出現結(jie)構缺陷(也(ye)(ye)稱(cheng)作(zuo)色心:Colour Center),尤在(zai)0.4~0.7pm波長時(shi)(shi)損(sun)耗(hao)增大。防(fang)止辦法是(shi)改用(yong)(yong)摻雜OH或F素的石英玻(bo)璃,就能(neng)抑制因輻(fu)射(she)(she)線(xian)造成的損(sun)耗(hao)缺陷。這(zhe)種光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)則稱(cheng)作(zuo)抗(kang)輻(fu)射(she)(she)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(Radiation Resistant Fiber),多用(yong)(yong)于核發電站的監測用(yong)(yong)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)維鏡等(deng)。
為了保持光(guang)纖(xian)的(de)機械強(qiang)度和損(sun)耗的(de)長(chang)時間(jian)穩定,而在(zai)玻璃表(biao)面涂裝碳(tan)化(hua)硅(gui)(SiC)、碳(tan)化(hua)鈦(TiC)、碳(tan)(C)等無機材料,用來防止(zhi)(zhi)從外部(bu)來的(de)水(shui)和氫的(de)擴散所(suo)制造(zao)的(de)光(guang)纖(xian)(HCFHermeticallyCoated Fiber)。通用的(de)是在(zai)化(hua)學氣相沉積(CVD)法生(sheng)產過(guo)程中,用碳(tan)層高(gao)速堆積來實現充分密封效應。這(zhe)種碳(tan)涂覆光(guang)纖(xian)(CCF)能有效地截斷光(guang)纖(xian)與外界氫分子的(de)侵入(ru)。據報道它(ta)在(zai)室(shi)溫(wen)的(de)氫氣環(huan)(huan)境中可維(wei)持20年不增加損(sun)耗。當然,它(ta)在(zai)防止(zhi)(zhi)水(shui)分侵入(ru),延緩機械強(qiang)度的(de)疲(pi)勞(lao)進程中,其疲(pi)勞(lao)系數(Fatigue Parameter)可達200以上(shang)。所(suo)以,HCF被應用于嚴酷(ku)環(huan)(huan)境中要求可靠性高(gao)的(de)系統,例如海(hai)底光(guang)纜(lan)就(jiu)是一例。
在石英光(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)表面涂敷碳(tan)膜的(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian),稱之碳(tan)涂層(ceng)光(guang)纖(xian)(xian)(CCF:Carbon CoatedFiber)。其機(ji)理是利用(yong)碳(tan)素的(de)(de)致密膜層(ceng),使光(guang)纖(xian)(xian)表面與(yu)外界(jie)隔(ge)離(li),以改善光(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)機(ji)械疲勞損耗和氫分(fen)子的(de)(de)損耗增加。CCF是密封涂層(ceng)光(guang)纖(xian)(xian)(HCF)的(de)(de)一種。
金(jin)屬(shu)涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)光(guang)纖(Metal Coated Fiber)是(shi)在(zai)光(guang)纖的(de)表(biao)面涂(tu)(tu)(tu)布Ni、Cu、Al等金(jin)屬(shu)層(ceng)的(de)光(guang)纖。也(ye)有再在(zai)金(jin)屬(shu)層(ceng)外被(bei)覆塑(su)料的(de),目的(de)在(zai)于(yu)提高抗(kang)熱性(xing)(xing)和可供通(tong)電及焊接。它是(shi)抗(kang)惡環(huan)境性(xing)(xing)光(guang)纖之一,也(ye)可作為電子電路(lu)的(de)部件用(yong)。早期產品是(shi)在(zai)拉絲過程中,涂(tu)(tu)(tu)布熔解(jie)的(de)金(jin)屬(shu)作成(cheng)的(de)。由于(yu)此法因被(bei)玻璃(li)與金(jin)屬(shu)的(de)膨(peng)脹(zhang)系數(shu)差異(yi)太大,會增微小彎曲損耗(hao),實用(yong)化率不高。近期,由于(yu)在(zai)玻璃(li)光(guang)纖的(de)表(biao)面采用(yong)低損耗(hao)的(de)非(fei)電解(jie)鍍膜法的(de)成(cheng)功,使(shi)性(xing)(xing)能大有改善。
在光(guang)(guang)纖(xian)的(de)纖(xian)芯中,摻雜如鉺(Er)、欽(Nd)、鐠(pu)(Pr)等稀土(tu)族(zu)元(yuan)素的(de)光(guang)(guang)纖(xian)。1985年(nian)英(ying)國的(de)索(suo)斯安普頓(Sourthampton)大(da)(da)學的(de)佩(pei)思(Payne)等首先發現(xian)摻雜稀土(tu)元(yuan)素的(de)光(guang)(guang)纖(xian)(Rare Earth DoPed Fiber)有激(ji)光(guang)(guang)振(zhen)蕩和光(guang)(guang)放(fang)大(da)(da)的(de)現(xian)象。于是,從此揭開(kai)了慘餌(er)等光(guang)(guang)放(fang)大(da)(da)的(de)面(mian)紗,已(yi)經實用的(de)1.55pmEDFA就是利用摻餌(er)的(de)單模光(guang)(guang)纖(xian),利用1.47pm的(de)激(ji)光(guang)(guang)進(jin)行激(ji)勵,得到1.55pm光(guang)(guang)信號(hao)放(fang)大(da)(da)的(de)。另(ling)外,摻鐠(pu)的(de)氟化物光(guang)(guang)纖(xian)放(fang)大(da)(da)器(PDFA)正在開(kai)發中。
喇(la)(la)曼(man)(man)效(xiao)應是(shi)指往某物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)射(she)人頻率(lv)f的(de)(de)單色光(guang)(guang)(guang)時(shi),在(zai)散(san)(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)中(zhong)(zhong)(zhong)會(hui)(hui)出(chu)現頻率(lv)f之外(wai)的(de)(de)f±fR,f±2fR等頻率(lv)的(de)(de)散(san)(san)射(she)光(guang)(guang)(guang),對此(ci)現象稱(cheng)喇(la)(la)曼(man)(man)效(xiao)應。由于它是(shi)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)的(de)(de)分子(zi)(zi)運動(dong)與格(ge)子(zi)(zi)運動(dong)之間的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)交換所(suo)產生的(de)(de)。當(dang)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)吸收能(neng)量(liang)(liang)時(shi),光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)振動(dong)數變(bian)小,對此(ci)散(san)(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)稱(cheng)斯(si)托(tuo)克斯(si)(stokes)線(xian)。反(fan)之,從物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)得(de)到能(neng)量(liang)(liang),而振動(dong)數變(bian)大的(de)(de)散(san)(san)射(she)光(guang)(guang)(guang),則稱(cheng)反(fan)斯(si)托(tuo)克斯(si)線(xian)。于是(shi)振動(dong)數的(de)(de)偏差FR,反(fan)映了能(neng)級,可顯示物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)固有的(de)(de)數值。利用這種非(fei)線(xian)性媒體做成的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian),稱(cheng)作(zuo)(zuo)喇(la)(la)曼(man)(man)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(RF:Raman Fiber)。為了將(jiang)光(guang)(guang)(guang)封閉在(zai)細小的(de)(de)纖(xian)(xian)芯中(zhong)(zhong)(zhong),進行長距離傳(chuan)播,就會(hui)(hui)出(chu)現光(guang)(guang)(guang)與物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)的(de)(de)相互作(zuo)(zuo)用效(xiao)應,能(neng)使信號波形不畸變(bian),實現長距離傳(chuan)輸(shu)(shu)。當(dang)輸(shu)(shu)入(ru)光(guang)(guang)(guang)增強時(shi),就會(hui)(hui)獲得(de)相干的(de)(de)感(gan)應散(san)(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)。應用感(gan)應喇(la)(la)曼(man)(man)散(san)(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)設備有喇(la)(la)曼(man)(man)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)激光(guang)(guang)(guang)器,可供作(zuo)(zuo)分光(guang)(guang)(guang)測量(liang)(liang)電源(yuan)和(he)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)色散(san)(san)測試用電源(yuan)。另外(wai),感(gan)應喇(la)(la)曼(man)(man)散(san)(san)射(she),在(zai)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)長距離通信中(zhong)(zhong)(zhong),正在(zai)研討作(zuo)(zuo)為光(guang)(guang)(guang)放大器的(de)(de)應用。
