微細(xi)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)封(feng)裝在塑料(liao)護套中,使(shi)得它能(neng)夠(gou)彎曲(qu)而不至于斷裂。通常,光(guang)(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)一(yi)(yi)端的(de)(de)發射裝置(zhi)使(shi)用(yong)發光(guang)(guang)(guang)二極管(light emitting diode,LED)或一(yi)(yi)束(shu)激(ji)光(guang)(guang)(guang)將(jiang)光(guang)(guang)(guang)脈沖傳送至光(guang)(guang)(guang)纖(xian),光(guang)(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)另一(yi)(yi)端的(de)(de)接收裝置(zhi)使(shi)用(yong)光(guang)(guang)(guang)敏(min)元件檢(jian)測脈沖。
在日(ri)常(chang)生(sheng)活中(zhong),由(you)于光在光導(dao)纖維的傳導(dao)損耗比電在電線傳導(dao)的損耗低得多,光纖被用作長距離的信息傳遞(di)。
通(tong)常光(guang)(guang)纖與(yu)光(guang)(guang)纜兩個名詞(ci)會被混淆。多數光(guang)(guang)纖在(zai)使用前必須由幾層保(bao)護結構包覆,包覆后的(de)(de)纜線即被稱為光(guang)(guang)纜。光(guang)(guang)纖外(wai)層的(de)(de)保(bao)護層和絕緣(yuan)層可(ke)防止周圍環(huan)境對光(guang)(guang)纖的(de)(de)傷害,如(ru)水、火、電擊等。
光(guang)(guang)纜分(fen)為(wei):纜皮、芳綸絲、緩沖(chong)層和光(guang)(guang)纖。光(guang)(guang)纖和同軸(zhou)電纜相似,只是沒有網狀屏蔽層。中心是光(guang)(guang)傳播的(de)玻(bo)璃芯。核為(wei)50μm,包層為(wei)125μm,50/125μm是多(duo)模光(guang)(guang)纖的(de)一個重要的(de)特征。
其(qi)(qi)中(zhong)金磚(zhuan)國家光(guang)纜(lan)計(ji)劃是直(zhi)接(jie)連(lian)通(tong)5個金磚(zhuan)國家的海(hai)底光(guang)纜(lan)項目,將(jiang)于2014年初開工(gong),2015年中(zhong)啟(qi)用。該(gai)項目總(zong)長3.4萬千(qian)米,其(qi)(qi)中(zhong)直(zhi)接(jie)連(lian)通(tong)5個金磚(zhuan)國家的海(hai)底光(guang)纜(lan)長約2.4萬千(qian)米。
2013年(nian),全球(qiu)100G光(guang)纖的收入預計將首次超過(guo)10億美元。該公(gong)司分析了(le)2013年(nian)一(yi)季度全球(qiu)光(guang)網絡(luo)市場(chang)的財務結果(guo),發現了(le)一(yi)些趨(qu)勢(shi),包(bao)括一(yi)個(ge)令(ling)人失(shi)望的趨(qu)勢(shi),即市場(chang)的總體增(zeng)長(chang)仍然是困難的,只有日本的富士公(gong)司利潤逐年(nian)增(zeng)長(chang)。
雖然光纖市場(chang)在第(di)一(yi)季(ji)度出現(xian)衰退(tui)的情(qing)況并(bing)不(bu)少見,但這次下降(jiang)令人擔憂是因為這已經(jing)是連續第(di)五個(ge)季(ji)度市場(chang)有所(suo)下降(jiang),并(bing)且季(ji)度收(shou)入達到六年(nian)來的最低值。
100G光纖的情況(kuang)較為樂(le)(le)觀(guan),不管環(huan)比、同比都表(biao)現出(chu)強勁增(zeng)(zeng)長(chang)。2013年(nian)一季(ji)度,100G光纖的出(chu)貨量較2012年(nian)四(si)季(ji)度增(zeng)(zeng)長(chang)了(le)41%,收(shou)(shou)入較2012年(nian)四(si)季(ji)度增(zeng)(zeng)長(chang)了(le)24%。以(yi)此計算,年(nian)收(shou)(shou)入有(you)望首次超過10億美元(yuan)。2013年(nian)一季(ji)度,有(you)20家供(gong)應(ying)商出(chu)售100G光纖,將有(you)更多的廠商加入市場競爭。供(gong)應(ying)商持謹(jin)慎樂(le)(le)觀(guan)的態度,短期訂單量看漲,長(chang)期訂單量并不樂(le)(le)觀(guan)。
1870年的(de)一(yi)(yi)天,英國(guo)物理(li)學家丁達(da)爾(er)到皇(huang)家學會(hui)的(de)演講(jiang)廳講(jiang)光(guang)的(de)全反射(she)原理(li),他做了(le)(le)一(yi)(yi)個簡(jian)單的(de)實驗:在裝滿水的(de)木桶上鉆個孔(kong),然后用燈從(cong)桶上邊把(ba)水照亮。結果使觀眾們(men)大吃一(yi)(yi)驚。人們(men)看到,放光(guang)的(de)水從(cong)水桶的(de)小孔(kong)里流了(le)(le)出來,水流彎(wan)曲(qu),光(guang)線(xian)也(ye)跟著彎(wan)曲(qu),光(guang)居然被彎(wan)彎(wan)曲(qu)曲(qu)的(de)水俘(fu)獲了(le)(le)。
人(ren)們曾經(jing)發現(xian),光(guang)(guang)(guang)能沿著(zhu)從(cong)酒桶中(zhong)噴出的(de)(de)細(xi)酒流傳(chuan)輸;人(ren)們還發現(xian),光(guang)(guang)(guang)能順著(zhu)彎曲(qu)的(de)(de)玻璃棒前(qian)進。這是為什么呢?難道光(guang)(guang)(guang)線不再(zai)直進了嗎?這些現(xian)象引起(qi)了丁達(da)爾的(de)(de)注意(yi),經(jing)過他(ta)的(de)(de)研究,發現(xian)這是光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)全反射(she)的(de)(de)作用,由于水(shui)等介(jie)質密度(du)比(bi)周(zhou)圍的(de)(de)物質(如空氣)大,即光(guang)(guang)(guang)從(cong)水(shui)中(zhong)射(she)向空氣,當入射(she)角大于某一角度(du)時,折射(she)光(guang)(guang)(guang)線消失(shi),全部光(guang)(guang)(guang)線都反射(she)回(hui)水(shui)中(zhong)。表面上看,光(guang)(guang)(guang)好(hao)像在(zai)水(shui)流中(zhong)彎曲(qu)前(qian)進。
后來(lai)人們造出一種透明度很高、粗細(xi)像蜘蛛(zhu)絲一樣的玻(bo)璃(li)絲──玻(bo)璃(li)纖(xian)維,當(dang)光(guang)(guang)線以合適的角度射入玻(bo)璃(li)纖(xian)維時,光(guang)(guang)就沿著彎彎曲曲的玻(bo)璃(li)纖(xian)維前進。由于(yu)這(zhe)種纖(xian)維能夠用(yong)來(lai)傳輸光(guang)(guang)線,所以稱它(ta)為光(guang)(guang)導纖(xian)維。
1880 AlexandraGrahamBell發明光束通話(hua)傳輸(shu)
1960 電(dian)射及光纖之發明
1960 玻璃(li)纖維的傳輸損耗(hao)大于1000dB/km,其他(ta)材料包括(kuo)光圈波(bo)導、氣體透(tou)鏡(jing)波(bo)導、空心(xin)金屬波(bo)導管等
1966 七(qi)月(yue),英籍、華裔學者高錕博士(K.C.Kao)在PIEE雜志上發表論文《光頻率(lv)的(de)介(jie)質纖(xian)維表面波導》,從理論上分析證明了用(yong)(yong)光纖(xian)作為傳輸媒體以實現光通(tong)信的(de)可(ke)(ke)能性,并預言了制造通(tong)信用(yong)(yong)的(de)超低耗光纖(xian)的(de)可(ke)(ke)能性
1970美國康寧公司(si)三名科(ke)研(yan)人員馬瑞爾、卡普隆(long)、凱(kai)克用改進型化學(xue)相(xiang)沉積法(MCVD法)成(cheng)功研(yan)制成(cheng)傳輸損耗只有20dB/km的低損耗石(shi)英光纖(xian)。
1970 美國(guo)貝(bei)爾實(shi)驗室研(yan)制出世(shi)界上第(di)一只在室溫(wen)下連續波工作的砷化鎵(jia)鋁半(ban)導體激光器
1972 傳(chuan)輸(shu)損(sun)耗降(jiang)低至4dB/km
1974 美國貝(bei)爾研究所(suo)發(fa)明了低(di)損耗光纖(xian)制作法――CVD法(化學(xue)氣相沉積法),使光纖(xian)傳輸損耗降低(di)到1.1dB/km。
1976 美國在(zai)亞特(te)蘭大的貝(bei)爾實驗室地下管道開通了(le)世界上第(di)一條光(guang)(guang)(guang)(guang)纖通信系統的試(shi)驗線路。采(cai)用(yong)一條擁(yong)有144個光(guang)(guang)(guang)(guang)纖的光(guang)(guang)(guang)(guang)纜(lan)以44.736Mbps的速率傳(chuan)輸信號,中繼距離(li)為10km。采(cai)用(yong)的是(shi)多模光(guang)(guang)(guang)(guang)纖,光(guang)(guang)(guang)(guang)源用(yong)的是(shi)發光(guang)(guang)(guang)(guang)管LED,波長是(shi)0.85微米的紅外(wai)光(guang)(guang)(guang)(guang)。
1976 傳輸損耗降低(di)至0.5dB/km
1977 貝爾研(yan)究所和(he)日本電(dian)報電(dian)話公司幾乎同時研(yan)制(zhi)成功壽命達100萬小時(實用中10年左右)的(de)半導體激光器
1977 世界上第(di)一(yi)條(tiao)光纖通(tong)信系統在(zai)美國芝(zhi)加哥市投入商用,速(su)率為45Mb/s
1977 首次實(shi)際安裝電話光(guang)纖(xian)網路
1978 FORT在法國首次安裝其(qi)生產之光纖電
1979趙梓(zi)森拉制(zhi)出我國自主研發的第(di)一(yi)根實用光纖,被譽為“中國光纖之父(fu)”
1979 傳(chuan)輸損耗降低(di)至0.2dB/km
1980 多模(mo)光(guang)纖通(tong)信系統商(shang)用(yong)化(hua)(140Mb/s),并著(zhu)手單模(mo)光(guang)纖通(tong)信系統的現場(chang)試驗(yan)工作
1990 單(dan)模光(guang)(guang)纖(xian)通(tong)信系(xi)統(tong)進入商用(yong)化(hua)階段(565Mb/s),并著手進行零(ling)色散移位光(guang)(guang)纖(xian)和(he)波分復用(yong)及(ji)相(xiang)干(gan)通(tong)信的現場試驗,而且陸續(xu)制定數(shu)字同步體系(xi)(SDH)的技(ji)術標準
1990 傳輸損耗(hao)降低(di)至0.14dB/km,已經接近石英(ying)光(guang)纖的理論(lun)衰(shuai)耗(hao)極限值0.1dB/km
1990 區(qu)域網絡及其他短距離傳輸(shu)應(ying)用之光(guang)纖
1992貝爾實驗室與(yu)日本合作伙伴(ban)成(cheng)功(gong)地試驗了可以無(wu)錯誤傳輸9000公(gong)里的光(guang)放大(da)器,其最初(chu)速率為(wei)5Gbps,隨后增(zeng)加到(dao)10Gbps
1993 SDH產(chan)品(pin)開始商用化(622Mb/s 以下(xia))
1995 2.5Gb/s 的SDH產品進入商(shang)用化階段
1996 10Gb/s 的SDH產品進入(ru)商用化(hua)階(jie)段
1997 采用波(bo)分復用技術(WDM)的20Gb/s 和(he)40Gb/s 的SDH產品試驗取得重(zhong)大突破
2000 到屋邊光纖=>到桌邊光纖
2005 3.2Tbps超大容量的光纖通(tong)信(xin)系統(tong)在上(shang)海(hai)至杭(hang)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)一種電磁(ci)波
可見(jian)光(guang)部分波長范圍是(shi):390~760nm(納米)。大于760nm部分是(shi)紅外光(guang),小于390nm部分是(shi)紫外光(guang)。光(guang)纖(xian)中應用的是(shi):850nm,1310nm,1550nm三種。
2.光的折射,反(fan)射和全(quan)反(fan)射。
因光在不(bu)同(tong)(tong)物質(zhi)(zhi)中的(de)(de)(de)(de)傳播速度(du)(du)是(shi)(shi)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de),所以光從一(yi)(yi)種物質(zhi)(zhi)射(she)(she)(she)(she)向另(ling)一(yi)(yi)種物質(zhi)(zhi)時,在兩種物質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)交界面處會產(chan)生(sheng)折(zhe)射(she)(she)(she)(she)和(he)反(fan)射(she)(she)(she)(she)。而且,折(zhe)射(she)(she)(she)(she)光的(de)(de)(de)(de)角(jiao)度(du)(du)會隨(sui)入(ru)射(she)(she)(she)(she)光的(de)(de)(de)(de)角(jiao)度(du)(du)變化(hua)而變化(hua)。當入(ru)射(she)(she)(she)(she)光的(de)(de)(de)(de)角(jiao)度(du)(du)達到(dao)或超(chao)過某一(yi)(yi)角(jiao)度(du)(du)時,折(zhe)射(she)(she)(she)(she)光會消失,入(ru)射(she)(she)(she)(she)光全部被反(fan)射(she)(she)(she)(she)回來,這(zhe)就是(shi)(shi)光的(de)(de)(de)(de)全反(fan)射(she)(she)(she)(she)。不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)物質(zhi)(zhi)對相(xiang)同(tong)(tong)波長光的(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)(she)(she)(she)角(jiao)度(du)(du)是(shi)(shi)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(即不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)物質(zhi)(zhi)有不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)光折(zhe)射(she)(she)(she)(she)率(lv)),相(xiang)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)物質(zhi)(zhi)對不(bu)同(tong)(tong)波長光的(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)(she)(she)(she)角(jiao)度(du)(du)也(ye)是(shi)(shi)不(bu)同(tong)(tong)。光纖通訊就是(shi)(shi)基(ji)于以上原理而形成的(de)(de)(de)(de)。
1.光纖(xian)裸(luo)纖(xian)一(yi)般(ban)分為(wei)三層:中(zhong)心高折射(she)率玻璃芯(芯徑一(yi)般(ban)為(wei)50或62.5μm),中(zhong)間為(wei)低折射(she)率硅玻璃包層(直徑一(yi)般(ban)為(wei)125μm),最外是(shi)加強用的樹脂涂層。光線在纖(xian)芯傳送,當光纖(xian)射(she)到纖(xian)芯和外層界(jie)面(mian)的角度(du)大于產生(sheng)全反(fan)射(she)的臨(lin)界(jie)角時,光線透不(bu)過界(jie)面(mian),會全部反(fan)射(she)回(hui)來,繼(ji)續在纖(xian)芯內向前傳送,而包層主要起到保護的作用。
2.數值孔徑:
入射到光(guang)(guang)纖(xian)端面的(de)光(guang)(guang)并不(bu)(bu)能全部被光(guang)(guang)纖(xian)所傳(chuan)輸,只是(shi)在某個角度范(fan)圍內的(de)入射光(guang)(guang)才可以(yi)。這個角度就稱為(wei)光(guang)(guang)纖(xian)的(de)數(shu)值(zhi)孔(kong)徑(jing)。光(guang)(guang)纖(xian)的(de)數(shu)值(zhi)孔(kong)徑(jing)大些(xie)對于光(guang)(guang)纖(xian)的(de)對接是(shi)有利的(de)。不(bu)(bu)同廠家(jia)生產(chan)的(de)光(guang)(guang)纖(xian)的(de)數(shu)值(zhi)孔(kong)徑(jing)不(bu)(bu)同(AT&T CORNING)。
3.光纖的種類(lei):
光纖的(de)種類(lei)很多,根(gen)據(ju)用(yong)途不同,所需要的(de)功能和(he)性能也有(you)所差(cha)異。但(dan)對于有(you)線電視和(he)通信用(yong)的(de)光纖,其設計和(he)制造的(de)原(yuan)則基本相(xiang)同,諸如:
①損耗小;
②有一定帶(dai)寬且色散小;
③接線容易;
④易于成統;
⑤可靠性高;
⑥制造比(bi)較簡單;
⑦價廉(lian)等。光纖的分類(lei)主要是從工(gong)作(zuo)波長、折射率分布、傳輸模式、原材料和(he)制(zhi)造方法上作(zuo)一歸納的,茲(zi)將各種分類(lei)舉例(li)如(ru)下。