標準光(guang)纖(xian)(xian)的(de)纖(xian)(xian)芯是設置(zhi)在包層(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)心的(de),纖(xian)(xian)芯與包層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)截面形狀(zhuang)(zhuang)為同心圓型(xing)(xing)。但因用途不(bu)同,也有將(jiang)纖(xian)(xian)芯位置(zhi)和(he)纖(xian)(xian)芯形狀(zhuang)(zhuang)、包層(ceng)(ceng)(ceng)形狀(zhuang)(zhuang),作(zuo)成不(bu)同狀(zhuang)(zhuang)態(tai)或將(jiang)包層(ceng)(ceng)(ceng)穿孔形成異(yi)型(xing)(xing)結構的(de)。相對于標準光(guang)纖(xian)(xian),稱這(zhe)些光(guang)纖(xian)(xian)叫(jiao)異(yi)型(xing)(xing)光(guang)纖(xian)(xian)。偏(pian)心光(guang)纖(xian)(xian)(Excentric Core Fiber),它是異(yi)型(xing)(xing)光(guang)纖(xian)(xian)的(de)一種。其纖(xian)(xian)芯設置(zhi)在偏(pian)離(li)中(zhong)心且(qie)接近(jin)包層(ceng)(ceng)(ceng)外(wai)線的(de)偏(pian)心位置(zhi)。由(you)于纖(xian)(xian)芯靠近(jin)外(wai)表(biao),部分(fen)光(guang)場會(hui)溢出(chu)包層(ceng)(ceng)(ceng)傳播(稱此為漸消彼(bi),Evanescent Wave)。利用這(zhe)一現象,就可檢測有無附著物(wu)質(zhi)以(yi)及折射(she)率(lv)的(de)變化(hua)。偏(pian)心光(guang)纖(xian)(xian)(ECF)主要用作(zuo)檢測物(wu)質(zhi)的(de)光(guang)纖(xian)(xian)敏感器。與光(guang)時域反(fan)射(she)計(OTDR)的(de)測試法組合(he)一起,還可作(zuo)分(fen)布敏感器用。
采用含(han)有熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)物質制造的光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)。它(ta)是在(zai)受到輻(fu)(fu)(fu)射線(xian)、紫外線(xian)等光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)照(zhao)射時,產生(sheng)的熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)一部分,可經光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)閉(bi)合進行傳輸的光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)。發(fa)(fa)(fa)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(Luminescent Fiber)可以(yi)用于(yu)檢(jian)測(ce)(ce)輻(fu)(fu)(fu)射線(xian)和(he)紫外線(xian),以(yi)及進行波(bo)長變換,或用作(zuo)溫(wen)度(du)敏感器(qi)(qi)、化學敏感器(qi)(qi)。在(zai)輻(fu)(fu)(fu)射線(xian)的檢(jian)測(ce)(ce)中也稱作(zuo)閃光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(Scintillation Fiber)。發(fa)(fa)(fa)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)從熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)材料和(he)摻雜的角度(du)上,正在(zai)開發(fa)(fa)(fa)著塑料光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)。
通常(chang)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)是由(you)一(yi)個(ge)纖(xian)芯(xin)區和圍繞它(ta)的(de)(de)(de)包(bao)層區構成(cheng)的(de)(de)(de)。但多芯(xin)光(guang)(guang)纖(xian)(Multi Core Fiber)卻(que)是一(yi)個(ge)共同的(de)(de)(de)包(bao)層區中(zhong)存(cun)在(zai)多個(ge)纖(xian)芯(xin)的(de)(de)(de)。由(you)于纖(xian)芯(xin)的(de)(de)(de)相互接近程度,可有兩種功能(neng)。其一(yi)是纖(xian)芯(xin)間隔大,即不產生(sheng)光(guang)(guang)耦會的(de)(de)(de)結構。這種光(guang)(guang)纖(xian),由(you)于能(neng)提高傳(chuan)輸線路(lu)的(de)(de)(de)單(dan)位面積的(de)(de)(de)集(ji)成(cheng)密度。在(zai)光(guang)(guang)通信中(zhong),可以(yi)作(zuo)成(cheng)具有多個(ge)纖(xian)芯(xin)的(de)(de)(de)帶(dai)狀(zhuang)光(guang)(guang)纜(lan),而在(zai)非通信領域,作(zuo)為(wei)光(guang)(guang)纖(xian)傳(chuan)像束,有將纖(xian)芯(xin)作(zuo)成(cheng)成(cheng)千上萬個(ge)的(de)(de)(de)。其二是使纖(xian)芯(xin)之間的(de)(de)(de)距離靠(kao)近,能(neng)產生(sheng)光(guang)(guang)波耦合作(zuo)用(yong)。利用(yong)此原(yuan)理正在(zai)開(kai)發雙纖(xian)芯(xin)的(de)(de)(de)敏感器或光(guang)(guang)回路(lu)器件。
將光(guang)纖(xian)作成(cheng)空心(xin),形成(cheng)圓筒狀空間,用于光(guang)傳輸的光(guang)纖(xian),稱(cheng)作空心(xin)光(guang)纖(xian)(Hollow Fiber)。空心(xin)光(guang)纖(xian)主要(yao)用于能量傳送(song),可(ke)供(gong)X射線、紫(zi)外線和遠紅外線光(guang)能傳輸。
空心光纖結構有兩種:
一(yi)(yi)是將玻(bo)璃(li)作成圓筒狀,其(qi)纖(xian)芯與(yu)包(bao)層(ceng)原理與(yu)階躍型相同。利(li)用光在空氣(qi)與(yu)玻(bo)璃(li)之間的全反射傳(chuan)播(bo)(bo)。由于(yu),光的大部分可在無損耗的空氣(qi)中傳(chuan)播(bo)(bo),具有一(yi)(yi)定距離的傳(chuan)播(bo)(bo)功(gong)能(neng)。
二是使圓筒(tong)內面的(de)反射率接近1,以減少反射損(sun)(sun)耗(hao)(hao)。為(wei)了提高反射率,有在簡(jian)內設置電介(jie)質,使工作波長(chang)段損(sun)(sun)耗(hao)(hao)減少的(de)。例如(ru)可以作到波長(chang)10.6pm損(sun)(sun)耗(hao)(hao)達幾dB/m的(de)。
按(an)材(cai)質分(fen)(fen),有無(wu)機光導(dao)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)和(he)高(gao)分(fen)(fen)子光導(dao)纖(xian)維(wei)(wei)(wei),在(zai)工(gong)業(ye)上大量應用的(de)是前者。無(wu)機光導(dao)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)材(cai)料又分(fen)(fen)為單組(zu)(zu)分(fen)(fen)和(he)多(duo)組(zu)(zu)分(fen)(fen)兩類。單組(zu)(zu)分(fen)(fen)即石(shi)英,主要原料為四氯(lv)化硅、三氯(lv)氧(yang)磷和(he)三溴化硼(peng)等。其純(chun)度(du)要求銅、鐵、鈷、鎳、錳(meng)、鉻、釩等過渡(du)金屬(shu)離子雜質含(han)(han)量低于10ppb。除此(ci)之外(wai),OH離子要求低于10ppb。石(shi)英纖(xian)維(wei)(wei)(wei)已被廣(guang)泛使用。多(duo)組(zu)(zu)分(fen)(fen)的(de)原料較多(duo),主要有二(er)氧(yang)化硅、三氧(yang)化二(er)硼(peng)、硝酸(suan)鈉、氧(yang)化鉈(she)等。這種材(cai)料尚(shang)未普及。高(gao)分(fen)(fen)子光導(dao)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)是以(yi)透明聚合(he)物(wu)制(zhi)得(de)的(de)光導(dao)纖(xian)維(wei)(wei)(wei),由纖(xian)維(wei)(wei)(wei)芯(xin)材(cai)和(he)包皮(pi)鞘材(cai)組(zu)(zu)成。芯(xin)材(cai)為高(gao)純(chun)度(du)高(gao)透光性的(de)聚甲(jia)(jia)基丙烯酸(suan)甲(jia)(jia)酯(zhi)或聚苯乙烯抽絲(si)制(zhi)得(de)的(de)纖(xian)維(wei)(wei)(wei),外(wai)層為含(han)(han)氟聚合(he)物(wu)或有機硅聚合(he)物(wu)等。
高(gao)(gao)分子光(guang)導(dao)纖維(wei)(wei)的(de)光(guang)損(sun)耗(hao)較高(gao)(gao),1982年(nian),日本電(dian)信(xin)電(dian)報公司利(li)用(yong)氘化甲基丙烯酸(suan)甲酯聚合抽絲作芯材,光(guang)損(sun)耗(hao)率(lv)降低到20dB/km。但高(gao)(gao)分子光(guang)導(dao)纖維(wei)(wei)的(de)特點(dian)是(shi)能(neng)制大(da)尺(chi)寸,大(da)數值孔徑的(de)光(guang)導(dao)纖維(wei)(wei),光(guang)源耦合效率(lv)高(gao)(gao),撓曲(qu)性(xing)好(hao),微彎曲(qu)不(bu)影響(xiang)導(dao)光(guang)能(neng)力,配列、粘接(jie)容易,便(bian)于使用(yong),成本低廉。但光(guang)損(sun)耗(hao)大(da),只能(neng)短距(ju)離應用(yong)。光(guang)損(sun)耗(hao)在(zai)10~100dB/km的(de)光(guang)導(dao)纖維(wei)(wei),可傳輸幾百米。
保(bao)(bao)(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian):保(bao)(bao)(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)傳輸線偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),廣泛用(yong)于(yu)(yu)航天、航空、航海、工業制造技術及通信等(deng)(deng)(deng)國(guo)民經濟的(de)各(ge)個領域。在以(yi)(yi)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)學相干(gan)(gan)檢測為基礎的(de)干(gan)(gan)涉型光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)傳感器中,使(shi)用(yong)保(bao)(bao)(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)能(neng)夠(gou)保(bao)(bao)(bao)(bao)證線偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)方向不變(bian),提(ti)高(gao)相干(gan)(gan)信躁比,以(yi)(yi)實現對物理量的(de)高(gao)精度測量。保(bao)(bao)(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)作為一種(zhong)特(te)種(zhong)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian),主(zhu)要(yao)應用(yong)于(yu)(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)陀螺(luo),光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)水聽器等(deng)(deng)(deng)傳感器和DWDM、EDFA等(deng)(deng)(deng)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)通信系(xi)統。由(you)于(yu)(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)陀螺(luo)及光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)水聽器等(deng)(deng)(deng)可(ke)用(yong)于(yu)(yu)軍(jun)用(yong)慣導和聲(sheng)吶(na),屬于(yu)(yu)新型科技產品,而保(bao)(bao)(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)又是(shi)其(qi)核(he)心部件,因而保(bao)(bao)(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)一直被西方發達國(guo)家列入(ru)對我禁(jin)運的(de)清單。保(bao)(bao)(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)在拉制過程中,由(you)于(yu)(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)內(nei)部產生的(de)結(jie)構缺(que)陷會造成保(bao)(bao)(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)性(xing)能(neng)的(de)下(xia)(xia)降(jiang),即當(dang)線偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)沿光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)一個特(te)征軸傳輸時,部分光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)信號會耦合進入(ru)另一個與之垂直的(de)特(te)征軸,最終(zhong)造成出射(she)偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)信號偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)消光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)比的(de)下(xia)(xia)降(jiang)。這種(zhong)缺(que)陷就是(shi)影響(xiang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)內(nei)的(de)雙折(zhe)射(she)效應。保(bao)(bao)(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)中,雙折(zhe)射(she)效應越(yue)強,波長越(yue)短,保(bao)(bao)(bao)(bao)持傳輸光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)態越(yue)好。
保偏光纖(xian)的應用及未來發展方向
保偏光(guang)纖(xian)在今(jin)后幾年內將有較(jiao)大的(de)市場需求(qiu)。隨著(zhu)(zhu)世(shi)界新技術的(de)飛速發(fa)(fa)展和新產品的(de)不斷開發(fa)(fa),保偏光(guang)纖(xian)將沿(yan)著(zhu)(zhu)以(yi)下幾個方向發(fa)(fa)展:
(1)采用光子晶體光纖新技術制造新型的高(gao)性能(neng)保偏光纖;
(2)開發溫度適應性(xing)保偏光纖,以適應航(hang)空航(hang)天等領域環(huan)境(jing)的要求;
(3)開發出各種摻(chan)稀(xi)土保(bao)偏(pian)光纖,滿足光放(fang)大器(qi)等(deng)器(qi)件應用(yong)的需求;
(4)開發(fa)氟(fu)化物保偏光(guang)纖,促進纖維光(guang)學干涉技術在紅(hong)外天(tian)文學技術領域(yu)的發(fa)展(zhan);
(5)低衰(shuai)減(jian)保偏光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian):隨著單(dan)模光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)技術(shu)的不斷完(wan)善,損耗、材料色(se)(se)散(san)和波導色(se)(se)散(san)已經不再是影(ying)響光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)通信的主要(yao)因素,單(dan)模光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)的偏振模色(se)(se)散(san)(PMD)逐漸成為限制光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)通信質(zhi)量的最嚴重的瓶頸(jing),在10Gbit/s及以上的高速光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)通信系統中表現尤為突出(chu)。
(6)利用克爾效應和法拉第旋光(guang)效應制造偏振光(guang)器件(jian)。
另外(wai)根據光纖(xian)頭不(bu)一樣還有:C-Lens.G-Lens.格林透鏡
4.常用光纖(xian)規格:
單模:8/125μm,9/125μm,10/125μm
多模:50/125μm,歐洲標準
62.5/125μm,美國標(biao)準(zhun)
工業,醫療和(he)低速(su)網絡(luo):100/140μm,200/230μm
塑料:98/1000μm,用于(yu)汽(qi)車控制
直到1960年,美國科學家Maiman發明了(le)世界上第一臺激光(guang)(guang)器后,為光(guang)(guang)通訊(xun)(xun)提供了(le)良(liang)好的(de)光(guang)(guang)源。隨后二十多年,人們對光(guang)(guang)傳輸介質進(jin)行了(le)攻關,終(zhong)于(yu)制成(cheng)了(le)低損耗光(guang)(guang)纖,從而奠定了(le)光(guang)(guang)通訊(xun)(xun)的(de)基石(shi)。從此,光(guang)(guang)通訊(xun)(xun)進(jin)入了(le)飛速(su)發展的(de)階段。
光纖傳(chuan)輸(shu)有許多突出的優點:
頻(pin)(pin)帶(dai)的(de)寬(kuan)(kuan)窄代表傳(chuan)輸(shu)容量的(de)大(da)小(xiao)。載(zai)波(bo)的(de)頻(pin)(pin)率(lv)越高,可以傳(chuan)輸(shu)信號的(de)頻(pin)(pin)帶(dai)寬(kuan)(kuan)度(du)就越大(da)。在(zai)VHF頻(pin)(pin)段,載(zai)波(bo)頻(pin)(pin)率(lv)為48.5MHz~300Mhz。帶(dai)寬(kuan)(kuan)約(yue)250MHz,只能傳(chuan)輸(shu)27套電視和幾十套調頻(pin)(pin)廣播。可見光(guang)(guang)的(de)頻(pin)(pin)率(lv)達(da)(da)100000GHz,比(bi)VHF頻(pin)(pin)段高出一(yi)百(bai)多萬倍。盡管由于光(guang)(guang)纖(xian)對不(bu)同(tong)(tong)頻(pin)(pin)率(lv)的(de)光(guang)(guang)有不(bu)同(tong)(tong)的(de)損(sun)耗,使頻(pin)(pin)帶(dai)寬(kuan)(kuan)度(du)受到影(ying)響,但在(zai)最低損(sun)耗區(qu)的(de)頻(pin)(pin)帶(dai)寬(kuan)(kuan)度(du)也(ye)可達(da)(da)30000GHz。單個(ge)光(guang)(guang)源的(de)帶(dai)寬(kuan)(kuan)只占了其中很小(xiao)的(de)一(yi)部分(多模光(guang)(guang)纖(xian)的(de)頻(pin)(pin)帶(dai)約(yue)幾百(bai)兆赫,好的(de)單模光(guang)(guang)纖(xian)可達(da)(da)10GHz以上),采(cai)用先進的(de)相干光(guang)(guang)通信可以在(zai)30000GHz范(fan)圍內安排2000個(ge)光(guang)(guang)載(zai)波(bo),進行波(bo)分復用,可以容納(na)上百(bai)萬個(ge)頻(pin)(pin)道。
在同軸電(dian)(dian)纜組成(cheng)的(de)(de)系統中(zhong),最好的(de)(de)電(dian)(dian)纜在傳(chuan)(chuan)輸(shu)800MHz信(xin)號時,每(mei)公(gong)里(li)的(de)(de)損(sun)耗都在40dB以上。相比之下,光(guang)導纖維的(de)(de)損(sun)耗則要(yao)小(xiao)(xiao)得多,傳(chuan)(chuan)輸(shu)1.31um的(de)(de)光(guang),每(mei)公(gong)里(li)損(sun)耗在0.35dB以下若傳(chuan)(chuan)輸(shu)1.55um的(de)(de)光(guang),每(mei)公(gong)里(li)損(sun)耗更小(xiao)(xiao),可達0.2dB以下。這就比同軸電(dian)(dian)纜的(de)(de)功率(lv)損(sun)耗要(yao)小(xiao)(xiao)一億倍,使其能傳(chuan)(chuan)輸(shu)的(de)(de)距離要(yao)遠得多。
此(ci)外,光纖傳(chuan)輸損耗還(huan)有兩個特點,
一是在全部有(you)線電視頻道內具(ju)有(you)相同的損耗,不需要像電纜干線那樣必須引入均衡器(qi)進行均衡;
二是其損耗(hao)幾乎不隨(sui)溫(wen)度而變,不用擔心因環境溫(wen)度變化而造(zao)成干線(xian)電平的(de)波(bo)動(dong)。
因為光(guang)纖(xian)(xian)(xian)非常(chang)細,單模光(guang)纖(xian)(xian)(xian)芯線直(zhi)(zhi)徑(jing)一(yi)般為4um~10um,外徑(jing)也只有125um,加上防(fang)水層(ceng)、加強筋(jin)、護套等,用4~48根光(guang)纖(xian)(xian)(xian)組成的(de)光(guang)纜(lan)直(zhi)(zhi)徑(jing)還不到13mm,比(bi)標(biao)準同軸電纜(lan)的(de)直(zhi)(zhi)徑(jing)47mm要(yao)小得多(duo),加上光(guang)纖(xian)(xian)(xian)是玻璃纖(xian)(xian)(xian)維,比(bi)重(zhong)小,使它(ta)具有直(zhi)(zhi)徑(jing)小、重(zhong)量(liang)輕的(de)特點,安裝十分方便。
因為光(guang)(guang)纖的(de)(de)基本成分是石英,只(zhi)傳光(guang)(guang),不導電,不受(shou)電磁(ci)(ci)場的(de)(de)作用,在(zai)其中(zhong)傳輸(shu)的(de)(de)光(guang)(guang)信號(hao)不受(shou)電磁(ci)(ci)場的(de)(de)影響,故光(guang)(guang)纖傳輸(shu)對電磁(ci)(ci)干擾、工業(ye)干擾有很強的(de)(de)抵御能力。也(ye)正因為如此,在(zai)光(guang)(guang)纖中(zhong)傳輸(shu)的(de)(de)信號(hao)不易被竊聽,因而利于保密。