(1)工(gong)作波長(chang):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(zhe)射率分布:階(jie)躍(SI)型(xing)(xing)(xing)光(guang)纖、近(jin)階(jie)躍型(xing)(xing)(xing)光(guang)纖、漸變(GI)型(xing)(xing)(xing)光(guang)纖、其(qi)它(如三角型(xing)(xing)(xing)、W型(xing)(xing)(xing)、凹陷型(xing)(xing)(xing)等)。
(3)傳輸模(mo)式:單模(mo)光(guang)(guang)纖(含(han)偏振保持(chi)光(guang)(guang)纖、非偏振保持(chi)光(guang)(guang)纖)、多模(mo)光(guang)(guang)纖。
(4)原材(cai)(cai)料(liao)(liao):石(shi)英光纖(xian)(xian)、多成(cheng)分玻(bo)璃光纖(xian)(xian)、塑(su)料(liao)(liao)光纖(xian)(xian)、復(fu)合材(cai)(cai)料(liao)(liao)光纖(xian)(xian)(如塑(su)料(liao)(liao)包(bao)層(ceng)、液體纖(xian)(xian)芯等(deng)(deng)(deng))、紅外(wai)材(cai)(cai)料(liao)(liao)等(deng)(deng)(deng)。按被(bei)覆材(cai)(cai)料(liao)(liao)還可分為無機材(cai)(cai)料(liao)(liao)(碳等(deng)(deng)(deng))、金屬材(cai)(cai)料(liao)(liao)(銅、鎳等(deng)(deng)(deng))和塑(su)料(liao)(liao)等(deng)(deng)(deng)。
(5)制(zhi)造(zao)方法(fa):預(yu)塑有汽相軸向沉積(VAD)、化(hua)學汽相沉積(CVD)等,拉絲法(fa)有管律法(fa)(Rod intube)和雙坩(gan)鍋法(fa)等。
石英光纖(Silica Fiber)是以二氧(yang)化硅(SiO2)為主要原料(liao),并(bing)按不同的(de)摻雜量,來(lai)控(kong)制纖芯和包(bao)層的(de)折射(she)率(lv)分布的(de)光纖。石英(玻璃)系列光纖,具有低耗、寬帶的(de)特點,已廣泛(fan)應用(yong)于有線電視和通信系統。
石英玻(bo)璃光導纖維的優點(dian)是損耗(hao)低,當光波(bo)長為1.0~1.7μm(約1.4μm附近),損耗(hao)只有1dB/km,在1.55μm處最低,只有0.2dB/km。
摻(chan)(chan)氟光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(Fluorine Doped Fiber)為石(shi)英光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)(de)典型(xing)產品之一。通(tong)常(chang),作(zuo)為1.3μm波域的(de)(de)(de)通(tong)信用光(guang)(guang)纖(xian)(xian)中(zhong),控制纖(xian)(xian)芯(xin)的(de)(de)(de)摻(chan)(chan)雜(za)物(wu)為二氧(yang)化鍺(zang)(GeO2),包層是(shi)(shi)用SiO2作(zuo)成的(de)(de)(de)。但接氟光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)(de)纖(xian)(xian)芯(xin),大(da)多(duo)使用SiO2,而在包層中(zhong)卻是(shi)(shi)摻(chan)(chan)入氟素的(de)(de)(de)。由(you)于(yu),瑞利散射(she)損耗(hao)是(shi)(shi)因(yin)折(zhe)(zhe)射(she)率(lv)的(de)(de)(de)變(bian)動(dong)而引起的(de)(de)(de)光(guang)(guang)散射(she)現象(xiang)。所以,希望形成折(zhe)(zhe)射(she)率(lv)變(bian)動(dong)因(yin)素的(de)(de)(de)摻(chan)(chan)雜(za)物(wu),以少(shao)為佳。氟素的(de)(de)(de)作(zuo)用主(zhu)要是(shi)(shi)可以降(jiang)低SIO2的(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)率(lv)。因(yin)而,常(chang)用于(yu)包層的(de)(de)(de)摻(chan)(chan)雜(za)。
石英光(guang)(guang)(guang)纖與其它原料的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖相(xiang)比,還具有(you)從紫外線光(guang)(guang)(guang)到近紅外線光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)透光(guang)(guang)(guang)廣(guang)譜(pu),除(chu)通信用途之外,還可用于導(dao)光(guang)(guang)(guang)和(he)圖像傳導(dao)等(deng)領域。
作為光(guang)(guang)通信領(ling)域所開發(fa)的(de)石(shi)英(ying)系(xi)列光(guang)(guang)纖的(de)工作波(bo)長(chang)(chang),盡管用(yong)在較短(duan)的(de)傳輸距離,也只能用(yong)于(yu)(yu)2μm。為此,能在更長(chang)(chang)的(de)紅(hong)外波(bo)長(chang)(chang)領(ling)域工作,所開發(fa)的(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(yao)用(yong)于(yu)(yu)光(guang)(guang)能傳送。例如有:溫度計量、熱(re)圖像傳輸、激光(guang)(guang)手(shou)術刀醫(yi)療、熱(re)能加工等等,普及率尚低。
復合光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(Compound Fiber)是(shi)在SiO2原(yuan)料中,再適當混(hun)合諸(zhu)如氧(yang)化(hua)鈉(Na2O)、氧(yang)化(hua)硼(B2O3)、氧(yang)化(hua)鉀(K2O)等氧(yang)化(hua)物制作成多組分玻璃(li)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian),特點(dian)是(shi)多組分玻璃(li)比(bi)石英玻璃(li)的(de)軟(ruan)化(hua)點(dian)低且纖(xian)(xian)(xian)芯與包層的(de)折射(she)率差很大。主要用在醫療業務(wu)的(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)內窺(kui)鏡(jing)。
氟(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)物光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)氯化(hua)(hua)(hua)物光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(Fluoride Fiber)是由(you)(you)氟(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)物玻璃作成的(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)。這種光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)原料又(you)簡稱ZBLAN(即將氟(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)鋯(ZrF2)、氟(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)鋇(BaF2)、氟(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)鑭(LaF3)、氟(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)鋁(AlF3)、氟(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)鈉(NaF)等氯化(hua)(hua)(hua)物玻璃原料簡化(hua)(hua)(hua)成的(de)縮語。主要工作在2~10μm波長(chang)(chang)的(de)光(guang)(guang)(guang)傳(chuan)輸(shu)業務。由(you)(you)于(yu)ZBLAN具有超(chao)低(di)損耗光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)可能性(xing),正在進(jin)行(xing)著用(yong)(yong)于(yu)長(chang)(chang)距離通信光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)可行(xing)性(xing)開(kai)發,例如:其理論上的(de)最低(di)損耗,在3μm波長(chang)(chang)時可達10.2~10.3dB/km,而(er)石英(ying)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)在1.55μm時卻在0.15~0.16dB/Km之間(jian)。ZBLAN光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)由(you)(you)于(yu)難于(yu)降低(di)散射損耗,只能用(yong)(yong)在2.4~2.7μm的(de)溫(wen)敏(min)器和熱圖像傳(chuan)輸(shu),尚未廣泛實用(yong)(yong)。最近,為了利用(yong)(yong)ZBLAN進(jin)行(xing)長(chang)(chang)距離傳(chuan)輸(shu),正在研制1.3μm的(de)摻鐠光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)放大器(PDFA)。
塑包(bao)光(guang)纖(xian)(xian)(Plastic Clad Fiber)是將高純度(du)的(de)石英(ying)玻璃作成纖(xian)(xian)芯,而將折(zhe)射率比石英(ying)稍低的(de)如(ru)硅(gui)膠(jiao)等塑料(liao)作為(wei)包(bao)層的(de)階躍型光(guang)纖(xian)(xian)。它與石英(ying)光(guang)纖(xian)(xian)相比較(jiao),具有纖(xian)(xian)芯粗、數(shu)值孔徑(NA)高的(de)特點。因此,易與發光(guang)二極管(guan)LED光(guang)源結(jie)合,損(sun)耗也較(jiao)小。所以,非常適用(yong)于局(ju)域網(LAN)和近距離通信(xin)。
這是將纖(xian)芯(xin)和(he)(he)(he)包(bao)層(ceng)都用(yong)(yong)(yong)塑(su)料(liao)(聚(ju)合物)作成的(de)光(guang)(guang)纖(xian)。早期產(chan)品主要用(yong)(yong)(yong)于(yu)裝(zhuang)飾和(he)(he)(he)導光(guang)(guang)照明及近(jin)距離光(guang)(guang)鍵(jian)路(lu)的(de)光(guang)(guang)通信中(zhong)。原料(liao)主要是有機玻璃(PMMA)、聚(ju)苯乙稀(xi)(PS)和(he)(he)(he)聚(ju)碳(tan)酸(suan)酯(PC)。損(sun)耗(hao)受(shou)到塑(su)料(liao)固(gu)有的(de)C-H結(jie)合結(jie)構制約,一般每km可(ke)達幾十(shi)dB。為了降低損(sun)耗(hao)正在開(kai)發(fa)應用(yong)(yong)(yong)氟(fu)索系列(lie)塑(su)料(liao)。由于(yu)塑(su)料(liao)光(guang)(guang)纖(xian)(Plastic Optical fiber)的(de)纖(xian)芯(xin)直徑為1000μm,比單模石(shi)英光(guang)(guang)纖(xian)大100倍,接(jie)續簡(jian)單,而且易于(yu)彎曲施工容易。近(jin)年來,加上寬帶化(hua)的(de)進度,作為漸(jian)變型(GI)折射(she)率的(de)多模塑(su)料(liao)光(guang)(guang)纖(xian)的(de)發(fa)展受(shou)到了社會的(de)重(zhong)視(shi)。最(zui)近(jin),在汽(qi)車(che)內部LAN中(zhong)應用(yong)(yong)(yong)較快,未來在家庭LAN中(zhong)也可(ke)能得(de)到應用(yong)(yong)(yong)。
單(dan)模(mo)(mo)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)這是指在工作波(bo)長(chang)中(zhong),只能(neng)傳(chuan)(chuan)輸一(yi)個(ge)傳(chuan)(chuan)播模(mo)(mo)式的(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian),通常簡(jian)稱為(wei)單(dan)模(mo)(mo)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(SMF:Single ModeFiber)。在有(you)線電視和光(guang)(guang)(guang)通信中(zhong),是應用最廣泛的(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)。由于,光(guang)(guang)(guang)纖(xian)的(de)纖(xian)芯很(hen)細(約10μm)而且折射(she)率呈階(jie)躍狀分布,當歸一(yi)化頻(pin)(pin)率V參數<2.4時,理論(lun)上,只能(neng)形(xing)成(cheng)(cheng)單(dan)模(mo)(mo)傳(chuan)(chuan)輸。另外,SMF沒有(you)多(duo)模(mo)(mo)色散,不僅傳(chuan)(chuan)輸頻(pin)(pin)帶較(jiao)多(duo)模(mo)(mo)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)更寬,再加上SMF的(de)材料色散和結(jie)構(gou)(gou)色散的(de)相加抵消,其(qi)合成(cheng)(cheng)特(te)性恰(qia)好形(xing)成(cheng)(cheng)零色散的(de)特(te)性,使傳(chuan)(chuan)輸頻(pin)(pin)帶更加拓寬。SMF中(zhong),因摻雜物不同(tong)與制造方式的(de)差別有(you)許多(duo)類(lei)型。凹陷型包層(ceng)(ceng)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(DePr-essed Clad Fiber),其(qi)包層(ceng)(ceng)形(xing)成(cheng)(cheng)兩重結(jie)構(gou)(gou),鄰近纖(xian)芯的(de)包層(ceng)(ceng),較(jiao)外倒包層(ceng)(ceng)的(de)折射(she)率還低。
多(duo)模(mo)光(guang)纖(xian)將光(guang)纖(xian)按(an)工(gong)作波長以其傳(chuan)播可能的模(mo)式(shi)(shi)為(wei)多(duo)個模(mo)式(shi)(shi)的光(guang)纖(xian)稱作多(duo)模(mo)光(guang)纖(xian)(MMF:MUlti ModeFiber)。纖(xian)芯直徑為(wei)50μm,由于傳(chuan)輸(shu)模(mo)式(shi)(shi)可達幾百個,與SMF相比(bi)傳(chuan)輸(shu)帶(dai)寬主要(yao)受模(mo)式(shi)(shi)色散支配。在歷史(shi)上曾(ceng)用于有線電視和通信系統的短距(ju)離(li)傳(chuan)輸(shu)。自(zi)從出現SMF光(guang)纖(xian)后(hou),似乎(hu)形(xing)成歷史(shi)產(chan)品(pin)。但實際(ji)上,由于MMF較SMF的芯徑大且與LED等光(guang)源結合容(rong)易(yi),在眾多(duo)LAN中(zhong)(zhong)更有優勢。所以,在短距(ju)離(li)通信領域中(zhong)(zhong)MMF仍在重新受到重視。MMF按(an)折射率(lv)分(fen)(fen)布進(jin)(jin)行(xing)分(fen)(fen)類時(shi),有:漸變(bian)(GI)型(xing)(xing)和階躍(SI)型(xing)(xing)兩種。GI型(xing)(xing)的折射率(lv)以纖(xian)芯中(zhong)(zhong)心為(wei)最高(gao),沿向包層(ceng)徐徐降(jiang)低(di)。由于SI型(xing)(xing)光(guang)波在光(guang)纖(xian)中(zhong)(zhong)的反射前進(jin)(jin)過程中(zhong)(zhong),產(chan)生各個光(guang)路(lu)徑的時(shi)差,致使(shi)射出光(guang)波失真,色激較大。其結果是傳(chuan)輸(shu)帶(dai)寬變(bian)窄,SI型(xing)(xing)MMF應用較少。