因為光纖傳(chuan)輸一(yi)般不(bu)需要中繼(ji)放大(da),不(bu)會因為放大(da)引入新的非(fei)線性(xing)失真(zhen)。只(zhi)要激(ji)光器的線性(xing)好(hao),就可(ke)高保真(zhen)地傳(chuan)輸電視信號。實際測(ce)試表明,好(hao)的調幅光纖系統的載波組合三次差(cha)拍比C/CTB在70dB以(yi)上,交(jiao)調指標(biao)cM也在60dB以(yi)上,遠高于一(yi)般電纜干線系統的非(fei)線性(xing)失真(zhen)指標(biao)。
我們知(zhi)道,一(yi)個(ge)系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)可靠(kao)性與組成該系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)設(she)(she)(she)(she)備數量(liang)有關。設(she)(she)(she)(she)備越(yue)多,發生(sheng)故障的(de)(de)(de)機會越(yue)大(da)。因為光(guang)(guang)纖系統(tong)(tong)包含的(de)(de)(de)設(she)(she)(she)(she)備數量(liang)少(不像電纜系統(tong)(tong)那樣需(xu)要幾十個(ge)放大(da)器),可靠(kao)性自然也就高(gao),加(jia)上光(guang)(guang)纖設(she)(she)(she)(she)備的(de)(de)(de)壽(shou)命都很長,無故障工作時間達50萬(wan)~75萬(wan)小(xiao)時,其中壽(shou)命最(zui)短的(de)(de)(de)是光(guang)(guang)發射機中的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)器,最(zui)低壽(shou)命也在10萬(wan)小(xiao)時以(yi)上。故一(yi)個(ge)設(she)(she)(she)(she)計良(liang)好、正(zheng)確安(an)裝調試的(de)(de)(de)光(guang)(guang)纖系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)工作性能是非常(chang)可靠(kao)的(de)(de)(de)。
有人提出了新(xin)摩(mo)爾定(ding)(ding)律(lv),也叫做(zuo)光(guang)(guang)學定(ding)(ding)律(lv)(Optical Law)。該定(ding)(ding)律(lv)指出,光(guang)(guang)纖傳輸信(xin)(xin)息的(de)(de)帶(dai)寬,每6個月(yue)增加(jia)1倍,而(er)價(jia)格降低(di)1倍。光(guang)(guang)通信(xin)(xin)技術的(de)(de)發展,為Internet寬帶(dai)技術的(de)(de)發展奠定(ding)(ding)了非常(chang)好的(de)(de)基礎(chu)。這就為大型有線電視系(xi)統采用光(guang)(guang)纖傳輸方(fang)式掃清了最后一個障礙。由于(yu)制作光(guang)(guang)纖的(de)(de)材料(liao)(石英)來源(yuan)十分豐富,隨著技術的(de)(de)進步,成本還會(hui)進一步降低(di);而(er)電纜所需的(de)(de)銅原料(liao)有限,價(jia)格會(hui)越(yue)來越(yue)高。顯然,今后光(guang)(guang)纖傳輸將(jiang)占絕(jue)對優勢,成為建(jian)立全(quan)省、以至全(quan)國有線電視網的(de)(de)最主要傳輸手段。
光(guang)導纖(xian)維是(shi)由兩層折(zhe)(zhe)射(she)(she)率不同(tong)的(de)玻璃(li)組成(cheng)。內層為光(guang)內芯,直徑在幾微米至(zhi)幾十(shi)微米,外層的(de)直徑0.1~0.2mm。一般內芯玻璃(li)的(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)率比(bi)外層玻璃(li)大(da)1%。根據光(guang)的(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)和(he)全反射(she)(she)原理(li),當光(guang)線射(she)(she)到內芯和(he)外層界面的(de)角度大(da)于產生全反射(she)(she)的(de)臨界角時(shi),光(guang)線透不過界面,全部反射(she)(she)。
造(zao)成光纖衰減的(de)主要因素有(you):本征,彎曲,擠壓,雜質,不(bu)均勻(yun)和(he)對(dui)接等。
本征
是光纖的固(gu)有損耗,包括:瑞利(li)散射,固(gu)有吸收(shou)等。
彎曲
光纖彎(wan)曲(qu)時部分(fen)光纖內的光會因散射而損失掉(diao),造成(cheng)的損耗。
擠壓
光纖受到(dao)擠壓時產生微小的彎曲而造(zao)成的損耗。
雜質
光纖(xian)內雜質吸收和散(san)射在光纖(xian)中傳播的光,造成的損失(shi)。
不均勻
光纖材料(liao)的折射率(lv)不均勻造(zao)成的損耗。
對接
光(guang)纖(xian)對接時(shi)產生(sheng)的損耗,如:不(bu)同軸(zhou)(單模光(guang)纖(xian)同軸(zhou)度要求小于(yu)0.8μm),端(duan)面與軸(zhou)心(xin)不(bu)垂(chui)直,端(duan)面不(bu)平,對接心(xin)徑不(bu)匹配和(he)熔(rong)接質量差等。
人為衰減
在實(shi)際的工作中(zhong),有(you)時也有(you)必要進(jin)行人(ren)為的光(guang)(guang)(guang)纖衰減,如用于光(guang)(guang)(guang)通信系(xi)統(tong)當(dang)中(zhong)的調(diao)試(shi)光(guang)(guang)(guang)功率(lv)性能、調(diao)試(shi)光(guang)(guang)(guang)纖儀表(biao)的定標校正,光(guang)(guang)(guang)纖信號衰減的光(guang)(guang)(guang)纖衰減器。
通(tong)信中(zhong)所用的(de)(de)光纖(xian)一般是(shi)石英(ying)(ying)光纖(xian)。石英(ying)(ying)的(de)(de)化學(xue)名(ming)稱叫二氧化硅(SiO2),它和(he)我們日常用來建房(fang)子(zi)所用的(de)(de)砂子(zi)的(de)(de)主要(yao)成(cheng)分是(shi)相同(tong)(tong)的(de)(de)。但是(shi)普通(tong)的(de)(de)石英(ying)(ying)材(cai)料制成(cheng)的(de)(de)光纖(xian)是(shi)不(bu)(bu)能用于通(tong)信的(de)(de)。通(tong)信光纖(xian)必須由純度極高的(de)(de)材(cai)料組成(cheng);不(bu)(bu)過,在(zai)主體材(cai)料里摻入微量的(de)(de)摻雜劑,可以使纖(xian)芯和(he)包層的(de)(de)折射率略(lve)有不(bu)(bu)同(tong)(tong),這是(shi)有利于通(tong)信的(de)(de)。
制造(zao)(zao)光纖(xian)(xian)的方(fang)法很(hen)多,主要(yao)有:管內CVD(化學汽相沉積)法,棒內CVD法,PCVD(等離子體化學汽相沉積)法和VAD(軸向汽相沉積)法。但不論用(yong)哪一種方(fang)法,都要(yao)先(xian)在高溫(wen)下做成預制棒,然(ran)后(hou)在高溫(wen)爐中加溫(wen)軟化,拉成長(chang)絲,再進行涂(tu)覆(fu)、套(tao)塑,成為光纖(xian)(xian)芯線。光纖(xian)(xian)的制造(zao)(zao)要(yao)求(qiu)每道工序(xu)都要(yao)相稱精(jing)密,由計算機(ji)控制。在制造(zao)(zao)光纖(xian)(xian)的過程中,要(yao)注(zhu)重:
①光纖原材料的純度必須很高。
②必須(xu)防止(zhi)雜(za)質(zhi)污染,以及氣(qi)泡(pao)混入光纖。
③要準(zhun)確控制折射率的分布(bu);
④正(zheng)確(que)控制光纖(xian)的結構(gou)尺寸;
⑤盡量減小光纖表(biao)面的傷痕(hen)損(sun)害,提高光纖機(ji)械強度。
管棒法
將內芯玻璃(li)棒插入外層玻璃(li)管中(盡量緊(jin)密),熔融拉絲(si);
雙坩堝法
在兩個(ge)同心鉑坩堝(guo)(guo)內(nei),將內(nei)芯和外層玻璃料(liao)分別放入內(nei)、外坩堝(guo)(guo)中;
分子填充法
將(jiang)微孔石英玻(bo)璃(li)棒浸入(ru)高折(zhe)射率的(de)(de)添加劑溶液(ye)中,得(de)所需(xu)折(zhe)射率分布的(de)(de)斷面(mian)結構,再進行拉絲操作(zuo),它(ta)的(de)(de)工藝比較復雜。在光(guang)導纖維通信中還可用內外氣相沉積法等,以(yi)保證能制(zhi)造出(chu)光(guang)損(sun)耗率低的(de)(de)光(guang)導纖維。
太空融拉法
將(jiang)光纖的拉絲裝(zhuang)置放到太空的微重(zhong)力環境下(xia)去拉制,可(ke)以獲得地球上無法得到的超長(chang)的高質量導光纖維。
在實際應用中,光(guang)纖(xian)與(yu)光(guang)纖(xian)的連接,一般采(cai)用熱熔(rong)接和冷(leng)接兩(liang)種方法來進行(xing)施工。
熱熔接法
使用(yong)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)熔接(jie)機的高壓(ya)電弧將兩根光(guang)(guang)(guang)纖(xian)熔化后連接(jie)起(qi)來,這種方法(fa)早期一般(ban)用(yong)于(yu)(yu)長距離通訊施(shi)工,不過隨(sui)著國民對網速需求的提高和(he)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)入戶的興起(qi),熱熔接(jie)法(fa)也用(yong)于(yu)(yu)短距離光(guang)(guang)(guang)纖(xian)鋪設施(shi)工(如小區寬(kuan)帶網和(he)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)入戶等(deng)),已成為(wei)國際上主流的光(guang)(guang)(guang)纖(xian)施(shi)工方法(fa)。
冷接法
冷接(jie)(jie)法是相對(dui)于熱熔(rong)接(jie)(jie)法而言的,指不需要高壓電(dian)弧放電(dian)來(lai)融化光(guang)纖(xian)(xian),而使用光(guang)纖(xian)(xian)冷接(jie)(jie)子來(lai)將(jiang)(jiang)光(guang)纖(xian)(xian)連接(jie)(jie)起來(lai)或(huo)將(jiang)(jiang)光(guang)纖(xian)(xian)接(jie)(jie)入(ru)到光(guang)通訊設備中。
根據不同光(guang)纖的分類(lei)標準的分類(lei)方法,同一根光(guang)纖將會有不同的名稱。
按光(guang)纖的(de)材料分(fen)類
按(an)照(zhao)光纖(xian)的材料,可(ke)以將(jiang)光纖(xian)的種類分(fen)為石英光纖(xian)和全塑光纖(xian)。
石英(ying)(ying)光(guang)纖一般(ban)是指由摻雜石英(ying)(ying)芯和摻雜石英(ying)(ying)包層組成的(de)光(guang)纖。這種光(guang)纖有很低的(de)損耗和中等程度的(de)色散。通信用光(guang)纖絕大多(duo)數是石英(ying)(ying)光(guang)纖。