單(dan)模光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)(de)工作(zuo)波(bo)(bo)長在(zai)(zai)1.3Pm時(shi),模場直徑約9Pm,其傳輸(shu)損(sun)耗(hao)約0.3dB/km。此(ci)時(shi),零(ling)色(se)(se)(se)(se)散(san)波(bo)(bo)長恰(qia)好在(zai)(zai)1.3pm處。石(shi)英(ying)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)中(zhong),從原(yuan)材(cai)料上看1.55pm段的(de)(de)(de)傳輸(shu)損(sun)耗(hao)最小(約0.2dB/km)。由于已經實(shi)用的(de)(de)(de)摻(chan)鉺光(guang)(guang)纖(xian)(xian)放大(da)(da)器(EDFA)是(shi)工作(zuo)在(zai)(zai)1.55pm波(bo)(bo)段的(de)(de)(de),如果在(zai)(zai)此(ci)波(bo)(bo)段也能(neng)實(shi)現零(ling)色(se)(se)(se)(se)散(san),就更有利于應用1.55Pm波(bo)(bo)段的(de)(de)(de)長距(ju)離(li)傳輸(shu)。于是(shi),巧妙地利用光(guang)(guang)纖(xian)(xian)材(cai)料中(zhong)的(de)(de)(de)石(shi)英(ying)材(cai)料色(se)(se)(se)(se)散(san)與(yu)纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)結構(gou)色(se)(se)(se)(se)散(san)的(de)(de)(de)合成抵消(xiao)特性,就可使原(yuan)在(zai)(zai)1.3Pm段的(de)(de)(de)零(ling)色(se)(se)(se)(se)散(san),移位(wei)到1.55pm段也構(gou)成零(ling)色(se)(se)(se)(se)散(san)。因此(ci),被(bei)命名為色(se)(se)(se)(se)散(san)位(wei)移光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(DSF:DispersionShifted Fiber)。加大(da)(da)結構(gou)色(se)(se)(se)(se)散(san)的(de)(de)(de)方法,主(zhu)要(yao)(yao)是(shi)在(zai)(zai)纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)的(de)(de)(de)折射率分布性能(neng)進(jin)行改善。在(zai)(zai)光(guang)(guang)通信的(de)(de)(de)長距(ju)離(li)傳輸(shu)中(zhong),光(guang)(guang)纖(xian)(xian)色(se)(se)(se)(se)散(san)為零(ling)是(shi)重要(yao)(yao)的(de)(de)(de),但不是(shi)唯一的(de)(de)(de)。其它性能(neng)還(huan)有損(sun)耗(hao)小、接(jie)續容易、成纜化或工作(zuo)中(zhong)的(de)(de)(de)特性變化小(包括彎曲、拉伸和環(huan)境變化影響)。DSF就是(shi)在(zai)(zai)設(she)計中(zhong),綜(zong)合考慮這(zhe)些因素。
色(se)(se)散(san)(san)移位光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(DSF)是將(jiang)(jiang)單模(mo)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)設計零色(se)(se)散(san)(san)位于1.55pm波(bo)段的(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)。而色(se)(se)散(san)(san)平坦光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(DFF:Dispersion Flattened Fiber)卻(que)是將(jiang)(jiang)從1.3Pm到1.55pm的(de)較寬波(bo)段的(de)色(se)(se)散(san)(san),都能作(zuo)到很低(di),幾乎達到零色(se)(se)散(san)(san)的(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)稱作(zuo)DFF。由于DFF要作(zuo)到1.3pm~1.55pm范圍的(de)色(se)(se)散(san)(san)都減少(shao)。就需要對光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)折射率分布進行(xing)復(fu)雜的(de)設計。不過這種光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)對于波(bo)分復(fu)用(WDM)的(de)線路卻(que)是很適宜的(de)。由于DFF光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)工藝(yi)比較復(fu)雜,費用較貴(gui)。今后隨著產(chan)量的(de)增(zeng)加,價格也會降低(di)。
對于采(cai)用單模光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)干線系(xi)統,由于多數是(shi)利(li)用1.3pm波(bo)段(duan)色(se)(se)散(san)為(wei)(wei)零(ling)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)構成的(de)(de)(de)。可是(shi),損耗最小的(de)(de)(de)1.55pm,由于EDFA的(de)(de)(de)實用化(hua),如(ru)果能在1.3pm零(ling)色(se)(se)散(san)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)上也(ye)能令1.55pm波(bo)長(chang)工作(zuo),將是(shi)非常有益(yi)的(de)(de)(de)。因(yin)為(wei)(wei),在1.3Pm零(ling)色(se)(se)散(san)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)中(zhong),1.55Pm波(bo)段(duan)的(de)(de)(de)色(se)(se)散(san)約有16ps/km/nm之多。如(ru)果在此光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)線路中(zhong),插(cha)入一段(duan)與(yu)此色(se)(se)散(san)符號相反(fan)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian),就(jiu)可使整(zheng)個光(guang)(guang)(guang)(guang)線路的(de)(de)(de)色(se)(se)散(san)為(wei)(wei)零(ling)。為(wei)(wei)此目的(de)(de)(de)所用的(de)(de)(de)是(shi)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)則稱作(zuo)色(se)(se)散(san)補償光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(DCF:DisPersion Compe-nsation Fiber)。DCF與(yu)標準的(de)(de)(de)1.3pm零(ling)色(se)(se)散(san)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)相比(bi),纖(xian)芯直徑(jing)更細,而且折(zhe)射率差也(ye)較大。DCF也(ye)是(shi)WDM光(guang)(guang)(guang)(guang)線路的(de)(de)(de)重要組(zu)成部(bu)分。
在(zai)光(guang)纖中傳播的光(guang)波(bo),因為具有(you)電磁(ci)波(bo)的性質,所以,除了基本的光(guang)波(bo)單一模式之(zhi)外,實質上(shang)還(huan)存在(zai)著電磁(ci)場(TE、TM)分布的兩個(ge)正交模式。通常,由于(yu)光(guang)纖截面的結(jie)構是圓對(dui)稱的,這兩個(ge)偏振(zhen)模式的傳播常數相等,兩束(shu)偏振(zhen)光(guang)互不(bu)(bu)干(gan)涉,但實際(ji)上(shang),光(guang)纖不(bu)(bu)是完全地圓對(dui)稱,例(li)如有(you)著彎曲部(bu)分,就會出現兩個(ge)偏振(zhen)模式之(zhi)間(jian)的結(jie)合因素(su),在(zai)光(guang)軸上(shang)呈(cheng)不(bu)(bu)規(gui)則(ze)分布。偏振(zhen)光(guang)的這種變化造成的色散,稱之(zhi)偏振(zhen)模式色散(PMD)。對(dui)于(yu)以分配圖像為主的有(you)線電視,影響尚不(bu)(bu)太大,但對(dui)于(yu)一些(xie)未來超寬帶(dai)有(you)特殊要求的業務,如:
①相(xiang)干(gan)通信中采用外(wai)差檢波,要求光波偏振更穩定時;
②光機器(qi)等對輸入(ru)輸出(chu)特性要求與偏振相關時;
③在制作(zuo)偏振保持光耦合器(qi)和(he)偏振器(qi)或去偏振器(qi)等時;
④制作利用光干(gan)涉(she)的光纖敏(min)感器等(deng),
凡要求偏振(zhen)波保(bao)持恒定的情況下(xia),對光(guang)(guang)纖經過改進使偏振(zhen)狀態不變(bian)的光(guang)(guang)纖稱作偏振(zhen)保(bao)持光(guang)(guang)纖(PMF:Polarization Maintaining fiber),或(huo)稱其為固定偏振(zhen)光(guang)(guang)纖。
雙折(zhe)(zhe)射(she)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)是(shi)指在(zai)單(dan)模(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)中,可以傳輸相互(hu)正交的兩(liang)個固有偏振模(mo)式的光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)。折(zhe)(zhe)射(she)率(lv)(lv)隨偏振方向(xiang)變(bian)異的現(xian)象(xiang)稱(cheng)為(wei)雙折(zhe)(zhe)射(she)。它(ta)又(you)稱(cheng)作(zuo)PANDA光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian),即(ji)偏振保(bao)持(chi)與吸(xi)收(shou)減少光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(Polarization-maintai-ning AND Absorption-reducing fiber)。它(ta)是(shi)在(zai)纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)的橫向(xiang)兩(liang)則(ze),設置熱膨脹系數大、截(jie)面(mian)是(shi)圓(yuan)形的玻璃部分(fen)。在(zai)高溫(wen)的光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)拉絲(si)過(guo)程中,這些部分(fen)收(shou)縮,其(qi)結果在(zai)纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)y方向(xiang)產(chan)生拉伸,同(tong)時又(you)在(zai)x方向(xiang)呈現(xian)壓縮應(ying)力。致使纖(xian)(xian)(xian)材出現(xian)光(guang)(guang)彈性效應(ying),使折(zhe)(zhe)射(she)率(lv)(lv)在(zai)X方向(xiang)和y方向(xiang)出現(xian)差(cha)異。依此原理達到偏振保(bao)持(chi)恒定的效果。
通(tong)信用(yong)(yong)光(guang)纖(xian)通(tong)常(chang)的(de)工作(zuo)(zuo)(zuo)環境(jing)溫(wen)度可在-40~+60℃之間,設計時也(ye)是以不受大(da)量輻(fu)(fu)(fu)射(she)(she)線(xian)(xian)照(zhao)(zhao)射(she)(she)為(wei)前提(ti)的(de)。相比之下,對于更低溫(wen)或(huo)更高(gao)溫(wen)以及能(neng)(neng)在遭(zao)受高(gao)壓或(huo)外力影(ying)響、曝曬輻(fu)(fu)(fu)射(she)(she)線(xian)(xian)的(de)惡劣環境(jing)下,也(ye)能(neng)(neng)工作(zuo)(zuo)(zuo)的(de)光(guang)纖(xian)則(ze)稱作(zuo)(zuo)(zuo)抗惡環境(jing)光(guang)纖(xian)(Hard Condition Resistant Fiber)。一般(ban)為(wei)了(le)對光(guang)纖(xian)表(biao)面(mian)進行機(ji)械(xie)保護(hu),多涂(tu)(tu)覆一層塑料(liao)。可是隨著溫(wen)度升高(gao),塑料(liao)保護(hu)功能(neng)(neng)有(you)所下降(jiang),致使(shi)使(shi)用(yong)(yong)溫(wen)度也(ye)有(you)所限制。如(ru)果改用(yong)(yong)抗熱(re)性(xing)塑料(liao),如(ru)聚四氟乙(yi)稀(xi)(Teflon)等(deng)樹脂(zhi),即可工作(zuo)(zuo)(zuo)在300℃環境(jing)。也(ye)有(you)在石英玻璃(li)表(biao)面(mian)涂(tu)(tu)覆鎳(Ni)和鋁(Al)等(deng)金屬的(de)。這(zhe)種光(guang)纖(xian)則(ze)稱為(wei)耐(nai)熱(re)光(guang)纖(xian)(Heat Resistant Fiber)。另外,當光(guang)纖(xian)受到(dao)輻(fu)(fu)(fu)射(she)(she)線(xian)(xian)的(de)照(zhao)(zhao)射(she)(she)時,光(guang)損(sun)耗會(hui)(hui)增(zeng)加。這(zhe)是因為(wei)石英玻璃(li)遇到(dao)輻(fu)(fu)(fu)射(she)(she)線(xian)(xian)照(zhao)(zhao)射(she)(she)時,玻璃(li)中會(hui)(hui)出現結構缺(que)(que)陷(也(ye)稱作(zuo)(zuo)(zuo)色(se)心:Colour Center),尤(you)在0.4~0.7pm波長時損(sun)耗增(zeng)大(da)。防止辦法是改用(yong)(yong)摻雜OH或(huo)F素的(de)石英玻璃(li),就能(neng)(neng)抑制因輻(fu)(fu)(fu)射(she)(she)線(xian)(xian)造成的(de)損(sun)耗缺(que)(que)陷。這(zhe)種光(guang)纖(xian)則(ze)稱作(zuo)(zuo)(zuo)抗輻(fu)(fu)(fu)射(she)(she)光(guang)纖(xian)(Radiation Resistant Fiber),多用(yong)(yong)于核發電(dian)站的(de)監測用(yong)(yong)光(guang)纖(xian)維(wei)鏡等(deng)。
為(wei)了保持(chi)光(guang)纖(xian)的(de)(de)機(ji)械(xie)強(qiang)度(du)和(he)損(sun)(sun)耗(hao)(hao)的(de)(de)長時間穩定,而(er)在(zai)(zai)玻璃表面涂(tu)裝碳(tan)(tan)化硅(SiC)、碳(tan)(tan)化鈦(TiC)、碳(tan)(tan)(C)等無機(ji)材料,用來防止從外部來的(de)(de)水和(he)氫的(de)(de)擴散所制造的(de)(de)光(guang)纖(xian)(HCFHermeticallyCoated Fiber)。通用的(de)(de)是(shi)在(zai)(zai)化學(xue)氣相沉積(CVD)法生產過程(cheng)中,用碳(tan)(tan)層高(gao)速堆積來實(shi)現充分(fen)密封效應。這(zhe)種碳(tan)(tan)涂(tu)覆光(guang)纖(xian)(CCF)能有效地截斷光(guang)纖(xian)與外界氫分(fen)子的(de)(de)侵入。據(ju)報道它在(zai)(zai)室溫(wen)的(de)(de)氫氣環境(jing)中可維(wei)持(chi)20年不增加(jia)損(sun)(sun)耗(hao)(hao)。當然,它在(zai)(zai)防止水分(fen)侵入,延緩機(ji)械(xie)強(qiang)度(du)的(de)(de)疲(pi)勞進程(cheng)中,其疲(pi)勞系(xi)數(Fatigue Parameter)可達200以上。所以,HCF被應用于嚴酷環境(jing)中要(yao)求可靠性高(gao)的(de)(de)系(xi)統,例(li)(li)如海(hai)底光(guang)纜就是(shi)一例(li)(li)。
在(zai)石英光(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面涂敷碳膜(mo)的(de)(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian),稱之碳涂層(ceng)光(guang)纖(xian)(xian)(CCF:Carbon CoatedFiber)。其機(ji)理是(shi)(shi)利用碳素(su)的(de)(de)(de)致密(mi)膜(mo)層(ceng),使光(guang)纖(xian)(xian)表(biao)(biao)面與外界隔離,以改善光(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)(de)機(ji)械疲(pi)勞損耗和氫分子的(de)(de)(de)損耗增加(jia)。CCF是(shi)(shi)密(mi)封涂層(ceng)光(guang)纖(xian)(xian)(HCF)的(de)(de)(de)一種(zhong)。
金屬(shu)涂(tu)(tu)層(ceng)光纖(xian)(xian)(Metal Coated Fiber)是(shi)在(zai)(zai)(zai)光纖(xian)(xian)的(de)(de)表面涂(tu)(tu)布Ni、Cu、Al等金屬(shu)層(ceng)的(de)(de)光纖(xian)(xian)。也有(you)再在(zai)(zai)(zai)金屬(shu)層(ceng)外(wai)被覆塑(su)料(liao)的(de)(de),目的(de)(de)在(zai)(zai)(zai)于提高抗熱性(xing)和可供通電(dian)及焊(han)接。它(ta)是(shi)抗惡環(huan)境性(xing)光纖(xian)(xian)之一,也可作(zuo)為電(dian)子電(dian)路的(de)(de)部(bu)件用。早期產品是(shi)在(zai)(zai)(zai)拉(la)絲過程中,涂(tu)(tu)布熔(rong)解的(de)(de)金屬(shu)作(zuo)成的(de)(de)。由于此法(fa)因被玻(bo)璃與金屬(shu)的(de)(de)膨脹(zhang)系數差異太大,會增微小彎曲損(sun)耗(hao)(hao),實用化率不高。近期,由于在(zai)(zai)(zai)玻(bo)璃光纖(xian)(xian)的(de)(de)表面采用低損(sun)耗(hao)(hao)的(de)(de)非電(dian)解鍍膜法(fa)的(de)(de)成功,使性(xing)能大有(you)改善。
在(zai)光(guang)纖(xian)的(de)纖(xian)芯中,摻雜(za)如鉺(Er)、欽(qin)(Nd)、鐠(Pr)等稀土族(zu)元素(su)的(de)光(guang)纖(xian)。1985年英國的(de)索斯安普頓(Sourthampton)大(da)(da)學的(de)佩思(Payne)等首先發現摻雜(za)稀土元素(su)的(de)光(guang)纖(xian)(Rare Earth DoPed Fiber)有激光(guang)振蕩(dang)和(he)光(guang)放(fang)(fang)(fang)大(da)(da)的(de)現象。于是,從(cong)此(ci)揭開(kai)了慘餌(er)等光(guang)放(fang)(fang)(fang)大(da)(da)的(de)面紗,已經實用的(de)1.55pmEDFA就是利(li)用摻餌(er)的(de)單(dan)模光(guang)纖(xian),利(li)用1.47pm的(de)激光(guang)進行激勵(li),得(de)到1.55pm光(guang)信號放(fang)(fang)(fang)大(da)(da)的(de)。另外,摻鐠的(de)氟化(hua)物光(guang)纖(xian)放(fang)(fang)(fang)大(da)(da)器(PDFA)正在(zai)開(kai)發中。
喇(la)曼(man)效應(ying)是指往某物質(zhi)中(zhong)射(she)(she)人頻(pin)率f的(de)(de)(de)(de)單色(se)光(guang)(guang)(guang)(guang)時(shi),在(zai)散(san)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)中(zhong)會出(chu)現(xian)頻(pin)率f之(zhi)外的(de)(de)(de)(de)f±fR,f±2fR等頻(pin)率的(de)(de)(de)(de)散(san)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang),對(dui)此(ci)現(xian)象稱(cheng)喇(la)曼(man)效應(ying)。由于它是物質(zhi)的(de)(de)(de)(de)分子運動(dong)(dong)(dong)與格子運動(dong)(dong)(dong)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)交換所產生的(de)(de)(de)(de)。當(dang)物質(zhi)吸收(shou)能(neng)量(liang)時(shi),光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)振動(dong)(dong)(dong)數(shu)變小,對(dui)此(ci)散(san)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)稱(cheng)斯(si)(si)托克斯(si)(si)(stokes)線。反(fan)之(zhi),從物質(zhi)得(de)到(dao)能(neng)量(liang),而(er)振動(dong)(dong)(dong)數(shu)變大的(de)(de)(de)(de)散(san)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang),則稱(cheng)反(fan)斯(si)(si)托克斯(si)(si)線。于是振動(dong)(dong)(dong)數(shu)的(de)(de)(de)(de)偏差FR,反(fan)映了能(neng)級,可顯示物質(zhi)中(zhong)固有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)數(shu)值。利用(yong)這種非線性(xing)媒體做成的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian),稱(cheng)作(zuo)(zuo)(zuo)喇(la)曼(man)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(RF:Raman Fiber)。為了將光(guang)(guang)(guang)(guang)封閉在(zai)細(xi)小的(de)(de)(de)(de)纖(xian)(xian)(xian)芯中(zhong),進行長(chang)距離(li)傳(chuan)播,就(jiu)會出(chu)現(xian)光(guang)(guang)(guang)(guang)與物質(zhi)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)互作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)效應(ying),能(neng)使(shi)信號波形不畸(ji)變,實現(xian)長(chang)距離(li)傳(chuan)輸(shu)。當(dang)輸(shu)入光(guang)(guang)(guang)(guang)增強時(shi),就(jiu)會獲得(de)相(xiang)干的(de)(de)(de)(de)感應(ying)散(san)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)。應(ying)用(yong)感應(ying)喇(la)曼(man)散(san)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)設備有(you)(you)喇(la)曼(man)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)激光(guang)(guang)(guang)(guang)器,可供作(zuo)(zuo)(zuo)分光(guang)(guang)(guang)(guang)測(ce)量(liang)電源和光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)色(se)散(san)測(ce)試用(yong)電源。另外,感應(ying)喇(la)曼(man)散(san)射(she)(she),在(zai)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)長(chang)距離(li)通信中(zhong),正(zheng)在(zai)研討作(zuo)(zuo)(zuo)為光(guang)(guang)(guang)(guang)放大器的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)。
標準光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)的纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)是設置在包層中心(xin)(xin)(xin)的,纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)與包層的截面形(xing)狀(zhuang)(zhuang)為同(tong)心(xin)(xin)(xin)圓型。但因(yin)用(yong)途不同(tong),也有將纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)位置和(he)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)、包層形(xing)狀(zhuang)(zhuang),作(zuo)成(cheng)不同(tong)狀(zhuang)(zhuang)態或將包層穿孔(kong)形(xing)成(cheng)異型結構的。相(xiang)對于標準光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian),稱這些(xie)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)叫異型光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)。偏(pian)心(xin)(xin)(xin)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(Excentric Core Fiber),它是異型光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)的一種。其纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)設置在偏(pian)離中心(xin)(xin)(xin)且接近包層外(wai)線的偏(pian)心(xin)(xin)(xin)位置。由于纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)靠近外(wai)表(biao),部分(fen)光(guang)(guang)(guang)場會溢出包層傳播(稱此為漸(jian)消(xiao)彼,Evanescent Wave)。利用(yong)這一現(xian)象(xiang),就(jiu)可檢(jian)測有無附著物(wu)質以及折射(she)率的變化。偏(pian)心(xin)(xin)(xin)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(ECF)主要用(yong)作(zuo)檢(jian)測物(wu)質的光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)敏感器(qi)。與光(guang)(guang)(guang)時域反射(she)計(OTDR)的測試法組合一起,還可作(zuo)分(fen)布敏感器(qi)用(yong)。
采用含有熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)物(wu)質制造的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖。它(ta)是(shi)在(zai)受到輻(fu)射(she)線、紫(zi)外線等光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)照(zhao)射(she)時,產生的(de)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)一部分,可(ke)經光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖閉合進行(xing)傳輸的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖。發(fa)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(Luminescent Fiber)可(ke)以用于檢測(ce)輻(fu)射(she)線和(he)(he)紫(zi)外線,以及進行(xing)波(bo)長變換(huan),或(huo)用作溫度(du)(du)敏感(gan)器、化學敏感(gan)器。在(zai)輻(fu)射(she)線的(de)檢測(ce)中也稱作閃光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(Scintillation Fiber)。發(fa)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖從(cong)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)材(cai)料和(he)(he)摻雜的(de)角度(du)(du)上,正(zheng)在(zai)開發(fa)著(zhu)塑料光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖。
通(tong)常(chang)的(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)是(shi)由(you)一個(ge)(ge)纖(xian)芯區和圍繞它的(de)包(bao)層(ceng)區構(gou)成(cheng)(cheng)的(de)。但多(duo)(duo)(duo)芯光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(Multi Core Fiber)卻是(shi)一個(ge)(ge)共同的(de)包(bao)層(ceng)區中存在(zai)多(duo)(duo)(duo)個(ge)(ge)纖(xian)芯的(de)。由(you)于纖(xian)芯的(de)相互接近程度,可有兩種功能(neng)。其一是(shi)纖(xian)芯間隔(ge)大(da),即不產生光(guang)(guang)(guang)耦(ou)會的(de)結構(gou)。這種光(guang)(guang)(guang)纖(xian),由(you)于能(neng)提高傳輸線路的(de)單位(wei)面積的(de)集成(cheng)(cheng)密度。在(zai)光(guang)(guang)(guang)通(tong)信中,可以作(zuo)(zuo)成(cheng)(cheng)具有多(duo)(duo)(duo)個(ge)(ge)纖(xian)芯的(de)帶狀光(guang)(guang)(guang)纜,而在(zai)非通(tong)信領域,作(zuo)(zuo)為(wei)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)傳像束,有將纖(xian)芯作(zuo)(zuo)成(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)千上萬個(ge)(ge)的(de)。其二是(shi)使纖(xian)芯之間的(de)距離靠近,能(neng)產生光(guang)(guang)(guang)波耦(ou)合作(zuo)(zuo)用(yong)。利用(yong)此原理正在(zai)開發雙纖(xian)芯的(de)敏(min)感器或(huo)光(guang)(guang)(guang)回(hui)路器件。
將光(guang)纖作(zuo)成(cheng)空(kong)(kong)心,形成(cheng)圓筒狀空(kong)(kong)間,用于光(guang)傳(chuan)輸的光(guang)纖,稱作(zuo)空(kong)(kong)心光(guang)纖(Hollow Fiber)。空(kong)(kong)心光(guang)纖主要用于能量傳(chuan)送,可供X射(she)線(xian)、紫外(wai)線(xian)和遠紅外(wai)線(xian)光(guang)能傳(chuan)輸。
空心光纖(xian)結(jie)構有(you)兩種(zhong):
一(yi)是(shi)將玻(bo)璃(li)作成圓筒(tong)狀,其纖芯與(yu)包層(ceng)原理(li)與(yu)階躍型相(xiang)同。利用光在(zai)空(kong)氣與(yu)玻(bo)璃(li)之間的(de)全(quan)反射(she)傳(chuan)(chuan)播。由于,光的(de)大(da)部分可在(zai)無損耗的(de)空(kong)氣中(zhong)傳(chuan)(chuan)播,具有一(yi)定距離的(de)傳(chuan)(chuan)播功能(neng)。
二是(shi)使(shi)圓(yuan)筒內面的反射率(lv)接近1,以減少反射損耗(hao)。為了(le)提高(gao)反射率(lv),有在簡(jian)內設置電介質,使(shi)工作波(bo)(bo)長段損耗(hao)減少的。例如可(ke)以作到波(bo)(bo)長10.6pm損耗(hao)達幾dB/m的。
按材(cai)(cai)質分(fen),有(you)無(wu)機(ji)(ji)光(guang)導纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)和高(gao)(gao)分(fen)子(zi)光(guang)導纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei),在工業上(shang)大量(liang)應用(yong)的(de)是(shi)前者。無(wu)機(ji)(ji)光(guang)導纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)材(cai)(cai)料(liao)又分(fen)為(wei)(wei)單(dan)(dan)組(zu)分(fen)和多組(zu)分(fen)兩類。單(dan)(dan)組(zu)分(fen)即石(shi)英,主(zhu)要(yao)(yao)原(yuan)料(liao)為(wei)(wei)四(si)氯(lv)(lv)化硅(gui)、三氯(lv)(lv)氧磷和三溴化硼(peng)等。其(qi)純度要(yao)(yao)求銅、鐵、鈷、鎳、錳、鉻、釩等過(guo)渡金(jin)屬離子(zi)雜質含(han)量(liang)低(di)于10ppb。除此之外,OH離子(zi)要(yao)(yao)求低(di)于10ppb。石(shi)英纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)已(yi)被廣(guang)泛(fan)使用(yong)。多組(zu)分(fen)的(de)原(yuan)料(liao)較多,主(zhu)要(yao)(yao)有(you)二氧化硅(gui)、三氧化二硼(peng)、硝酸鈉、氧化鉈等。這種材(cai)(cai)料(liao)尚未普及。高(gao)(gao)分(fen)子(zi)光(guang)導纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)是(shi)以(yi)透(tou)明聚合物制得的(de)光(guang)導纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei),由(you)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)芯材(cai)(cai)和包(bao)皮(pi)鞘材(cai)(cai)組(zu)成。芯材(cai)(cai)為(wei)(wei)高(gao)(gao)純度高(gao)(gao)透(tou)光(guang)性的(de)聚甲基(ji)丙烯酸甲酯或聚苯(ben)乙烯抽絲(si)制得的(de)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei),外層為(wei)(wei)含(han)氟聚合物或有(you)機(ji)(ji)硅(gui)聚合物等。
高(gao)(gao)分(fen)子(zi)光(guang)(guang)導纖維(wei)的光(guang)(guang)損(sun)(sun)耗較高(gao)(gao),1982年,日本電信電報(bao)公司利用氘(dao)化甲基丙烯酸甲酯聚合抽絲作芯(xin)材,光(guang)(guang)損(sun)(sun)耗率降低到20dB/km。但(dan)高(gao)(gao)分(fen)子(zi)光(guang)(guang)導纖維(wei)的特點是能制大尺寸,大數(shu)值孔徑的光(guang)(guang)導纖維(wei),光(guang)(guang)源耦合效率高(gao)(gao),撓曲性好,微彎曲不影(ying)響導光(guang)(guang)能力,配列、粘接容易,便于使用,成本低廉。但(dan)光(guang)(guang)損(sun)(sun)耗大,只能短距離應用。光(guang)(guang)損(sun)(sun)耗在10~100dB/km的光(guang)(guang)導纖維(wei),可傳輸(shu)幾(ji)百米。