全塑光(guang)(guang)纖(xian)是(shi)一種通信(xin)用新型光(guang)(guang)纖(xian),尚在研制、試用階段(duan)。全塑光(guang)(guang)纖(xian)具(ju)有損耗大、纖(xian)芯(xin)粗(cu)(直(zhi)徑100~600μm)、數值(zhi)孔(kong)徑(NA)大(一般為0.3~0.5,可與光(guang)(guang)斑較(jiao)大的(de)(de)光(guang)(guang)源耦合(he)(he)使用)及制造成本較(jiao)低等特(te)點。目(mu)全塑光(guang)(guang)纖(xian)適合(he)(he)于(yu)較(jiao)短長度的(de)(de)應用,如(ru)室(shi)內計算機聯(lian)網和船舶內的(de)(de)通信(xin)等。
按光纖剖面折射率分布分類
按照光(guang)纖(xian)(xian)剖面折射(she)率(lv)分(fen)布的不同,可(ke)以(yi)將光(guang)纖(xian)(xian)的種類分(fen)為階(jie)躍型(xing)光(guang)纖(xian)(xian)和(he)漸變(bian)型(xing)光(guang)纖(xian)(xian)。
按傳輸模式分類
按(an)照光(guang)纖傳輸(shu)的(de)模(mo)(mo)式數量,可以(yi)將光(guang)纖的(de)種類分(fen)為(wei)多模(mo)(mo)光(guang)纖和單(dan)模(mo)(mo)光(guang)纖。
單(dan)(dan)模(mo)(mo)(mo)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)是(shi)只(zhi)能傳輸(shu)一種模(mo)(mo)(mo)式的(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)。單(dan)(dan)模(mo)(mo)(mo)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)只(zhi)能傳輸(shu)基(ji)模(mo)(mo)(mo)(最低(di)階模(mo)(mo)(mo)),不存在模(mo)(mo)(mo)間(jian)時延差,具有比多模(mo)(mo)(mo)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)大得多的(de)(de)帶寬,這(zhe)對于(yu)高(gao)碼速傳輸(shu)是(shi)非常重要(yao)的(de)(de)。單(dan)(dan)模(mo)(mo)(mo)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)(de)模(mo)(mo)(mo)場直徑僅(jin)幾(ji)微米(mi)(μm),其帶寬一般(ban)比漸變型多模(mo)(mo)(mo)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)(de)帶寬高(gao)一兩個(ge)數量級。因(yin)此,它(ta)適用于(yu)大容(rong)量、長(chang)距離通信。
按(an)照(zhao)國際標準規定分類(lei)(按(an)照(zhao)ITU-T建議分類(lei))
為(wei)了使光纖具有統一(yi)的國(guo)際標準(zhun),國(guo)際電信聯盟(ITU-T)制定了統一(yi)的光纖標準(zhun)(G標準(zhun))。按照ITU-T關(guan)于(yu)光纖的建議,可以將光纖的種(zhong)類分為(wei):
G.651 光(guang)纖(50/125μm多(duo)模漸變型折射率光(guang)纖)
G.652 光纖(xian)(非色散(san)位移光纖(xian))
G.653 光(guang)纖(色散位移光(guang)纖DSF)
G.654 光纖(截止(zhi)波長位移光纖)
G.655 光纖(xian)(非零色散位移光纖(xian))。
為(wei)了(le)適應新技術的發展(zhan)需(xu)要(yao),G.652類光(guang)纖已進一步分(fen)為(wei)了(le)G.652A、G.652B、G.652C三個(ge)子類,G.655類光(guang)纖也(ye)進一步分(fen)為(wei)了(le)G.655A、G.655B 兩個(ge)子類。
按照IEC 標準分類,IEC標準將光纖(xian)的種(zhong)類分為(wei)
A 類多模(mo)光(guang)纖:
A1a 多模(mo)光(guang)纖(50/125μm型(xing)多模(mo)光(guang)纖)
A1b 多(duo)模(mo)光纖(62.5/125μm型多(duo)模(mo)光纖)
A1d 多模光纖(xian)(100/140μm型多模光纖(xian))
B 類單模光(guang)纖:
B1.1 對應于G652光(guang)(guang)纖(xian),增加(jia)了B1.3光(guang)(guang)纖(xian)以(yi)對應于G652C光(guang)(guang)纖(xian)
B1.2 對應(ying)于G654光纖
B2 光纖(xian)對應(ying)于G.653光纖(xian)
B4 光纖對(dui)應于G.655光纖
高分(fen)子(zi)光(guang)(guang)導(dao)纖(xian)維(wei)開發之初(chu),僅用于汽(qi)車(che)照明燈(deng)的(de)控(kong)制和(he)(he)裝飾。主要用于醫學、裝飾、汽(qi)車(che)、船舶(bo)等(deng)方面,以顯示元(yuan)件為主。在通信和(he)(he)圖像傳輸方面,高分(fen)子(zi)光(guang)(guang)導(dao)纖(xian)維(wei)的(de)應用日益增多,工業(ye)上用于光(guang)(guang)導(dao)向器、顯示盤(pan)、標識、開關(guan)類照明調(diao)節、光(guang)(guang)學傳感器等(deng)。
光導纖(xian)維可以用在通(tong)信(xin)技術(shu)里。1979年9月,一(yi)條3.3公里的120路光纜(lan)通(tong)信(xin)系統在北京建成,幾年后上海、天津、武漢等(deng)地(di)也(ye)相繼鋪(pu)設了(le)光纜(lan)線路,利用光導纖(xian)維進行(xing)通(tong)信(xin)。
多模(mo)光導纖維(wei)做成的(de)光纜可用于通(tong)信,它的(de)傳(chuan)導性能良好(hao),傳(chuan)輸(shu)信息容(rong)量大,一條通(tong)路可同時容(rong)納數(shu)十(shi)人通(tong)話。可以同時傳(chuan)送數(shu)十(shi)套電視(shi)節(jie)目,供(gong)自由選看(kan)。
利用光(guang)(guang)導(dao)纖維(wei)進行的(de)(de)通信叫(jiao)光(guang)(guang)纖通信。一(yi)對(dui)金屬電(dian)(dian)話線至多只能同(tong)時(shi)(shi)傳送一(yi)千多路(lu)(lu)電(dian)(dian)話,而根據理論計算,一(yi)對(dui)細如(ru)蛛絲(si)的(de)(de)光(guang)(guang)導(dao)纖維(wei)可(ke)以(yi)同(tong)時(shi)(shi)通一(yi)百(bai)億路(lu)(lu)電(dian)(dian)話!鋪設1000公里的(de)(de)同(tong)軸電(dian)(dian)纜大約需要500噸(dun)銅,改(gai)用光(guang)(guang)纖通信只需幾(ji)公斤石英就可(ke)以(yi)了(le)。沙(sha)石中就含(han)有石英,幾(ji)乎是(shi)取之不盡(jin)的(de)(de)。
光(guang)導纖(xian)(xian)維內窺鏡可導入心臟和(he)腦室,測量(liang)心臟中的血壓(ya)、血液中氧的飽和(he)度、體溫等。用(yong)光(guang)導纖(xian)(xian)維連接(jie)的激光(guang)手術刀已(yi)在臨床應用(yong),并(bing)可用(yong)作光(guang)敏法治癌。
另外,利用(yong)光(guang)導纖維制成的(de)(de)內窺鏡,可以(yi)幫助醫生(sheng)檢查胃、食道(dao)、十二(er)指腸等的(de)(de)疾病。光(guang)導纖維胃鏡是由上(shang)千根玻璃纖維組成的(de)(de)軟管,它有(you)輸(shu)送光(guang)線、傳導圖像的(de)(de)本領(ling),又有(you)柔軟、靈活(huo),可以(yi)任意彎曲等優點,可以(yi)通(tong)過食道(dao)插入胃里。光(guang)導纖維把胃里的(de)(de)圖像傳出(chu)來,醫生(sheng)就可以(yi)窺見胃里的(de)(de)情(qing)(qing)形(xing),然后根據情(qing)(qing)況進行診斷和治療。
光(guang)(guang)導纖(xian)維(wei)可以(yi)把陽光(guang)(guang)送到各個(ge)角落,還可以(yi)進行機(ji)械加工。計(ji)算機(ji)、機(ji)器人、汽車配電盤等(deng)也(ye)已成功地用(yong)光(guang)(guang)導纖(xian)維(wei)傳(chuan)(chuan)輸光(guang)(guang)源(yuan)或圖像(xiang)。如與敏感元(yuan)件(jian)組合或利(li)用(yong)本身的特性(xing),則(ze)可以(yi)做(zuo)成各種傳(chuan)(chuan)感器,測(ce)量壓力、流(liu)量、溫度、位移、光(guang)(guang)澤和(he)顏色等(deng)。在能量傳(chuan)(chuan)輸和(he)信息傳(chuan)(chuan)輸方(fang)面也(ye)獲得(de)廣泛的應(ying)用(yong)。
由于光纖(xian)的良(liang)好的物理特性,光纖(xian)照(zhao)明和LED照(zhao)明已越(yue)來越(yue)成為藝術裝修(xiu)美(mei)化的用途。
應用如下:
門頭店名(標設)和LOGO采用粗光纖制作光暈照明。
門頭的(de)(de)局部輪(lun)廓采用Φ18(Φ14)的(de)(de)側光纖進行照明。
場所外立(li)面局部采(cai)用(yong)光纖三維鏡(jing)。
采用藝術分布的光纖(xian)點(dian)陣,配置光纖(xian)照明(ming)YY-S150光纖(xian)掃描(miao)機(ji)。
在(zai)草坪上布置光(guang)纖地燈(deng)。
光(guang)纖瀑布、光(guang)纖立體球(qiu)等藝術造型。
同時也(ye)用在裝飾顯示、廣告(gao)顯示。
光纖也可以用作各種視覺藝術的(de)展示(shi)等,光纖的(de)特(te)性得(de)到(dao)充分的(de)應用,如(ru)圖(tu)所(suo)示(shi):
光(guang)(guang)纖(xian)(xian)成為裝飾品:利(li)用光(guang)(guang)纖(xian)(xian)發光(guang)(guang)的特(te)性,可以做成各種色彩的熒光(guang)(guang)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)、滿(man)天星光(guang)(guang)纖(xian)(xian)花瓶、做禮品晚(wan)會用,還是室內裝飾都很漂亮:如下圖:
過去,石油工業(ye)只(zhi)能利用(yong)現有的技術開(kai)采(cai)油氣(qi)儲(chu)量(liang),常常無(wu)法滿(man)足(zu)快速投資回收和(he)最(zui)大化油氣(qi)采(cai)收率(lv)的需求,并導致原(yuan)油采(cai)收率(lv)平(ping)均只(zhi)有35%左右(you)。井下(xia)系統供(gong)應商(shang)預測,通過利用(yong)智能井技術可以使原(yuan)油采(cai)收率(lv)提高(gao)到50%~60%。
在開(kai)發井(jing)中傳感器之前,收集井(jing)下(xia)信息的唯一(yi)方法是(shi)測(ce)井(jing)。測(ce)井(jing)方法雖然能(neng)提(ti)供(gong)有(you)價值的數據(ju),但作業(ye)成本(ben)高(gao),并有(you)可能(neng)對井(jing)產生損害(hai)。因此,需要(yao)更好的井(jing)下(xia)技術提(ti)高(gao)無干擾(rao)流動監測(ce)和(he)控(kong)制(zhi)。