保(bao)(bao)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian):保(bao)(bao)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)傳(chuan)輸(shu)線(xian)(xian)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),廣泛用(yong)于航(hang)天(tian)、航(hang)空、航(hang)海、工業制造(zao)技術及(ji)通信(xin)(xin)(xin)等(deng)國民經(jing)濟的(de)各個(ge)領(ling)域(yu)。在以光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)學相干檢(jian)測(ce)為(wei)基(ji)礎的(de)干涉型(xing)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)傳(chuan)感(gan)(gan)器中,使用(yong)保(bao)(bao)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)能夠(gou)保(bao)(bao)證(zheng)線(xian)(xian)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)方向(xiang)不(bu)變,提高相干信(xin)(xin)(xin)躁比,以實(shi)現對(dui)物理量的(de)高精度(du)測(ce)量。保(bao)(bao)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)作為(wei)一(yi)(yi)(yi)種特(te)(te)種光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian),主要(yao)應用(yong)于光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)陀(tuo)螺,光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)水聽器等(deng)傳(chuan)感(gan)(gan)器和(he)DWDM、EDFA等(deng)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)通信(xin)(xin)(xin)系統(tong)。由于光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)陀(tuo)螺及(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)水聽器等(deng)可(ke)用(yong)于軍用(yong)慣導(dao)和(he)聲(sheng)吶,屬于新(xin)型(xing)科技產品,而保(bao)(bao)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)又是其(qi)核心部件,因而保(bao)(bao)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)一(yi)(yi)(yi)直被西方發達國家列入對(dui)我(wo)禁運的(de)清(qing)單。保(bao)(bao)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)在拉(la)制過程中,由于光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)內(nei)(nei)部產生(sheng)的(de)結(jie)構缺(que)陷(xian)會造(zao)成保(bao)(bao)偏(pian)(pian)性(xing)能的(de)下(xia)降,即當線(xian)(xian)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)沿光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)一(yi)(yi)(yi)個(ge)特(te)(te)征(zheng)軸傳(chuan)輸(shu)時(shi),部分光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)信(xin)(xin)(xin)號會耦合(he)進入另一(yi)(yi)(yi)個(ge)與之垂直的(de)特(te)(te)征(zheng)軸,最終(zhong)造(zao)成出射(she)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)信(xin)(xin)(xin)號偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)消光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)比的(de)下(xia)降。這種缺(que)陷(xian)就是影(ying)響光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)內(nei)(nei)的(de)雙折射(she)效應。保(bao)(bao)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)中,雙折射(she)效應越(yue)強,波長越(yue)短,保(bao)(bao)持傳(chuan)輸(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)態(tai)越(yue)好。
保偏(pian)光纖的應用及未來發展方向
保偏光纖在今后幾年內將(jiang)有較大的市(shi)場需(xu)求。隨著世界(jie)新技術的飛速(su)發(fa)展(zhan)和新產品的不斷開(kai)發(fa),保偏光纖將(jiang)沿著以(yi)下(xia)幾個方向發(fa)展(zhan):
(1)采用光(guang)子晶體光(guang)纖新技術制造新型的高性能保偏光(guang)纖;
(2)開發(fa)溫度適(shi)應性保偏光纖,以適(shi)應航(hang)空航(hang)天等領域環境的要(yao)求;
(3)開發出各(ge)種摻稀土保偏光纖,滿足光放大器(qi)等器(qi)件應用的需(xu)求;
(4)開(kai)發(fa)(fa)氟(fu)化物保偏光纖,促進纖維(wei)光學干涉(she)技術在紅外(wai)天文(wen)學技術領(ling)域的(de)發(fa)(fa)展(zhan);
(5)低(di)衰減保偏光(guang)纖(xian):隨著(zhu)單模(mo)(mo)光(guang)纖(xian)技術的(de)不斷完(wan)善,損耗、材料色散(san)(san)和波導色散(san)(san)已經不再是影響光(guang)纖(xian)通(tong)信的(de)主要因素,單模(mo)(mo)光(guang)纖(xian)的(de)偏振模(mo)(mo)色散(san)(san)(PMD)逐漸成為限制光(guang)纖(xian)通(tong)信質(zhi)量的(de)最嚴重的(de)瓶頸,在10Gbit/s及以上(shang)的(de)高速光(guang)纖(xian)通(tong)信系統中表現尤為突出。
(6)利用克(ke)爾效(xiao)應和法拉第旋光(guang)效(xiao)應制(zhi)造偏振光(guang)器(qi)件。
另外根據光纖頭(tou)不一樣還有:C-Lens.G-Lens.格(ge)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(zhun)
62.5/125μm,美國標準
工業,醫(yi)療和低速網絡:100/140μm,200/230μm
塑料:98/1000μm,用于汽車控制
直到1960年(nian),美國科學(xue)家Maiman發明(ming)了(le)(le)世界上第一臺激(ji)光(guang)(guang)器后(hou),為光(guang)(guang)通訊提供了(le)(le)良好的光(guang)(guang)源。隨后(hou)二(er)十多年(nian),人們對光(guang)(guang)傳輸介(jie)質進行了(le)(le)攻(gong)關,終于制(zhi)成(cheng)了(le)(le)低損(sun)耗光(guang)(guang)纖,從而奠定了(le)(le)光(guang)(guang)通訊的基石。從此,光(guang)(guang)通訊進入了(le)(le)飛速(su)發展的階(jie)段。
光(guang)纖傳輸(shu)有許多突出的優(you)點(dian):
頻(pin)帶(dai)(dai)的(de)(de)(de)寬(kuan)(kuan)窄代表傳輸(shu)容(rong)量的(de)(de)(de)大小。載(zai)波(bo)的(de)(de)(de)頻(pin)率越高,可(ke)(ke)以(yi)(yi)傳輸(shu)信號的(de)(de)(de)頻(pin)帶(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)度(du)就(jiu)越大。在VHF頻(pin)段(duan),載(zai)波(bo)頻(pin)率為48.5MHz~300Mhz。帶(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)約(yue)250MHz,只能(neng)傳輸(shu)27套電(dian)視和幾十套調(diao)頻(pin)廣播。可(ke)(ke)見(jian)光(guang)的(de)(de)(de)頻(pin)率達(da)100000GHz,比VHF頻(pin)段(duan)高出一百多(duo)萬倍。盡管由于光(guang)纖對不同(tong)頻(pin)率的(de)(de)(de)光(guang)有不同(tong)的(de)(de)(de)損耗,使(shi)頻(pin)帶(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)度(du)受到(dao)影響(xiang),但在最低損耗區的(de)(de)(de)頻(pin)帶(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)度(du)也可(ke)(ke)達(da)30000GHz。單(dan)個光(guang)源的(de)(de)(de)帶(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)只占了其中很(hen)小的(de)(de)(de)一部(bu)分(多(duo)模光(guang)纖的(de)(de)(de)頻(pin)帶(dai)(dai)約(yue)幾百兆赫(he),好的(de)(de)(de)單(dan)模光(guang)纖可(ke)(ke)達(da)10GHz以(yi)(yi)上),采用先進的(de)(de)(de)相干光(guang)通信可(ke)(ke)以(yi)(yi)在30000GHz范圍(wei)內安(an)排2000個光(guang)載(zai)波(bo),進行波(bo)分復用,可(ke)(ke)以(yi)(yi)容(rong)納(na)上百萬個頻(pin)道。
在(zai)同軸電(dian)纜組(zu)成的系統(tong)中,最好的電(dian)纜在(zai)傳(chuan)輸(shu)800MHz信號時(shi),每公里的損(sun)耗都(dou)在(zai)40dB以上(shang)。相(xiang)比之下(xia),光導(dao)纖(xian)維的損(sun)耗則要(yao)小得多,傳(chuan)輸(shu)1.31um的光,每公里損(sun)耗在(zai)0.35dB以下(xia)若傳(chuan)輸(shu)1.55um的光,每公里損(sun)耗更小,可(ke)達(da)0.2dB以下(xia)。這就比同軸電(dian)纜的功率損(sun)耗要(yao)小一億倍,使其能傳(chuan)輸(shu)的距離要(yao)遠得多。
此外,光纖傳輸損耗還有(you)兩個特點,
一是在全部有(you)線(xian)電(dian)視頻道內(nei)具有(you)相同的損耗,不需要像電(dian)纜(lan)干(gan)線(xian)那樣必須引入均衡器進行均衡;
二(er)是其損耗(hao)幾乎(hu)不隨溫(wen)度而(er)變,不用擔心(xin)因環境溫(wen)度變化而(er)造(zao)成干線電平的波動。
因為光(guang)纖(xian)(xian)非常細(xi),單模(mo)光(guang)纖(xian)(xian)芯線(xian)直(zhi)(zhi)徑(jing)一般為4um~10um,外(wai)徑(jing)也只有(you)(you)125um,加上防水層、加強(qiang)筋、護套等(deng),用4~48根光(guang)纖(xian)(xian)組成的光(guang)纜直(zhi)(zhi)徑(jing)還不(bu)到13mm,比標準同(tong)軸電纜的直(zhi)(zhi)徑(jing)47mm要小(xiao)得(de)多,加上光(guang)纖(xian)(xian)是玻(bo)璃纖(xian)(xian)維,比重小(xiao),使它具(ju)有(you)(you)直(zhi)(zhi)徑(jing)小(xiao)、重量輕的特點,安裝十分方便。
因為光(guang)纖(xian)的(de)基本成分是(shi)石英(ying),只傳光(guang),不導電,不受電磁(ci)場的(de)作(zuo)用,在其中傳輸(shu)的(de)光(guang)信(xin)號不受電磁(ci)場的(de)影響,故光(guang)纖(xian)傳輸(shu)對電磁(ci)干擾(rao)、工(gong)業干擾(rao)有(you)很強的(de)抵(di)御能力(li)。也正因為如此,在光(guang)纖(xian)中傳輸(shu)的(de)信(xin)號不易被竊聽,因而利(li)于保(bao)密。
因為(wei)光纖傳(chuan)輸一般不需要中繼(ji)放大(da),不會因為(wei)放大(da)引(yin)入新的非(fei)線性(xing)失真(zhen)。只要激光器的線性(xing)好,就(jiu)可高保真(zhen)地傳(chuan)輸電(dian)視信(xin)號(hao)。實際(ji)測試表明,好的調幅光纖系統的載波組合三次(ci)差拍(pai)比C/CTB在(zai)(zai)70dB以上,交調指標cM也在(zai)(zai)60dB以上,遠高于一般電(dian)纜干線系統的非(fei)線性(xing)失真(zhen)指標。
我(wo)們(men)知(zhi)道,一個(ge)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)可靠(kao)性(xing)與(yu)組成(cheng)該系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)設(she)備(bei)(bei)數(shu)(shu)量(liang)有關。設(she)備(bei)(bei)越多,發(fa)(fa)生故障的(de)(de)機會越大。因(yin)為光(guang)(guang)(guang)纖(xian)系(xi)(xi)統(tong)(tong)包含的(de)(de)設(she)備(bei)(bei)數(shu)(shu)量(liang)少(不像電纜系(xi)(xi)統(tong)(tong)那樣需要幾十(shi)個(ge)放大器(qi)),可靠(kao)性(xing)自然(ran)也就(jiu)高,加上(shang)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)設(she)備(bei)(bei)的(de)(de)壽(shou)命(ming)都很長,無(wu)故障工作時間達50萬~75萬小時,其中壽(shou)命(ming)最短的(de)(de)是光(guang)(guang)(guang)發(fa)(fa)射機中的(de)(de)激光(guang)(guang)(guang)器(qi),最低(di)壽(shou)命(ming)也在(zai)10萬小時以上(shang)。故一個(ge)設(she)計良好、正確安裝調試的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)工作性(xing)能是非常(chang)可靠(kao)的(de)(de)。
有(you)人提出(chu)了(le)(le)新摩爾定律,也(ye)叫做光(guang)學定律(Optical Law)。該定律指(zhi)出(chu),光(guang)纖(xian)(xian)傳輸信息(xi)的帶寬,每(mei)6個月增(zeng)加1倍(bei),而(er)價(jia)格(ge)降低(di)1倍(bei)。光(guang)通信技術(shu)(shu)的發(fa)展,為Internet寬帶技術(shu)(shu)的發(fa)展奠定了(le)(le)非常好的基(ji)礎。這(zhe)就為大型有(you)線電視系(xi)統采用光(guang)纖(xian)(xian)傳輸方式掃清了(le)(le)最后一(yi)個障礙。由于制作光(guang)纖(xian)(xian)的材料(石英)來源十分豐富,隨著技術(shu)(shu)的進步(bu),成(cheng)本還會(hui)進一(yi)步(bu)降低(di);而(er)電纜所需(xu)的銅(tong)原料有(you)限,價(jia)格(ge)會(hui)越(yue)來越(yue)高。顯然,今后光(guang)纖(xian)(xian)傳輸將占絕(jue)對優勢(shi),成(cheng)為建立全省、以至全國有(you)線電視網的最主要傳輸手段。
光(guang)(guang)導纖維(wei)是(shi)由兩(liang)層(ceng)折射(she)率(lv)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)玻(bo)(bo)璃(li)(li)組成。內(nei)層(ceng)為(wei)光(guang)(guang)內(nei)芯(xin),直(zhi)徑(jing)在幾微米至幾十微米,外(wai)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)0.1~0.2mm。一般內(nei)芯(xin)玻(bo)(bo)璃(li)(li)的(de)(de)(de)(de)折射(she)率(lv)比外(wai)層(ceng)玻(bo)(bo)璃(li)(li)大(da)1%。根(gen)據光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)折射(she)和全反射(she)原理,當光(guang)(guang)線射(she)到內(nei)芯(xin)和外(wai)層(ceng)界面(mian)的(de)(de)(de)(de)角度大(da)于(yu)產生全反射(she)的(de)(de)(de)(de)臨界角時,光(guang)(guang)線透不(bu)過(guo)界面(mian),全部(bu)反射(she)。
造成(cheng)光纖衰減的主要(yao)因素有:本(ben)征,彎曲,擠(ji)壓,雜質,不均勻(yun)和對接等。
本征
是光纖的固(gu)有(you)損耗,包括:瑞利(li)散射,固(gu)有(you)吸收等(deng)。
彎曲
光(guang)(guang)纖(xian)彎曲時部分光(guang)(guang)纖(xian)內的(de)光(guang)(guang)會因(yin)散射而損失掉,造成的(de)損耗。
擠壓
光纖受到擠壓時產生微小的彎(wan)曲而造成的損耗。
雜質
光纖內(nei)雜質吸(xi)收(shou)和散射在光纖中傳播的光,造成的損(sun)失(shi)。
不均勻
光纖材料的(de)折射率不均勻(yun)造成的(de)損耗。
對接
光纖對接時產生的損耗,如:不(bu)同軸(單模光纖同軸度要求小(xiao)于0.8μm),端(duan)面(mian)與軸心(xin)不(bu)垂直(zhi),端(duan)面(mian)不(bu)平,對接心(xin)徑不(bu)匹配和熔(rong)接質量(liang)差(cha)等。
人為衰減
在實際的(de)工作中,有時也(ye)有必要(yao)進行人為的(de)光(guang)纖(xian)衰(shuai)減(jian),如用(yong)于光(guang)通信系統(tong)當中的(de)調試(shi)光(guang)功率性(xing)能、調試(shi)光(guang)纖(xian)儀表的(de)定標校正,光(guang)纖(xian)信號(hao)衰(shuai)減(jian)的(de)光(guang)纖(xian)衰(shuai)減(jian)器。
通信中(zhong)所(suo)用(yong)(yong)的光(guang)纖(xian)(xian)一般是(shi)石英(ying)光(guang)纖(xian)(xian)。石英(ying)的化學名稱叫二(er)氧(yang)化硅(SiO2),它和我(wo)們日(ri)常用(yong)(yong)來建(jian)房子所(suo)用(yong)(yong)的砂子的主要(yao)成分(fen)是(shi)相同的。但是(shi)普(pu)通的石英(ying)材料制(zhi)成的光(guang)纖(xian)(xian)是(shi)不能用(yong)(yong)于(yu)(yu)通信的。通信光(guang)纖(xian)(xian)必須(xu)由純度極高的材料組成;不過,在主體材料里摻入微量的摻雜(za)劑,可以使(shi)纖(xian)(xian)芯和包層(ceng)的折(zhe)射率略有不同,這是(shi)有利(li)于(yu)(yu)通信的。
制(zhi)造(zao)光纖的方法(fa)很(hen)多,主要有:管內CVD(化學汽(qi)相(xiang)沉積)法(fa),棒(bang)內CVD法(fa),PCVD(等離(li)子體化學汽(qi)相(xiang)沉積)法(fa)和VAD(軸向汽(qi)相(xiang)沉積)法(fa)。但(dan)不論用哪一種方法(fa),都(dou)要先在(zai)高溫下做(zuo)成預制(zhi)棒(bang),然后在(zai)高溫爐中加溫軟(ruan)化,拉成長絲,再進行涂(tu)覆、套塑,成為光纖芯(xin)線。光纖的制(zhi)造(zao)要求(qiu)每道工序都(dou)要相(xiang)稱精密,由計算(suan)機控制(zhi)。在(zai)制(zhi)造(zao)光纖的過程中,要注重(zhong):
①光纖(xian)原材(cai)料(liao)的純度必須很(hen)高。
②必須防止(zhi)雜(za)質(zhi)污染,以(yi)及氣泡混入光纖(xian)。
③要準確(que)控(kong)制折射率的(de)分布(bu);
④正(zheng)確控制光纖的結構尺寸(cun);
⑤盡量減小光(guang)纖表面的傷痕損害,提高光(guang)纖機械強度(du)。
管棒法
將(jiang)內芯玻璃棒插入外層玻璃管中(盡量緊(jin)密(mi)),熔融(rong)拉絲;
雙坩堝法
在兩(liang)個(ge)同心鉑坩(gan)堝內,將內芯和外層玻璃料分別放入內、外坩(gan)堝中;
分子填充法
將微(wei)孔(kong)石英玻璃棒浸入高折射率(lv)的(de)(de)添加劑溶液中,得所需折射率(lv)分布的(de)(de)斷(duan)面結(jie)構,再進行拉絲操(cao)作,它(ta)的(de)(de)工藝(yi)比較復雜(za)。在光導(dao)纖維(wei)通信中還可用內外氣相沉積法等,以保證能制(zhi)造出光損耗率(lv)低的(de)(de)光導(dao)纖維(wei)。
太空融拉法
將(jiang)光(guang)纖的拉(la)絲裝置(zhi)放到(dao)太(tai)空(kong)的微(wei)重力環境下去拉(la)制,可以獲得地(di)球上無法(fa)得到(dao)的超長的高質(zhi)量導光(guang)纖維。
在實際應用中,光(guang)纖與光(guang)纖的(de)連(lian)接,一(yi)般采用熱熔(rong)接和冷(leng)接兩種方法來進(jin)行施工。
熱熔接法
使(shi)用(yong)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)熔接機(ji)的高壓電弧將兩(liang)根(gen)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)熔化后連接起來,這種方(fang)法早期一般用(yong)于長(chang)距(ju)離(li)(li)通(tong)訊施工(gong),不過(guo)隨(sui)著(zhu)國民對(dui)網速需求(qiu)的提(ti)高和(he)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)入(ru)戶的興起,熱熔接法也用(yong)于短距(ju)離(li)(li)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)鋪(pu)設施工(gong)(如小區寬帶網和(he)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)入(ru)戶等(deng)),已(yi)成為(wei)國際上主流的光(guang)(guang)纖(xian)(xian)施工(gong)方(fang)法。
冷接法
冷(leng)(leng)接(jie)法是相對于熱熔接(jie)法而言的(de),指不需要(yao)高(gao)壓電(dian)弧(hu)放電(dian)來(lai)融化(hua)光(guang)(guang)纖(xian),而使用光(guang)(guang)纖(xian)冷(leng)(leng)接(jie)子來(lai)將(jiang)光(guang)(guang)纖(xian)連(lian)接(jie)起(qi)來(lai)或將(jiang)光(guang)(guang)纖(xian)接(jie)入到光(guang)(guang)通訊設備中。
根(gen)據不同光(guang)纖的(de)分類標準的(de)分類方法,同一(yi)根(gen)光(guang)纖將會有(you)不同的(de)名稱。
按光(guang)纖的材料(liao)分類
按照光纖的(de)材料,可以將光纖的(de)種類分為石英光纖和全塑(su)光纖。
石英光(guang)(guang)纖(xian)一般是指由摻(chan)(chan)雜石英芯(xin)和摻(chan)(chan)雜石英包層(ceng)組成的(de)光(guang)(guang)纖(xian)。這種光(guang)(guang)纖(xian)有很低的(de)損耗和中(zhong)等(deng)程度的(de)色散。通信用(yong)光(guang)(guang)纖(xian)絕大多數是石英光(guang)(guang)纖(xian)。
全塑光(guang)纖(xian)(xian)是一(yi)(yi)種通信(xin)(xin)用新(xin)型(xing)光(guang)纖(xian)(xian),尚在研制、試(shi)用階段。全塑光(guang)纖(xian)(xian)具有損耗大、纖(xian)(xian)芯粗(cu)(直徑(jing)100~600μm)、數值孔徑(jing)(NA)大(一(yi)(yi)般為0.3~0.5,可(ke)與光(guang)斑(ban)較(jiao)大的(de)光(guang)源耦合(he)使用)及制造成本較(jiao)低等特(te)點。目全塑光(guang)纖(xian)(xian)適合(he)于較(jiao)短長(chang)度的(de)應用,如室(shi)內計(ji)算(suan)機(ji)聯網和(he)船舶(bo)內的(de)通信(xin)(xin)等。
按光纖剖面折射(she)率分(fen)布分(fen)類(lei)
按(an)照光(guang)(guang)纖(xian)剖面(mian)折射率分布(bu)的不同,可以將光(guang)(guang)纖(xian)的種類分為階躍型光(guang)(guang)纖(xian)和漸(jian)變型光(guang)(guang)纖(xian)。
按傳輸模式分類
按照(zhao)光纖(xian)(xian)(xian)傳輸的模(mo)式數量(liang),可以將光纖(xian)(xian)(xian)的種類分為多模(mo)光纖(xian)(xian)(xian)和單(dan)模(mo)光纖(xian)(xian)(xian)。
單(dan)模(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)是只(zhi)能(neng)傳輸一種(zhong)模(mo)(mo)式的光(guang)(guang)纖(xian)。單(dan)模(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)只(zhi)能(neng)傳輸基模(mo)(mo)(最低階(jie)模(mo)(mo)),不存在模(mo)(mo)間時延差,具(ju)有比(bi)多(duo)模(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)大(da)得多(duo)的帶寬,這對于(yu)高碼速(su)傳輸是非常重要的。單(dan)模(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)的模(mo)(mo)場直徑僅幾(ji)微米(mi)(μm),其帶寬一般比(bi)漸(jian)變(bian)型多(duo)模(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)的帶寬高一兩(liang)個(ge)數量級。因此,它適用于(yu)大(da)容量、長距離(li)通(tong)信(xin)。
按(an)(an)照國際標準規定分(fen)類(按(an)(an)照ITU-T建(jian)議分(fen)類)
為了(le)使光纖(xian)具(ju)有統一(yi)的(de)(de)國際(ji)標(biao)準(zhun),國際(ji)電信聯盟(ITU-T)制定了(le)統一(yi)的(de)(de)光纖(xian)標(biao)準(zhun)(G標(biao)準(zhun))。按照ITU-T關于光纖(xian)的(de)(de)建議(yi),可以將光纖(xian)的(de)(de)種(zhong)類分(fen)為:
G.651 光(guang)纖(50/125μm多模(mo)漸(jian)變(bian)型折射率光(guang)纖)
G.652 光纖(xian)(非色散位移光纖(xian))
G.653 光纖(色散位(wei)移光纖DSF)
G.654 光(guang)(guang)纖(截(jie)止波長位移光(guang)(guang)纖)
G.655 光纖(xian)(非零色散位移光纖(xian))。
為(wei)(wei)了(le)適(shi)應(ying)新技術的發展(zhan)需(xu)要(yao),G.652類(lei)光纖已進(jin)一(yi)步分(fen)為(wei)(wei)了(le)G.652A、G.652B、G.652C三個(ge)子(zi)類(lei),G.655類(lei)光纖也進(jin)一(yi)步分(fen)為(wei)(wei)了(le)G.655A、G.655B 兩個(ge)子(zi)類(lei)。
按(an)照IEC 標準(zhun)(zhun)分(fen)類,IEC標準(zhun)(zhun)將光(guang)纖的種類分(fen)為
A 類多模光(guang)纖:
A1a 多模光(guang)纖(50/125μm型多模光(guang)纖)
A1b 多(duo)模光纖(62.5/125μm型多(duo)模光纖)
A1d 多(duo)模光(guang)纖(xian)(100/140μm型多(duo)模光(guang)纖(xian))
B 類(lei)單模光(guang)纖:
B1.1 對應(ying)于G652光纖(xian),增加了B1.3光纖(xian)以對應(ying)于G652C光纖(xian)
B1.2 對應于G654光纖
B2 光(guang)纖對應于G.653光(guang)纖
B4 光(guang)纖對應于G.655光(guang)纖
高分(fen)(fen)子光(guang)導(dao)纖(xian)維開發之初,僅用(yong)(yong)于汽(qi)車(che)照(zhao)明(ming)燈(deng)的控制和裝(zhuang)飾。主(zhu)要用(yong)(yong)于醫(yi)學、裝(zhuang)飾、汽(qi)車(che)、船(chuan)舶等(deng)方(fang)面,以顯示(shi)元件為主(zhu)。在通信和圖像傳(chuan)輸方(fang)面,高分(fen)(fen)子光(guang)導(dao)纖(xian)維的應(ying)用(yong)(yong)日益增多,工業上用(yong)(yong)于光(guang)導(dao)向器(qi)、顯示(shi)盤、標(biao)識、開關類照(zhao)明(ming)調節、光(guang)學傳(chuan)感器(qi)等(deng)。
光(guang)導纖(xian)(xian)維(wei)(wei)可以用(yong)在(zai)(zai)通信(xin)技術里(li)。1979年9月,一(yi)條3.3公里(li)的120路光(guang)纜(lan)(lan)通信(xin)系統(tong)在(zai)(zai)北(bei)京(jing)建成,幾年后(hou)上海、天津、武漢等地(di)也相(xiang)繼鋪設了光(guang)纜(lan)(lan)線路,利用(yong)光(guang)導纖(xian)(xian)維(wei)(wei)進行通信(xin)。
多模光導(dao)纖維做成(cheng)的光纜(lan)可用于通(tong)信(xin),它的傳(chuan)導(dao)性能良好,傳(chuan)輸(shu)信(xin)息容(rong)量大(da),一條通(tong)路可同(tong)時容(rong)納數十人通(tong)話。可以(yi)同(tong)時傳(chuan)送(song)數十套(tao)電視節目(mu),供自由選看。
利用(yong)光導纖維進(jin)行的(de)通信叫光纖通信。一對金屬(shu)電(dian)話線至(zhi)多只能同時(shi)傳送一千多路電(dian)話,而(er)根據(ju)理論計算,一對細如蛛絲(si)的(de)光導纖維可以同時(shi)通一百億路電(dian)話!鋪(pu)設1000公(gong)里(li)的(de)同軸(zhou)電(dian)纜大約需要500噸銅,改(gai)用(yong)光纖通信只需幾公(gong)斤(jin)石英(ying)(ying)就(jiu)可以了(le)。沙石中就(jiu)含有石英(ying)(ying),幾乎是(shi)取(qu)之(zhi)不盡的(de)。
光導(dao)纖(xian)維(wei)(wei)內窺鏡可(ke)導(dao)入心臟和腦室,測量心臟中(zhong)的血(xue)壓、血(xue)液(ye)中(zhong)氧的飽(bao)和度、體溫(wen)等。用光導(dao)纖(xian)維(wei)(wei)連(lian)接的激光手(shou)術刀已(yi)在臨床應用,并可(ke)用作光敏法治癌(ai)。
另外,利用光導纖(xian)(xian)維(wei)制(zhi)成的(de)內窺鏡(jing),可(ke)(ke)以幫助醫生檢查胃(wei)(wei)(wei)、食道、十二指腸等的(de)疾病。光導纖(xian)(xian)維(wei)胃(wei)(wei)(wei)鏡(jing)是(shi)由(you)上(shang)千根玻璃纖(xian)(xian)維(wei)組(zu)成的(de)軟(ruan)管,它有輸(shu)送光線(xian)、傳(chuan)導圖像的(de)本領,又(you)有柔軟(ruan)、靈活,可(ke)(ke)以任意(yi)彎曲等優點,可(ke)(ke)以通過食道插入胃(wei)(wei)(wei)里(li)。光導纖(xian)(xian)維(wei)把胃(wei)(wei)(wei)里(li)的(de)圖像傳(chuan)出來,醫生就可(ke)(ke)以窺見胃(wei)(wei)(wei)里(li)的(de)情形,然后根據情況(kuang)進行診斷和治療。
光(guang)(guang)導纖維可(ke)以(yi)(yi)把陽光(guang)(guang)送(song)到各個角(jiao)落(luo),還可(ke)以(yi)(yi)進行機械加工。計算機、機器人(ren)、汽車配電盤(pan)等也(ye)已成(cheng)功(gong)地(di)用光(guang)(guang)導纖維傳(chuan)輸(shu)(shu)光(guang)(guang)源或圖像。如與(yu)敏感(gan)元件組合或利用本身的特(te)性,則可(ke)以(yi)(yi)做(zuo)成(cheng)各種傳(chuan)感(gan)器,測量(liang)(liang)壓力(li)、流(liu)量(liang)(liang)、溫(wen)度(du)、位移、光(guang)(guang)澤(ze)和(he)顏色等。在能量(liang)(liang)傳(chuan)輸(shu)(shu)和(he)信息(xi)傳(chuan)輸(shu)(shu)方面也(ye)獲得廣泛的應(ying)用。
由于光纖的良好的物理特(te)性,光纖照明和LED照明已越來越成為藝術裝修美(mei)化(hua)的用途。
應用如下:
門頭店名(標設(she))和LOGO采用粗光(guang)纖制作光(guang)暈照明。
門頭(tou)的(de)局部(bu)輪廓采用Φ18(Φ14)的(de)側光纖進行(xing)照明(ming)。
場所外立面局部(bu)采(cai)用光纖三維鏡。
采用藝術分布的(de)光纖(xian)點陣,配置光纖(xian)照明YY-S150光纖(xian)掃描機。
在草坪上布置光纖地燈。
光(guang)(guang)纖瀑(pu)布、光(guang)(guang)纖立(li)體(ti)球等藝術造型。
同時也(ye)用(yong)在(zai)裝飾(shi)顯示、廣告(gao)顯示。
光纖也可以(yi)用(yong)作各種視(shi)覺藝術的(de)展示等,光纖的(de)特性得到充分的(de)應用(yong),如圖所示:
光(guang)纖成(cheng)為裝(zhuang)飾品(pin):利用(yong)光(guang)纖發光(guang)的特性,可(ke)以(yi)做成(cheng)各種(zhong)色(se)彩(cai)的熒光(guang)光(guang)纖、滿天星光(guang)纖花瓶、做禮品(pin)晚會用(yong),還是室內裝(zhuang)飾都很漂亮:如下圖:
過去(qu),石油(you)工業只(zhi)能利用(yong)現有(you)的技術開采油(you)氣(qi)儲量,常常無(wu)法滿足快速投(tou)資回收(shou)(shou)和最大化油(you)氣(qi)采收(shou)(shou)率的需求,并導致原(yuan)油(you)采收(shou)(shou)率平均只(zhi)有(you)35%左(zuo)右。井下系統供應商預測,通過利用(yong)智能井技術可以使原(yuan)油(you)采收(shou)(shou)率提高到50%~60%。
在(zai)開發井(jing)(jing)(jing)(jing)中傳感器之前,收集井(jing)(jing)(jing)(jing)下信息的唯一(yi)方法是測井(jing)(jing)(jing)(jing)。測井(jing)(jing)(jing)(jing)方法雖然能提供有價值的數據(ju),但作(zuo)業成本高,并有可能對井(jing)(jing)(jing)(jing)產生(sheng)損害(hai)。因此,需要更(geng)好的井(jing)(jing)(jing)(jing)下技術提高無干擾流動監測和控制。