可以共同提高(gao)采收率的技術有:
·電子井下傳(chuan)感(gan)器,提供定(ding)點(dian)溫(wen)度(du)和壓力監測;
·流量和含水量傳(chuan)感器;
·井下電(dian)-液壓操控(kong)流動控(kong)制(zhi)系統(tong);
·基(ji)于實時油藏(zang)動態數據;
·優(you)化油藏模(mo)擬;
·高溫光(guang)纖(xian)井(jing)下傳感器(qi);
·電(dian)子與(yu)光纖井(jing)口(kou)濕式連(lian)接系統。
過去幾年(nian),傳(chuan)感(gan)(gan)器技術愈(yu)來愈(yu)多(duo)地從(cong)其它行業轉向海(hai)上和井下(xia),特別是光纖傳(chuan)感(gan)(gan)器技術,光纖傳(chuan)感(gan)(gan)器極大地提(ti)高了高溫(wen)系統的(de)可靠性。近期(qi),大型(xing)井下(xia)設備供應商經常與光纖探(tan)測(ce)技術專業公司合作或收購這類(lei)公司,充分(fen)證實了這項技術的(de)潛力。
光纖(xian)傳(chuan)感器系列包括3項被證實的核(he)心(xin)技(ji)術(shu)和(he)1項待(dai)開發的技(ji)術(shu):
·分布式溫(wen)度(du)探測(ce)(DTS)。該項技術(shu)憑借一定長度(du)的光纖(xian)監測(ce)不同位(wei)置上溫(wen)度(du)的變化。其溫(wen)度(du)分辨率為(wei)(wei)0.1oC,位(wei)置分辨率為(wei)(wei)1m(光纖(xian)長度(du)大(da)于10000m)。
·光纖還可以(yi)作為(wei)直接讀值的(de)機(ji)械(xie)點(dian)源傳感器(qi)。最(zui)簡單的(de)形式,可能只是一(yi)個(ge)空(kong)腔(qiang),隨外部(bu)壓力改變長度,入(ru)射到空(kong)腔(qiang)的(de)光信號強度隨空(kong)腔(qiang)長度而下降。光纖傳送設備允許在(zai)一(yi)根光纖上組合多個(ge)傳感器(qi),測量(liang)不同物理變量(liang)。
·化學探(tan)測。專(zhuan)業光纖的開發與工(gong)業應(ying)用(yong)正在(zai)增長,它(ta)們(men)對化學物質的存在(zai)和豐(feng)度比較敏感。這(zhe)種技術(shu)還(huan)不太(tai)先進,但很(hen)有發展潛力。
光纖收(shou)發(fa)(fa)器(qi)是一(yi)種將短距離(li)的(de)(de)雙絞(jiao)線電信號(hao)和長(chang)距離(li)的(de)(de)光信號(hao)進行互換的(de)(de)以(yi)太網(wang)(wang)傳輸(shu)媒體轉(zhuan)換單元,在很(hen)多地方也被(bei)稱(cheng)之為光電轉(zhuan)換器(qi)。產品一(yi)般應用(yong)(yong)在以(yi)太網(wang)(wang)電纜無法覆(fu)蓋、必(bi)須使用(yong)(yong)光纖來延(yan)長(chang)傳輸(shu)距離(li)的(de)(de)實際網(wang)(wang)絡環境中,且通常定位(wei)于寬帶城域網(wang)(wang)的(de)(de)接入層(ceng)應用(yong)(yong);同時在幫助把光纖最后(hou)一(yi)公里線路連接到城域網(wang)(wang)和更外層(ceng)的(de)(de)網(wang)(wang)絡上也發(fa)(fa)揮了(le)巨大的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)。
企業在(zai)進行信息化基礎(chu)建(jian)設(she)時,通常更多地關注路由器(qi)、交換機乃至網(wang)卡等用于(yu)節點數據(ju)交換的(de)(de)(de)(de)網(wang)絡設(she)備,卻往往忽略(lve)介(jie)質(zhi)轉換這種非網(wang)絡核心必不(bu)可少的(de)(de)(de)(de)設(she)備。特別是在(zai)一些要求信息化程度高(gao)、數據(ju)流量較大的(de)(de)(de)(de)政(zheng)府機構和企業,網(wang)絡建(jian)設(she)時需要直接(jie)上連到以光纖(xian)為傳(chuan)輸介(jie)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)骨干網(wang),而企業內部局域網(wang)的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)輸介(jie)質(zhi)一般為銅(tong)線(xian),確保數據(ju)包(bao)在(zai)不(bu)同網(wang)絡間(jian)順暢(chang)傳(chuan)輸的(de)(de)(de)(de)介(jie)質(zhi)轉換設(she)備成為必需品。
國外(wai)和(he)國內生產(chan)(chan)光(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)器(qi)的(de)廠商很多,產(chan)(chan)品線(xian)也極為豐富。為了保證與其他廠家的(de)網(wang)(wang)卡、中繼器(qi)、集(ji)線(xian)器(qi)和(he)交(jiao)換機等網(wang)(wang)絡設(she)備的(de)完全兼(jian)容,光(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)器(qi)產(chan)(chan)品必須嚴格(ge)符(fu)合(he)10Base-T、100Base-TX、100Base-FX、IEEE802.3和(he)IEEE802.3u等以太(tai)網(wang)(wang)標準(zhun),除此(ci)之外(wai),在(zai)(zai)EMC防電磁輻(fu)射方面應符(fu)合(he)FCC Part15。時(shi)下(xia)由于國內各大(da)運營商正在(zai)(zai)大(da)力建設(she)小區網(wang)(wang)、校(xiao)園(yuan)網(wang)(wang)和(he)企業網(wang)(wang),因此(ci)光(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)器(qi)產(chan)(chan)品的(de)用量(liang)也在(zai)(zai)不斷提高,以更好地(di)滿足接入網(wang)(wang)的(de)建設(she)需要。
隨著(zhu)光纖(xian)收發(fa)器產品的多樣化發(fa)展,其分類方(fang)法(fa)也(ye)各(ge)異,但各(ge)種分類方(fang)法(fa)之間又有著(zhu)一(yi)定的關聯。
單模(mo)光纖收發(fa)器(qi):傳輸距離20公里(li)至120公里(li)
多模光纖收(shou)發器:傳(chuan)輸距(ju)離2公里到5公里
按光(guang)纖(xian)(xian)來(lai)分,可以分為多模光(guang)纖(xian)(xian)收(shou)發(fa)(fa)(fa)器和單模光(guang)纖(xian)(xian)收(shou)發(fa)(fa)(fa)器。由于使(shi)(shi)用的(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)不(bu)(bu)同(tong),收(shou)發(fa)(fa)(fa)器所能傳(chuan)輸的(de)(de)距離也(ye)不(bu)(bu)一(yi)(yi)樣(yang),多模收(shou)發(fa)(fa)(fa)器一(yi)(yi)般的(de)(de)傳(chuan)輸距離在2公(gong)里到5公(gong)里之間,而單模收(shou)發(fa)(fa)(fa)器覆(fu)蓋的(de)(de)范(fan)圍(wei)可以從20公(gong)里至120公(gong)里。需要指出的(de)(de)是因(yin)傳(chuan)輸距離的(de)(de)不(bu)(bu)同(tong),光(guang)纖(xian)(xian)收(shou)發(fa)(fa)(fa)器本身的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)射功(gong)率、接收(shou)靈敏(min)度和使(shi)(shi)用波(bo)長也(ye)會不(bu)(bu)一(yi)(yi)樣(yang)。
如5公里光纖收(shou)發(fa)(fa)器(qi)的(de)發(fa)(fa)射功率一般在(zai)-20~-14db之(zhi)間,接收(shou)靈敏(min)度為-30db,使(shi)用(yong)(yong)1310nm的(de)波長;而120公里光纖收(shou)發(fa)(fa)器(qi)的(de)發(fa)(fa)射功率多在(zai)-5~0dB之(zhi)間,接收(shou)靈敏(min)度為-38dB,使(shi)用(yong)(yong)1550nm的(de)波長。
按所需光纖分類:
單(dan)纖(xian)(xian)光(guang)纖(xian)(xian)收發(fa)器(qi):接收發(fa)送的數(shu)據在一根光(guang)纖(xian)(xian)上(shang)傳輸
雙纖光纖收發器:接收發送的(de)數據在一對(dui)光纖上(shang)傳輸(shu)
顧(gu)名思義,單(dan)纖(xian)設備可以節(jie)省(sheng)一半的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian),即在(zai)一根(gen)光(guang)(guang)纖(xian)上實現數據的(de)(de)(de)(de)接收(shou)(shou)和(he)發(fa)送,在(zai)光(guang)(guang)纖(xian)資源緊(jin)張的(de)(de)(de)(de)地方十(shi)分(fen)適用。這類(lei)產(chan)(chan)品采用了(le)波分(fen)復用的(de)(de)(de)(de)技術,使用的(de)(de)(de)(de)波長多為(wei)1310nm和(he)1550nm。但由(you)于(yu)單(dan)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)器產(chan)(chan)品沒(mei)有統一國際標準,因(yin)此不同廠商(shang)產(chan)(chan)品在(zai)互聯互通(tong)時可能會存在(zai)不兼容的(de)(de)(de)(de)情況。另外由(you)于(yu)使用了(le)波分(fen)復用,單(dan)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)器產(chan)(chan)品普遍存在(zai)信號(hao)衰(shuai)耗(hao)大(da)的(de)(de)(de)(de)特點。市面上的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)器多為(wei)雙(shuang)纖(xian)產(chan)(chan)品,此類(lei)產(chan)(chan)品較為(wei)成熟和(he)穩定(ding),但需(xu)要更多的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)。
按(an)工(gong)作(zuo)層次/速率分類
100M以太網光纖收發器:工作在物理層(ceng)
10/100M以太(tai)網光(guang)纖(xian)收(shou)發(fa)器:工作(zuo)在數據鏈路層