可以(yi)共(gong)同(tong)提高采收(shou)率的技術有:
·電子井下傳感(gan)器,提(ti)供定點溫度和(he)壓力(li)監測;
·流量和(he)含水量傳感器;
·井下電(dian)-液壓(ya)操控流動控制系統;
·基于實(shi)時油藏動態數據;
·優化油(you)藏(zang)模(mo)擬;
·高溫光纖井下傳感器(qi);
·電子與(yu)光纖井口濕式連接系統。
過去幾年,傳感器(qi)技(ji)術(shu)愈(yu)來愈(yu)多地從其它(ta)行業轉向海上和井(jing)下,特別是光(guang)(guang)纖(xian)傳感器(qi)技(ji)術(shu),光(guang)(guang)纖(xian)傳感器(qi)極大地提高了(le)高溫系統的(de)可靠性(xing)。近期,大型(xing)井(jing)下設備供(gong)應商經(jing)常(chang)與光(guang)(guang)纖(xian)探測技(ji)術(shu)專業公司合作或收(shou)購這類公司,充分證實(shi)了(le)這項(xiang)技(ji)術(shu)的(de)潛(qian)力。
光纖(xian)傳(chuan)感(gan)器系列包括3項被(bei)證(zheng)實的核心技術和1項待開發的技術:
·分(fen)布式溫(wen)度(du)探測(DTS)。該項技術憑借一定長(chang)度(du)的光纖監測不同位(wei)置(zhi)上溫(wen)度(du)的變化。其溫(wen)度(du)分(fen)辨(bian)率(lv)為0.1oC,位(wei)置(zhi)分(fen)辨(bian)率(lv)為1m(光纖長(chang)度(du)大于10000m)。
·光纖(xian)還可(ke)以作為直接(jie)讀值的(de)機械點源傳感器。最(zui)簡單的(de)形式(shi),可(ke)能只是一(yi)個(ge)空腔(qiang),隨外部壓力(li)改變(bian)長度,入(ru)射到空腔(qiang)的(de)光信號強度隨空腔(qiang)長度而(er)下降。光纖(xian)傳送設備(bei)允(yun)許在一(yi)根光纖(xian)上組(zu)合多個(ge)傳感器,測量(liang)(liang)不同物理變(bian)量(liang)(liang)。
·化學探測。專業(ye)光纖的(de)開發與(yu)工業(ye)應用(yong)正在增長,它們對化學物質的(de)存在和豐(feng)度比較敏(min)感。這(zhe)種技術還不太先進(jin),但很有發展潛力。
光纖(xian)收發(fa)器(qi)是一種將(jiang)短距離(li)的(de)(de)雙絞(jiao)線電信(xin)號和長(chang)距離(li)的(de)(de)光信(xin)號進行(xing)互換的(de)(de)以太網(wang)(wang)傳輸(shu)媒(mei)體轉換單元,在(zai)很多地(di)方(fang)也被稱(cheng)之為光電轉換器(qi)。產(chan)品一般應用(yong)(yong)在(zai)以太網(wang)(wang)電纜無法覆蓋、必須使用(yong)(yong)光纖(xian)來延長(chang)傳輸(shu)距離(li)的(de)(de)實際(ji)網(wang)(wang)絡環(huan)境中,且通常定位于寬(kuan)帶城域網(wang)(wang)的(de)(de)接入層應用(yong)(yong);同時(shi)在(zai)幫助把光纖(xian)最后一公(gong)里線路連接到(dao)城域網(wang)(wang)和更外層的(de)(de)網(wang)(wang)絡上(shang)也發(fa)揮(hui)了巨大的(de)(de)作用(yong)(yong)。
企業在進行信(xin)息化基礎建(jian)設時,通常更多地關(guan)注路由器、交換機乃至網卡等用于(yu)節(jie)點數據(ju)交換的(de)(de)網絡(luo)設備,卻往往忽略介質轉換這(zhe)種(zhong)非網絡(luo)核(he)心必不可少(shao)的(de)(de)設備。特(te)別(bie)是(shi)在一些要(yao)求(qiu)信(xin)息化程度高(gao)、數據(ju)流量較大的(de)(de)政(zheng)府機構(gou)和企業,網絡(luo)建(jian)設時需要(yao)直(zhi)接(jie)上(shang)連(lian)到以光(guang)纖為傳輸(shu)介質的(de)(de)骨(gu)干網,而企業內(nei)部局域網的(de)(de)傳輸(shu)介質一般為銅線,確保數據(ju)包在不同網絡(luo)間順(shun)暢傳輸(shu)的(de)(de)介質轉換設備成為必需品。
國外(wai)和國內生產光纖收(shou)發器(qi)(qi)的廠(chang)商(shang)很多,產品(pin)線也極為豐(feng)富(fu)。為了保證與其(qi)他(ta)廠(chang)家(jia)的網(wang)(wang)(wang)(wang)卡、中繼器(qi)(qi)、集線器(qi)(qi)和交換(huan)機等網(wang)(wang)(wang)(wang)絡(luo)設(she)備的完(wan)全兼(jian)容,光纖收(shou)發器(qi)(qi)產品(pin)必須嚴(yan)格符(fu)合(he)10Base-T、100Base-TX、100Base-FX、IEEE802.3和IEEE802.3u等以太網(wang)(wang)(wang)(wang)標(biao)準(zhun),除此之(zhi)外(wai),在(zai)EMC防電磁輻射方面應符(fu)合(he)FCC Part15。時下(xia)由于國內各大運營商(shang)正在(zai)大力建設(she)小區網(wang)(wang)(wang)(wang)、校園網(wang)(wang)(wang)(wang)和企業(ye)網(wang)(wang)(wang)(wang),因此光纖收(shou)發器(qi)(qi)產品(pin)的用(yong)量也在(zai)不(bu)斷提(ti)高,以更好地滿足接入網(wang)(wang)(wang)(wang)的建設(she)需要。
隨著光纖收(shou)發器產品的多(duo)樣化(hua)發展,其分類(lei)方法(fa)也各(ge)異,但各(ge)種分類(lei)方法(fa)之間又(you)有著一定的關聯(lian)。
單模光(guang)纖(xian)收發器:傳輸距離(li)20公里至120公里
多模光纖收發器:傳輸(shu)距離2公里到5公里
按光(guang)纖(xian)來(lai)分(fen),可以分(fen)為多模光(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發器(qi)(qi)和單(dan)模光(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發器(qi)(qi)。由于使(shi)(shi)用的(de)(de)光(guang)纖(xian)不同(tong)(tong),收(shou)(shou)發器(qi)(qi)所(suo)能傳輸的(de)(de)距(ju)(ju)離也不一(yi)樣,多模收(shou)(shou)發器(qi)(qi)一(yi)般的(de)(de)傳輸距(ju)(ju)離在2公里(li)到5公里(li)之(zhi)間,而(er)單(dan)模收(shou)(shou)發器(qi)(qi)覆(fu)蓋的(de)(de)范圍(wei)可以從20公里(li)至120公里(li)。需要指(zhi)出的(de)(de)是(shi)因傳輸距(ju)(ju)離的(de)(de)不同(tong)(tong),光(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發器(qi)(qi)本身的(de)(de)發射功率、接收(shou)(shou)靈敏度和使(shi)(shi)用波長也會不一(yi)樣。
如5公里光纖收(shou)發(fa)器的(de)(de)(de)發(fa)射(she)功(gong)率(lv)一般在-20~-14db之(zhi)間,接收(shou)靈(ling)(ling)敏(min)度(du)為-30db,使用1310nm的(de)(de)(de)波長;而120公里光纖收(shou)發(fa)器的(de)(de)(de)發(fa)射(she)功(gong)率(lv)多在-5~0dB之(zhi)間,接收(shou)靈(ling)(ling)敏(min)度(du)為-38dB,使用1550nm的(de)(de)(de)波長。
按所需光纖分(fen)類:
單纖光纖收發器:接收發送的數據在一根(gen)光纖上(shang)傳輸
雙纖(xian)光纖(xian)收發器:接收發送的(de)數據在一對光纖(xian)上傳輸
顧名思義,單(dan)纖(xian)設備可以節省一半的(de)(de)(de)光(guang)纖(xian),即在(zai)一根光(guang)纖(xian)上(shang)實現(xian)數據的(de)(de)(de)接(jie)收(shou)(shou)和(he)發(fa)送(song),在(zai)光(guang)纖(xian)資源緊張的(de)(de)(de)地(di)方十分適用(yong)。這類(lei)產(chan)(chan)品(pin)采(cai)用(yong)了波分復(fu)用(yong)的(de)(de)(de)技術,使用(yong)的(de)(de)(de)波長多為(wei)(wei)1310nm和(he)1550nm。但由(you)于單(dan)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)產(chan)(chan)品(pin)沒有(you)統一國際標(biao)準,因此不同廠商產(chan)(chan)品(pin)在(zai)互聯(lian)互通時可能(neng)會(hui)存在(zai)不兼容(rong)的(de)(de)(de)情況(kuang)。另外由(you)于使用(yong)了波分復(fu)用(yong),單(dan)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)產(chan)(chan)品(pin)普(pu)遍存在(zai)信號衰耗大的(de)(de)(de)特點。市面上(shang)的(de)(de)(de)光(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)多為(wei)(wei)雙纖(xian)產(chan)(chan)品(pin),此類(lei)產(chan)(chan)品(pin)較為(wei)(wei)成熟和(he)穩定,但需要更多的(de)(de)(de)光(guang)纖(xian)。
按工作層次/速率分類
100M以(yi)太網光(guang)纖(xian)收發器:工作(zuo)在(zai)物理層
10/100M以太網光纖(xian)收發器:工(gong)作在數據鏈路層
按工(gong)(gong)作層次/速(su)率(lv)(lv)來(lai)分(fen),可以分(fen)為單10M、100M的(de)(de)光纖收發(fa)(fa)(fa)器(qi)、10/100M自(zi)適(shi)應(ying)的(de)(de)光纖收發(fa)(fa)(fa)器(qi)和(he)1000M光纖收發(fa)(fa)(fa)器(qi)。其中單10M和(he)100M的(de)(de)收發(fa)(fa)(fa)器(qi)產(chan)(chan)品工(gong)(gong)作在(zai)(zai)物理(li)層,在(zai)(zai)這一層工(gong)(gong)作的(de)(de)收發(fa)(fa)(fa)器(qi)產(chan)(chan)品是按位來(lai)轉(zhuan)發(fa)(fa)(fa)數據。該轉(zhuan)發(fa)(fa)(fa)方式具有(you)轉(zhuan)發(fa)(fa)(fa)速(su)度快、通透(tou)率(lv)(lv)高、時延低等方面(mian)的(de)(de)優勢,適(shi)合應(ying)用于(yu)速(su)率(lv)(lv)固定(ding)的(de)(de)鏈路上,同(tong)時由于(yu)此類設備在(zai)(zai)正常通信前沒有(you)一個自(zi)協商(shang)的(de)(de)過程(cheng),因此在(zai)(zai)兼容性和(he)穩定(ding)性方面(mian)做得更好。
而10/100M光纖收發(fa)(fa)器(qi)是(shi)工作(zuo)在(zai)數(shu)(shu)(shu)據(ju)鏈(lian)路(lu)(lu)層,在(zai)這(zhe)(zhe)一層光纖收發(fa)(fa)器(qi)使用存儲轉(zhuan)(zhuan)發(fa)(fa)的(de)機(ji)制,這(zhe)(zhe)樣轉(zhuan)(zhuan)發(fa)(fa)機(ji)制對接(jie)收到(dao)的(de)每一個數(shu)(shu)(shu)據(ju)包(bao)(bao)都要讀取(qu)它的(de)源(yuan)MAC地(di)址、目的(de)MAC地(di)址和(he)數(shu)(shu)(shu)據(ju)凈(jing)荷,并在(zai)完成CRC循環冗余校驗以后才將該數(shu)(shu)(shu)據(ju)包(bao)(bao)轉(zhuan)(zhuan)發(fa)(fa)出去。存儲轉(zhuan)(zhuan)發(fa)(fa)的(de)好處一來可(ke)(ke)以防止(zhi)一些(xie)錯誤的(de)幀在(zai)網絡(luo)中傳播,占用寶(bao)貴的(de)網絡(luo)資源(yuan),同時還可(ke)(ke)以很好地(di)防止(zhi)由于網絡(luo)擁(yong)塞造成的(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)包(bao)(bao)丟失,當數(shu)(shu)(shu)據(ju)鏈(lian)路(lu)(lu)飽和(he)時存儲轉(zhuan)(zhuan)發(fa)(fa)可(ke)(ke)以將無法轉(zhuan)(zhuan)發(fa)(fa)的(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)先放在(zai)收發(fa)(fa)器(qi)的(de)緩存中,等待網絡(luo)空閑時再進(jin)行轉(zhuan)(zhuan)發(fa)(fa)。這(zhe)(zhe)樣既減少了數(shu)(shu)(shu)據(ju)沖突(tu)的(de)可(ke)(ke)能又保(bao)證了數(shu)(shu)(shu)據(ju)傳輸的(de)可(ke)(ke)靠性,因此10/100M的(de)光纖收發(fa)(fa)器(qi)適合于工作(zuo)在(zai)速率不(bu)固定的(de)鏈(lian)路(lu)(lu)上。
按結構分類
桌(zhuo)面式(shi)(獨(du)立(li)式(shi))光纖收(shou)發(fa)器:獨(du)立(li)式(shi)用戶(hu)端設(she)備
機(ji)架(jia)式(模塊化)光纖收發器:安(an)裝于十六(liu)槽機(ji)箱,采用(yong)集中供電方式
按結構來分(fen)(fen),可(ke)以分(fen)(fen)為桌面式(獨(du)立式)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)收(shou)發器和(he)機架(jia)(jia)(jia)式光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)收(shou)發器。桌面式光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)收(shou)發器適(shi)合于(yu)單個用戶使用,如滿(man)足(zu)樓道(dao)中單臺交換(huan)機的上聯(lian)。機架(jia)(jia)(jia)式(模(mo)(mo)塊化)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)收(shou)發器適(shi)用于(yu)多(duo)用戶的匯聚,如小(xiao)區(qu)的中心機房必須滿(man)足(zu)小(xiao)區(qu)內所(suo)有交換(huan)機的上聯(lian),使用機架(jia)(jia)(jia)便于(yu)實現對所(suo)有模(mo)(mo)塊型光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)收(shou)發器的統一管理和(he)統一供電(dian),國內的機架(jia)(jia)(jia)多(duo)為16槽產品,即一個機架(jia)(jia)(jia)中最多(duo)可(ke)加(jia)插16個模(mo)(mo)塊式光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)收(shou)發器。
按管理類型分類
非網管型(xing)收發器:即插即用,通過硬件撥碼開關設(she)置(zhi)電口工作模式
網管型收發器:支持電信級網絡管理
按網(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)來分(fen),可(ke)(ke)(ke)(ke)以分(fen)為網(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)型光(guang)纖(xian)(xian)收(shou)(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)和(he)非網(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)型光(guang)纖(xian)(xian)收(shou)(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)。隨著(zhu)網(wang)絡(luo)向著(zhu)可(ke)(ke)(ke)(ke)運營可(ke)(ke)(ke)(ke)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)向發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan),大多(duo)數運營商(shang)都希望自(zi)己(ji)網(wang)絡(luo)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)所有設備均(jun)能做到可(ke)(ke)(ke)(ke)遠程網(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)程度,光(guang)纖(xian)(xian)收(shou)(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)產品與(yu)交換機(ji)、路由器(qi)(qi)一(yi)樣也逐(zhu)步向這個(ge)(ge)方(fang)向發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)。對于可(ke)(ke)(ke)(ke)網(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)收(shou)(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)還(huan)可(ke)(ke)(ke)(ke)以細分(fen)為局端可(ke)(ke)(ke)(ke)網(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)和(he)用戶端可(ke)(ke)(ke)(ke)網(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)。局端可(ke)(ke)(ke)(ke)網(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)收(shou)(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)主要是(shi)機(ji)架式產品,多(duo)采用主從(cong)式的(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)理(li)結(jie)構(gou),即一(yi)個(ge)(ge)主網(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)模(mo)塊(kuai)(kuai)可(ke)(ke)(ke)(ke)串聯N個(ge)(ge)從(cong)網(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)模(mo)塊(kuai)(kuai),每個(ge)(ge)從(cong)網(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)模(mo)塊(kuai)(kuai)定期輪詢它所在子(zi)架上(shang)所有光(guang)纖(xian)(xian)收(shou)(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)狀態信(xin)息,向主網(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)模(mo)塊(kuai)(kuai)提交。主網(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)模(mo)塊(kuai)(kuai)一(yi)方(fang)面需要輪詢自(zi)己(ji)機(ji)架上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)網(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)信(xin)息,另一(yi)方(fang)面還(huan)需收(shou)(shou)(shou)(shou)集(ji)所有從(cong)子(zi)架上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)息,然后匯總并提交給(gei)網(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)服(fu)務器(qi)(qi)。如(ru)武漢烽火網(wang)絡(luo)所提供的(de)(de)(de)(de)(de)OL200系列網(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)型光(guang)纖(xian)(xian)收(shou)(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)產品支持1(主)9(從(cong))的(de)(de)(de)(de)(de)網(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)結(jie)構(gou),一(yi)次性最多(duo)可(ke)(ke)(ke)(ke)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)理(li)150個(ge)(ge)光(guang)纖(xian)(xian)收(shou)(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)。
按電源分類
內(nei)置電源(yuan):內(nei)置開關電源(yuan)為(wei)電信級電源(yuan)
外置電(dian)源(yuan):外置變壓器電(dian)源(yuan)多使用(yong)(yong)在民用(yong)(yong)設備上
按(an)電(dian)源(yuan)來分(fen),可以分(fen)為(wei)內置(zhi)(zhi)(zhi)電(dian)源(yuan)和外(wai)(wai)置(zhi)(zhi)(zhi)電(dian)源(yuan)兩種。其(qi)中內置(zhi)(zhi)(zhi)開關電(dian)源(yuan)為(wei)電(dian)信級電(dian)源(yuan),而(er)外(wai)(wai)置(zhi)(zhi)(zhi)變壓器電(dian)源(yuan)多使用在(zai)(zai)民用設(she)備(bei)上。前(qian)者(zhe)的(de)優(you)勢在(zai)(zai)于能(neng)支持超(chao)寬的(de)電(dian)源(yuan)電(dian)壓,更(geng)好(hao)地實現穩壓、濾波(bo)和設(she)備(bei)電(dian)源(yuan)保護,減少機械式接觸造成的(de)外(wai)(wai)置(zhi)(zhi)(zhi)故障點(dian);后者(zhe)的(de)優(you)勢在(zai)(zai)于設(she)備(bei)體積小巧和價格便宜(yi)。
按工作方式分類
全雙(shuang)工方(fang)(fang)(fang)式(shi)(shi)(full duplex)是指當數據的(de)發送(song)和(he)接(jie)收分流,分別由(you)兩(liang)根不同的(de)傳輸(shu)線傳送(song)時,通信雙(shuang)方(fang)(fang)(fang)都能在(zai)(zai)同一時刻進行(xing)發送(song)和(he)接(jie)收操作,這(zhe)樣的(de)傳送(song)方(fang)(fang)(fang)式(shi)(shi)就是全雙(shuang)工制,如(ru)圖1所(suo)示(shi)。在(zai)(zai)全雙(shuang)工方(fang)(fang)(fang)式(shi)(shi)下,通信系(xi)統的(de)每一端都設置了(le)發送(song)器(qi)和(he)接(jie)收器(qi),因(yin)(yin)此,能控(kong)制數據同時在(zai)(zai)兩(liang)個方(fang)(fang)(fang)向上傳送(song)。全雙(shuang)工方(fang)(fang)(fang)式(shi)(shi)無需進行(xing)方(fang)(fang)(fang)向的(de)切換(huan),因(yin)(yin)此,沒有(you)切換(huan)操作所(suo)產生的(de)時間延遲。
半(ban)(ban)雙式方(fang)(fang)式(half duplex)是(shi)指(zhi)使用同一根傳(chuan)輸線既作接收又(you)(you)作發(fa)送(song),雖然數(shu)據(ju)可以在兩個(ge)方(fang)(fang)向(xiang)上(shang)(shang)傳(chuan)送(song),但通(tong)(tong)信(xin)(xin)雙方(fang)(fang)不能同時(shi)收發(fa)數(shu)據(ju),這(zhe)樣的傳(chuan)送(song)方(fang)(fang)式就(jiu)是(shi)半(ban)(ban)雙工(gong)制。采用半(ban)(ban)雙工(gong)方(fang)(fang)式時(shi),通(tong)(tong)信(xin)(xin)系統每一端的發(fa)送(song)器(qi)和接收器(qi),通(tong)(tong)過收/發(fa)開關轉(zhuan)接到通(tong)(tong)信(xin)(xin)線上(shang)(shang),進行方(fang)(fang)向(xiang)的切(qie)換,因此(ci),會(hui)產生時(shi)間延遲。市面上(shang)(shang)有些晶片,只(zhi)能使用全雙工(gong)環境,無法支(zhi)持半(ban)(ban)雙工(gong),若(ruo)接至其(qi)他(ta)品牌的交(jiao)換機(ji)(N-Way Switch)或(huo)集線器(qi)(HUB),其(qi)又(you)(you)使用半(ban)(ban)雙工(gong)模(mo)式,則(ze)一定(ding)會(hui)造成嚴重的沖撞及丟包。
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(mo),并且可能標有mm
9/125(g652)為(wei)單(dan)模(mo),并且可能標有sm
光纖磨制端頭
在放大鏡下可辨別,多(duo)模呈同心圓
單(dan)模中間有一黑(hei)點
熔接(jie)機熔接(jie)時從屏上可辨別(bie)
多模(mo)纖中間沒白條
單模中間(jian)有一白條
同(tong)時,熔(rong)接機對多模光纜不做熔(rong)接損耗(hao)計算。再,單(dan)模與(yu)多模光纖(xian)熔(rong)接機不能熔(rong)接。
單模收(shou)發器可以用于多模光纜鏈路,但注意跳線要用多模的。
依據信(xin)號(hao)(hao)在(zai)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)中傳輸的(de)模(mo)(mo)式,主要(yao)分(fen)兩大(da)類:單模(mo)(mo)和多(duo)模(mo)(mo)。模(mo)(mo)式通(tong)常是(shi)指(zhi)光(guang)信(xin)號(hao)(hao)在(zai)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)內的(de)傳輸路(lu)徑,單模(mo)(mo)的(de)傳輸路(lu)徑就(jiu)是(shi)中心(xin)軸(zhou)線(xian);將光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)沿(yan)中軸(zhou)線(xian)切(qie)出一(yi)個(ge)刨(bao)面,光(guang)信(xin)號(hao)(hao)在(zai)刨(bao)面上利(li)用全反射(she)進行(xing)傳輸。光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)可以擁有這種(zhong)刨(bao)面無(wu)(wu)限(xian)多(duo)個(ge),所以光(guang)信(xin)號(hao)(hao)的(de)傳輸路(lu)徑就(jiu)會有無(wu)(wu)限(xian)多(duo)條,即(ji)有無(wu)(wu)限(xian)多(duo)種(zhong)模(mo)(mo)式,如此傳輸的(de)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)就(jiu)被稱作多(duo)模(mo)(mo)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)。
單模(mo)(mo)的纖(xian)芯尺寸一(yi)般(ban)是(shi)8~10um,在單模(mo)(mo)中信號沿直線進行(xing)傳(chuan)播,也就是(shi)一(yi)種(zhong)模(mo)(mo)式。多模(mo)(mo)的纖(xian)芯比較大(da),50um或是(shi)62.5um,可以同時進行(xing)多種(zhong)模(mo)(mo)式的傳(chuan)輸。
單(dan)(dan)模(mo)(mo)(mo)的傳(chuan)輸(shu)帶寬(kuan)高,傳(chuan)輸(shu)距(ju)離(li)遠(yuan),主要用于中長距(ju)離(li)的信號傳(chuan)輸(shu)系統(tong),如(ru)光(guang)(guang)纖(xian)到(dao)戶、地鐵(tie)和道路(lu)等長距(ju)離(li)網(wang)絡。但是,因為單(dan)(dan)模(mo)(mo)(mo)的纖(xian)芯(xin)比較小,與發(fa)(fa)射(she)機(ji)連(lian)接(jie)時(shi)(shi)需要精確(que)對接(jie),從而耦合到(dao)較高的光(guang)(guang)源(yuan)。這使得單(dan)(dan)模(mo)(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)網(wang)絡系統(tong)的其他配件價格(ge)(ge)升高,單(dan)(dan)模(mo)(mo)(mo)光(guang)(guang)發(fa)(fa)射(she)機(ji)的價格(ge)(ge)比多(duo)模(mo)(mo)(mo)的就貴(gui)不少。使用單(dan)(dan)模(mo)(mo)(mo)連(lian)接(jie)器進行端(duan)接(jie)時(shi)(shi),要注意精確(que)對接(jie),不然會產生(sheng)數值(zhi)較高的插(cha)入損耗(hao),降低光(guang)(guang)纖(xian)傳(chuan)輸(shu)性(xing)能(neng)。
而多模能(neng)主要用于滿足短(duan)距離網(wang)絡(luo)的(de)(de)傳輸。事(shi)實(shi)上(shang),多模光(guang)纖能(neng)夠(gou)支持萬兆(zhao)以太網(wang)550米(mi)(mi)內(nei)的(de)(de)垂直子(zi)系(xi)統(tong)(tong)布線(xian)和短(duan)距離建筑(zhu)群子(zi)系(xi)統(tong)(tong)布線(xian),以及40G/100G網(wang)絡(luo)150米(mi)(mi)內(nei)的(de)(de)數據中心布線(xian)。并且(qie),多模光(guang)纖系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)光(guang)電轉換元件比單模更便(bian)宜,現場(chang)安裝和端接也(ye)更簡(jian)單。
光纖(xian)作為(wei)寬(kuan)帶接入一種主(zhu)流的方式(shi),有著通(tong)信容(rong)量(liang)大、中繼(ji)距離長、保密性能好、適應(ying)(ying)能力強、體(ti)積小重量(liang)輕、原材料來源廣價格低(di)廉(lian)等(deng)的優點,未來在寬(kuan)帶互(hu)聯網接入的應(ying)(ying)用可(ke)預料會非(fei)常廣泛。
根(gen)據(ju)市場(chang)研究與預(yu)測公司IDC預(yu)計2012年(nian)中(zhong)(zhong)國(guo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)接入(ru)(ru)用(yong)(yong)戶(hu)數將(jiang)超(chao)過(guo)2660萬(wan)(wan)戶(hu),未(wei)來5年(nian)保持56.4%的(de)年(nian)復合增長(chang)率(lv),而且(qie)中(zhong)(zhong)國(guo)已成為全球(qiu)最大(da)的(de)光(guang)(guang)網(wang)(wang)絡設備市場(chang)之(zhi)一。截至2011年(nian)底,中(zhong)(zhong)國(guo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)接入(ru)(ru)端口數已超(chao)過(guo)1億(yi)個,同比增長(chang)超(chao)過(guo)100%;中(zhong)(zhong)國(guo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)接入(ru)(ru)用(yong)(yong)戶(hu)數已達(da)1556萬(wan)(wan)戶(hu),同比增長(chang)超(chao)過(guo)370%。比起中(zhong)(zhong)國(guo)1.58億(yi)的(de)寬(kuan)(kuan)帶(dai)用(yong)(yong)戶(hu)數,光(guang)(guang)纖(xian)(xian)接入(ru)(ru)用(yong)(yong)戶(hu)數還(huan)將(jiang)會有(you)非(fei)常廣(guang)闊的(de)上升空間(jian)。根(gen)據(ju)我國(guo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)寬(kuan)(kuan)帶(dai)發(fa)展計劃,到(dao)(dao)2015年(nian)全國(guo)互聯網(wang)(wang)出口帶(dai)寬(kuan)(kuan)達(da)到(dao)(dao)5T,城市家(jia)(jia)庭帶(dai)寬(kuan)(kuan)接入(ru)(ru)能(neng)力基本達(da)到(dao)(dao)20M以上,農村家(jia)(jia)庭帶(dai)寬(kuan)(kuan)能(neng)力基本達(da)到(dao)(dao)4M以上;家(jia)(jia)庭光(guang)(guang)纖(xian)(xian)接入(ru)(ru)覆蓋超(chao)過(guo)500萬(wan)(wan)戶(hu);無線(xian)局域網(wang)(wang)的(de)公共運營熱點規模將(jiang)超(chao)過(guo)15萬(wan)(wan)個;屆時(shi)將(jiang)實現全市公益性機構光(guang)(guang)纖(xian)(xian)到(dao)(dao)達(da)率(lv)100%,實現全部科技園區、工業園區、商務樓(lou)宇、賓館酒(jiu)店等商務類場(chang)所的(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)到(dao)(dao)樓(lou)、到(dao)(dao)辦公室。
這些數據都(dou)表明,中國(guo)的(de)(de)寬(kuan)帶(dai)市場蘊藏著巨大(da)的(de)(de)潛力,必將是未(wei)來寬(kuan)帶(dai)運營商對抗的(de)(de)主戰場之一。而(er)光(guang)纖寬(kuan)帶(dai)的(de)(de)普及也是大(da)勢(shi)所趨。所以未(wei)來寬(kuan)帶(dai)市場的(de)(de)斗爭很大(da)程度上是光(guang)纖寬(kuan)帶(dai)的(de)(de)斗爭。
中(zhong)(zhong)國電信(xin)集團副總(zong)工程師(shi)靳東濱(bin)表示,中(zhong)(zhong)國電信(xin)光纖(xian)(xian)寬帶用(yong)戶(hu)數量(liang)三年(nian)后(hou)將超過(guo)1億,達(da)到世界領先水平。中(zhong)(zhong)國聯通(tong)也明確了2012年(nian)新(xin)增光纖(xian)(xian)到戶(hu)家庭(ting)1000萬。中(zhong)(zhong)國移動(dong)在(zai)2010年(nian)在(zai)三大運營商(shang)光纖(xian)(xian)光纜招標量(liang)達(da)40%~50%。可以看出各大運營商(shang)對于光纖(xian)(xian)寬帶這項(xiang)前景(jing)看好的(de)業(ye)務(wu)都給(gei)予了很大的(de)重視。
光(guang)纖(xian)之父——高(gao)錕
高錕從理論上分析證明了用(yong)光(guang)纖(xian)作為(wei)傳輸(shu)媒體(ti)以實現(xian)光(guang)通信(xin)的(de)可(ke)(ke)能性,并(bing)預言(yan)了制造通信(xin)用(yong)的(de)超低耗光(guang)纖(xian)的(de)可(ke)(ke)能性。被(bei)譽為(wei)“光(guang)纖(xian)之父”。