按工(gong)作層次/速(su)率(lv)來分(fen),可以分(fen)為單(dan)10M、100M的(de)光纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)(qi)(qi)、10/100M自適應(ying)的(de)光纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)(qi)(qi)和1000M光纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)(qi)(qi)。其中單(dan)10M和100M的(de)收(shou)發(fa)器(qi)(qi)(qi)產(chan)品工(gong)作在物理層,在這(zhe)一(yi)層工(gong)作的(de)收(shou)發(fa)器(qi)(qi)(qi)產(chan)品是按位(wei)來轉發(fa)數(shu)據。該轉發(fa)方(fang)式具(ju)有轉發(fa)速(su)度快、通透率(lv)高(gao)、時延低等方(fang)面的(de)優(you)勢,適合應(ying)用于(yu)速(su)率(lv)固定(ding)(ding)的(de)鏈(lian)路(lu)上,同時由于(yu)此(ci)類設備在正(zheng)常通信前(qian)沒有一(yi)個自協商的(de)過程(cheng),因(yin)此(ci)在兼(jian)容性和穩定(ding)(ding)性方(fang)面做得更好。
而10/100M光(guang)纖收(shou)發器是工(gong)(gong)作(zuo)在(zai)(zai)數(shu)據(ju)鏈路(lu)(lu)(lu)層(ceng),在(zai)(zai)這一(yi)層(ceng)光(guang)纖收(shou)發器使用(yong)存(cun)儲轉(zhuan)發的(de)(de)(de)機制,這樣(yang)轉(zhuan)發機制對接(jie)收(shou)到的(de)(de)(de)每一(yi)個數(shu)據(ju)包都要讀取(qu)它的(de)(de)(de)源MAC地(di)址(zhi)(zhi)、目(mu)的(de)(de)(de)MAC地(di)址(zhi)(zhi)和數(shu)據(ju)凈荷(he),并在(zai)(zai)完成CRC循(xun)環冗余(yu)校驗以(yi)(yi)后才將該數(shu)據(ju)包轉(zhuan)發出去(qu)。存(cun)儲轉(zhuan)發的(de)(de)(de)好處一(yi)來可(ke)以(yi)(yi)防止(zhi)一(yi)些錯誤的(de)(de)(de)幀在(zai)(zai)網絡中傳(chuan)播(bo),占用(yong)寶貴的(de)(de)(de)網絡資(zi)源,同時還可(ke)以(yi)(yi)很好地(di)防止(zhi)由于網絡擁塞造(zao)成的(de)(de)(de)數(shu)據(ju)包丟失,當數(shu)據(ju)鏈路(lu)(lu)(lu)飽和時存(cun)儲轉(zhuan)發可(ke)以(yi)(yi)將無法轉(zhuan)發的(de)(de)(de)數(shu)據(ju)先放在(zai)(zai)收(shou)發器的(de)(de)(de)緩(huan)存(cun)中,等(deng)待(dai)網絡空閑時再進行轉(zhuan)發。這樣(yang)既減少了(le)數(shu)據(ju)沖(chong)突的(de)(de)(de)可(ke)能又保證了(le)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸的(de)(de)(de)可(ke)靠性,因此10/100M的(de)(de)(de)光(guang)纖收(shou)發器適合于工(gong)(gong)作(zuo)在(zai)(zai)速率不固定的(de)(de)(de)鏈路(lu)(lu)(lu)上(shang)。
按結構分類
桌面式(獨立式)光纖(xian)收發器:獨立式用戶端設(she)備(bei)
機(ji)架式(模塊(kuai)化)光纖收發器:安裝于(yu)十六槽機(ji)箱,采用集中供電方式
按結構來分,可(ke)以分為(wei)桌(zhuo)面(mian)式(shi)(獨立式(shi))光(guang)(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)器(qi)(qi)和機(ji)架式(shi)光(guang)(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)器(qi)(qi)。桌(zhuo)面(mian)式(shi)光(guang)(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)器(qi)(qi)適合于(yu)(yu)單(dan)個用(yong)戶使用(yong),如滿足樓道中單(dan)臺交(jiao)換(huan)機(ji)的(de)上聯。機(ji)架式(shi)(模塊(kuai)化(hua))光(guang)(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)器(qi)(qi)適用(yong)于(yu)(yu)多用(yong)戶的(de)匯(hui)聚,如小(xiao)區的(de)中心機(ji)房必須滿足小(xiao)區內所(suo)(suo)有交(jiao)換(huan)機(ji)的(de)上聯,使用(yong)機(ji)架便(bian)于(yu)(yu)實(shi)現對所(suo)(suo)有模塊(kuai)型光(guang)(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)器(qi)(qi)的(de)統一管理和統一供電(dian),國內的(de)機(ji)架多為(wei)16槽產品,即一個機(ji)架中最多可(ke)加插16個模塊(kuai)式(shi)光(guang)(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)器(qi)(qi)。
按管理類型分類
非網管型收發器:即(ji)插即(ji)用,通過硬件撥碼(ma)開關設置電口工作(zuo)模式
網管(guan)型收(shou)發器:支持電信級(ji)網絡管(guan)理
按網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)來分(fen),可(ke)(ke)以(yi)(yi)分(fen)為網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)型光(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)和(he)(he)非網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)型光(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)。隨著網(wang)(wang)(wang)(wang)絡向著可(ke)(ke)運營(ying)可(ke)(ke)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)理的(de)(de)方(fang)向發(fa)(fa)(fa)展(zhan),大多(duo)數運營(ying)商都(dou)希望自(zi)己網(wang)(wang)(wang)(wang)絡中的(de)(de)所(suo)(suo)有(you)設備均能做(zuo)到可(ke)(ke)遠程(cheng)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)程(cheng)度(du),光(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)產品與交(jiao)換機、路(lu)由器(qi)(qi)(qi)一(yi)樣也(ye)逐步(bu)向這個(ge)(ge)(ge)方(fang)向發(fa)(fa)(fa)展(zhan)。對于可(ke)(ke)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)光(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)還可(ke)(ke)以(yi)(yi)細分(fen)為局(ju)端可(ke)(ke)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)和(he)(he)用戶端可(ke)(ke)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)。局(ju)端可(ke)(ke)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)光(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)主(zhu)(zhu)要是機架(jia)式產品,多(duo)采用主(zhu)(zhu)從式的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)理結構,即一(yi)個(ge)(ge)(ge)主(zhu)(zhu)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)模(mo)塊可(ke)(ke)串聯(lian)N個(ge)(ge)(ge)從網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)模(mo)塊,每個(ge)(ge)(ge)從網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)模(mo)塊定期輪詢它(ta)所(suo)(suo)在(zai)子架(jia)上(shang)所(suo)(suo)有(you)光(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)狀態信(xin)息,向主(zhu)(zhu)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)模(mo)塊提交(jiao)。主(zhu)(zhu)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)模(mo)塊一(yi)方(fang)面(mian)需要輪詢自(zi)己機架(jia)上(shang)的(de)(de)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)信(xin)息,另(ling)一(yi)方(fang)面(mian)還需收(shou)(shou)集所(suo)(suo)有(you)從子架(jia)上(shang)的(de)(de)信(xin)息,然后匯(hui)總并提交(jiao)給網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)服(fu)務器(qi)(qi)(qi)。如武漢(han)烽火網(wang)(wang)(wang)(wang)絡所(suo)(suo)提供的(de)(de)OL200系(xi)列網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)型光(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)產品支持1(主(zhu)(zhu))9(從)的(de)(de)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)結構,一(yi)次性最(zui)多(duo)可(ke)(ke)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)理150個(ge)(ge)(ge)光(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)。
按電源分類
內(nei)置電源(yuan):內(nei)置開關電源(yuan)為電信級(ji)電源(yuan)
外(wai)置電(dian)源:外(wai)置變壓器電(dian)源多(duo)使用(yong)在民(min)用(yong)設備上(shang)
按(an)電源(yuan)來分,可以(yi)分為(wei)內置電源(yuan)和外(wai)置電源(yuan)兩種。其(qi)中內置開關電源(yuan)為(wei)電信級電源(yuan),而外(wai)置變(bian)壓(ya)器(qi)電源(yuan)多(duo)使用在民用設備(bei)上。前者的優勢在于能支持超(chao)寬的電源(yuan)電壓(ya),更好(hao)地實現穩壓(ya)、濾波和設備(bei)電源(yuan)保護,減(jian)少機械式接觸(chu)造成的外(wai)置故障點;后者的優勢在于設備(bei)體積小(xiao)巧和價格便(bian)宜。
按工作方式分類
全(quan)雙(shuang)(shuang)(shuang)工(gong)(gong)方(fang)式(shi)(shi)(full duplex)是指當數據(ju)的(de)發送和接收(shou)分(fen)流(liu),分(fen)別由(you)兩根不同(tong)(tong)的(de)傳輸線傳送時(shi)(shi),通(tong)信(xin)雙(shuang)(shuang)(shuang)方(fang)都(dou)能在(zai)同(tong)(tong)一(yi)時(shi)(shi)刻進行發送和接收(shou)操作,這樣的(de)傳送方(fang)式(shi)(shi)就是全(quan)雙(shuang)(shuang)(shuang)工(gong)(gong)制,如(ru)圖(tu)1所(suo)(suo)示。在(zai)全(quan)雙(shuang)(shuang)(shuang)工(gong)(gong)方(fang)式(shi)(shi)下,通(tong)信(xin)系(xi)統的(de)每一(yi)端都(dou)設置(zhi)了發送器(qi)(qi)和接收(shou)器(qi)(qi),因此,能控制數據(ju)同(tong)(tong)時(shi)(shi)在(zai)兩個(ge)方(fang)向上(shang)傳送。全(quan)雙(shuang)(shuang)(shuang)工(gong)(gong)方(fang)式(shi)(shi)無需(xu)進行方(fang)向的(de)切換,因此,沒(mei)有切換操作所(suo)(suo)產生的(de)時(shi)(shi)間延遲。
半雙(shuang)式(shi)方(fang)(fang)(fang)式(shi)(half duplex)是指使(shi)(shi)用(yong)同(tong)一根傳輸線既作接收又(you)作發送(song),雖(sui)然(ran)數(shu)據可以(yi)在(zai)兩個方(fang)(fang)(fang)向上傳送(song),但通信雙(shuang)方(fang)(fang)(fang)不能(neng)同(tong)時收發數(shu)據,這樣的傳送(song)方(fang)(fang)(fang)式(shi)就是半雙(shuang)工制(zhi)。采(cai)用(yong)半雙(shuang)工方(fang)(fang)(fang)式(shi)時,通信系統(tong)每一端的發送(song)器(qi)和接收器(qi),通過(guo)收/發開關(guan)轉接到通信線上,進行方(fang)(fang)(fang)向的切換,因此,會產生時間延遲。市面上有(you)些(xie)晶片,只(zhi)能(neng)使(shi)(shi)用(yong)全(quan)雙(shuang)工環境,無法支(zhi)持半雙(shuang)工,若接至其(qi)他品牌的交換機(N-Way Switch)或(huo)集線器(qi)(HUB),其(qi)又(you)使(shi)(shi)用(yong)半雙(shuang)工模式(shi),則(ze)一定(ding)會造(zao)成嚴重的沖撞及丟包(bao)。
顏色辨別
黃色的代表單模
橙色的代表多模
外套標識辨別
50/125,62.5/125為(wei)多模,并且可能標有mm
9/125(g652)為(wei)單模,并(bing)且(qie)可能(neng)標有sm
光纖磨制端頭
在放大鏡下可辨別(bie),多(duo)模呈(cheng)同(tong)心圓
單模(mo)中間有(you)一黑點
熔(rong)接機熔(rong)接時從屏上(shang)可辨別(bie)
多模纖中間(jian)沒白條
單模中間(jian)有一白條
同時,熔(rong)(rong)接(jie)(jie)機對(dui)多模光纜不做熔(rong)(rong)接(jie)(jie)損耗計算。再,單模與多模光纖(xian)熔(rong)(rong)接(jie)(jie)機不能熔(rong)(rong)接(jie)(jie)。
單模收(shou)發器可以用于多(duo)模光纜鏈路(lu),但注意跳(tiao)線要用多(duo)模的。
依據信號(hao)(hao)在(zai)光(guang)(guang)(guang)纖中傳輸(shu)(shu)的(de)模(mo)式,主要分兩(liang)大類:單模(mo)和多(duo)(duo)模(mo)。模(mo)式通常是指光(guang)(guang)(guang)信號(hao)(hao)在(zai)光(guang)(guang)(guang)纖內的(de)傳輸(shu)(shu)路(lu)徑,單模(mo)的(de)傳輸(shu)(shu)路(lu)徑就是中心軸(zhou)線;將光(guang)(guang)(guang)纖沿中軸(zhou)線切出一個(ge)刨面(mian),光(guang)(guang)(guang)信號(hao)(hao)在(zai)刨面(mian)上利用全反射進行傳輸(shu)(shu)。光(guang)(guang)(guang)纖可以擁有(you)這種刨面(mian)無(wu)限(xian)多(duo)(duo)個(ge),所以光(guang)(guang)(guang)信號(hao)(hao)的(de)傳輸(shu)(shu)路(lu)徑就會有(you)無(wu)限(xian)多(duo)(duo)條(tiao),即有(you)無(wu)限(xian)多(duo)(duo)種模(mo)式,如此傳輸(shu)(shu)的(de)光(guang)(guang)(guang)纖就被稱作多(duo)(duo)模(mo)光(guang)(guang)(guang)纖。
單(dan)模(mo)(mo)的纖芯(xin)(xin)尺寸一(yi)般是(shi)8~10um,在單(dan)模(mo)(mo)中信號沿直線進行傳播,也就是(shi)一(yi)種模(mo)(mo)式。多模(mo)(mo)的纖芯(xin)(xin)比較(jiao)大,50um或是(shi)62.5um,可以同時進行多種模(mo)(mo)式的傳輸(shu)。
單(dan)(dan)(dan)模(mo)(mo)的(de)(de)傳輸帶寬(kuan)高(gao),傳輸距離(li)(li)遠,主要用于中長距離(li)(li)的(de)(de)信號傳輸系統(tong),如光纖(xian)到戶、地(di)鐵和道路等長距離(li)(li)網絡(luo)。但是,因為(wei)單(dan)(dan)(dan)模(mo)(mo)的(de)(de)纖(xian)芯比較(jiao)小,與發射(she)機(ji)(ji)連接(jie)時需要精確對接(jie),從而耦(ou)合到較(jiao)高(gao)的(de)(de)光源(yuan)。這使得單(dan)(dan)(dan)模(mo)(mo)光纖(xian)網絡(luo)系統(tong)的(de)(de)其他配件價(jia)格升(sheng)高(gao),單(dan)(dan)(dan)模(mo)(mo)光發射(she)機(ji)(ji)的(de)(de)價(jia)格比多(duo)模(mo)(mo)的(de)(de)就貴不(bu)少。使用單(dan)(dan)(dan)模(mo)(mo)連接(jie)器進行(xing)端接(jie)時,要注意精確對接(jie),不(bu)然會產生(sheng)數值較(jiao)高(gao)的(de)(de)插入損耗,降低光纖(xian)傳輸性能。
而多模(mo)能主(zhu)要用于(yu)滿(man)足短距離網絡的傳(chuan)輸。事實上(shang),多模(mo)光纖能夠支持萬兆以(yi)太網550米內的垂直子(zi)系(xi)統(tong)布線(xian)和短距離建筑群子(zi)系(xi)統(tong)布線(xian),以(yi)及40G/100G網絡150米內的數據中心布線(xian)。并且,多模(mo)光纖系(xi)統(tong)的光電轉換元(yuan)件比單(dan)(dan)模(mo)更便宜,現場安裝和端接也(ye)更簡(jian)單(dan)(dan)。
光纖作(zuo)為寬(kuan)帶(dai)接入(ru)一種(zhong)主流的方式,有著通(tong)信容量(liang)大(da)、中繼距離長、保密性能(neng)好、適應能(neng)力強、體積小(xiao)重量(liang)輕、原材料來(lai)(lai)源廣價格低廉等的優點,未來(lai)(lai)在寬(kuan)帶(dai)互聯網(wang)接入(ru)的應用可預料會(hui)非常廣泛。
根(gen)據市(shi)場(chang)研究與預(yu)測(ce)公司IDC預(yu)計2012年中國光(guang)纖(xian)(xian)接(jie)(jie)入用戶數(shu)將超(chao)過2660萬(wan)戶,未(wei)來5年保持56.4%的(de)(de)年復(fu)合增(zeng)長(chang)率(lv)(lv),而且中國已成為全球最(zui)大的(de)(de)光(guang)網(wang)(wang)絡設(she)備市(shi)場(chang)之一。截至(zhi)2011年底,中國光(guang)纖(xian)(xian)接(jie)(jie)入端口數(shu)已超(chao)過1億(yi)個(ge),同比(bi)增(zeng)長(chang)超(chao)過100%;中國光(guang)纖(xian)(xian)接(jie)(jie)入用戶數(shu)已達(da)1556萬(wan)戶,同比(bi)增(zeng)長(chang)超(chao)過370%。比(bi)起中國1.58億(yi)的(de)(de)寬(kuan)帶(dai)(dai)用戶數(shu),光(guang)纖(xian)(xian)接(jie)(jie)入用戶數(shu)還將會有非常廣(guang)闊(kuo)的(de)(de)上升空間。根(gen)據我國光(guang)纖(xian)(xian)寬(kuan)帶(dai)(dai)發(fa)展計劃,到2015年全國互聯網(wang)(wang)出口帶(dai)(dai)寬(kuan)達(da)到5T,城市(shi)家庭(ting)帶(dai)(dai)寬(kuan)接(jie)(jie)入能(neng)力基本達(da)到20M以上,農村家庭(ting)帶(dai)(dai)寬(kuan)能(neng)力基本達(da)到4M以上;家庭(ting)光(guang)纖(xian)(xian)接(jie)(jie)入覆(fu)蓋(gai)超(chao)過500萬(wan)戶;無線局域網(wang)(wang)的(de)(de)公共(gong)運(yun)營熱點規模將超(chao)過15萬(wan)個(ge);屆時將實現(xian)全市(shi)公益(yi)性機構光(guang)纖(xian)(xian)到達(da)率(lv)(lv)100%,實現(xian)全部(bu)科技園區、工業(ye)園區、商(shang)務樓宇、賓館(guan)酒店等商(shang)務類場(chang)所(suo)的(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)到樓、到辦公室。
這些數據(ju)都表(biao)明(ming),中國的寬(kuan)(kuan)帶(dai)(dai)市(shi)場(chang)蘊藏(zang)著巨大(da)(da)的潛力,必將是(shi)未來(lai)寬(kuan)(kuan)帶(dai)(dai)運(yun)營商對(dui)抗的主戰(zhan)場(chang)之(zhi)一。而(er)光纖(xian)寬(kuan)(kuan)帶(dai)(dai)的普(pu)及也是(shi)大(da)(da)勢所趨。所以(yi)未來(lai)寬(kuan)(kuan)帶(dai)(dai)市(shi)場(chang)的斗爭(zheng)很(hen)大(da)(da)程度上是(shi)光纖(xian)寬(kuan)(kuan)帶(dai)(dai)的斗爭(zheng)。
中(zhong)國(guo)電信集團副(fu)總(zong)工(gong)程師(shi)靳東濱表示,中(zhong)國(guo)電信光(guang)纖寬帶用戶數量(liang)三年后將超過1億,達到(dao)世界領先水平。中(zhong)國(guo)聯通(tong)也明確了2012年新增光(guang)纖到(dao)戶家庭1000萬。中(zhong)國(guo)移動在2010年在三大運(yun)營商光(guang)纖光(guang)纜招標量(liang)達40%~50%。可以看(kan)出各大運(yun)營商對于光(guang)纖寬帶這(zhe)項前(qian)景看(kan)好的業務都給予了很大的重(zhong)視。
光纖之父——高錕(kun)
高錕(kun)從理論(lun)上分析證明了用(yong)光纖作(zuo)為傳(chuan)輸媒體以(yi)實現光通信(xin)的(de)可能性(xing),并預言了制造通信(xin)用(yong)的(de)超低耗光纖的(de)可能性(xing)。被譽為“光纖之父”。