微細的(de)(de)(de)光(guang)纖(xian)封(feng)裝在塑料(liao)護套中,使(shi)得它能(neng)夠(gou)彎曲而不至(zhi)于斷裂。通常,光(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)一端(duan)的(de)(de)(de)發射(she)裝置使(shi)用(yong)發光(guang)二極管(light emitting diode,LED)或一束(shu)激光(guang)將光(guang)脈(mo)沖傳(chuan)送至(zhi)光(guang)纖(xian),光(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)另一端(duan)的(de)(de)(de)接收裝置使(shi)用(yong)光(guang)敏元件檢測(ce)脈(mo)沖。
在(zai)(zai)(zai)日常(chang)生活(huo)中(zhong),由于光(guang)在(zai)(zai)(zai)光(guang)導纖維的傳導損(sun)耗比電在(zai)(zai)(zai)電線傳導的損(sun)耗低得(de)多,光(guang)纖被用作(zuo)長(chang)距離的信(xin)息傳遞。
通常光(guang)纖(xian)與光(guang)纜(lan)兩個名詞會被混(hun)淆。多數(shu)光(guang)纖(xian)在使用前必須(xu)由幾層保護結構包覆,包覆后的(de)纜(lan)線即被稱為光(guang)纜(lan)。光(guang)纖(xian)外層的(de)保護層和絕緣層可(ke)防止周(zhou)圍(wei)環(huan)境對(dui)光(guang)纖(xian)的(de)傷害,如(ru)水、火、電擊等。
光(guang)纜分(fen)為:纜皮、芳綸(lun)絲、緩(huan)沖層和光(guang)纖(xian)。光(guang)纖(xian)和同軸電纜相似,只是沒有(you)網狀屏蔽層。中心是光(guang)傳播的玻璃(li)芯。核為50μm,包層為125μm,50/125μm是多(duo)模光(guang)纖(xian)的一個重要的特征(zheng)。
其中金(jin)磚國家(jia)光(guang)纜計劃是直接(jie)連(lian)通(tong)5個金(jin)磚國家(jia)的海底(di)光(guang)纜項(xiang)目(mu),將于2014年初開工,2015年中啟用(yong)。該(gai)項(xiang)目(mu)總長(chang)3.4萬千米,其中直接(jie)連(lian)通(tong)5個金(jin)磚國家(jia)的海底(di)光(guang)纜長(chang)約2.4萬千米。
2013年(nian)(nian),全球(qiu)100G光纖的(de)(de)收入(ru)預計將首次超過10億美元。該公司分析(xi)了2013年(nian)(nian)一季度全球(qiu)光網(wang)絡市(shi)場(chang)(chang)的(de)(de)財務結果,發現了一些趨勢,包括(kuo)一個(ge)令人失望的(de)(de)趨勢,即市(shi)場(chang)(chang)的(de)(de)總體增(zeng)長(chang)仍然是(shi)困難的(de)(de),只(zhi)有日(ri)本(ben)的(de)(de)富士(shi)公司利潤逐年(nian)(nian)增(zeng)長(chang)。
雖然光纖市(shi)場(chang)在第一季(ji)度出現(xian)衰退的(de)情況并(bing)不少見,但這次下(xia)降令人擔憂(you)是因(yin)為這已經是連續第五個季(ji)度市(shi)場(chang)有(you)所下(xia)降,并(bing)且季(ji)度收(shou)入(ru)達到六(liu)年(nian)來的(de)最低值。
100G光(guang)纖的情(qing)況較為樂觀,不管環(huan)比、同比都表現(xian)出(chu)強勁增(zeng)長。2013年一季(ji)度(du),100G光(guang)纖的出(chu)貨量(liang)較2012年四季(ji)度(du)增(zeng)長了41%,收入較2012年四季(ji)度(du)增(zeng)長了24%。以(yi)此計算(suan),年收入有望首(shou)次超過10億(yi)美元。2013年一季(ji)度(du),有20家供應商出(chu)售(shou)100G光(guang)纖,將有更多的廠商加入市場競爭。供應商持謹慎樂觀的態度(du),短(duan)期訂單量(liang)看漲,長期訂單量(liang)并不樂觀。
1870年的(de)(de)一(yi)(yi)天,英國物理學家丁達爾到皇家學會的(de)(de)演講廳(ting)講光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)全反射(she)原理,他做了(le)(le)一(yi)(yi)個簡單(dan)的(de)(de)實(shi)驗:在裝(zhuang)滿(man)水的(de)(de)木桶(tong)上(shang)鉆個孔,然后(hou)用(yong)燈從桶(tong)上(shang)邊把水照亮(liang)。結果使觀眾們(men)大吃一(yi)(yi)驚。人們(men)看到,放(fang)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)水從水桶(tong)的(de)(de)小孔里流(liu)了(le)(le)出來(lai),水流(liu)彎(wan)曲(qu)(qu),光(guang)(guang)(guang)線(xian)也跟著彎(wan)曲(qu)(qu),光(guang)(guang)(guang)居然被(bei)彎(wan)彎(wan)曲(qu)(qu)曲(qu)(qu)的(de)(de)水俘獲了(le)(le)。
人(ren)們曾經(jing)發現(xian)(xian)(xian),光(guang)能(neng)沿著從酒(jiu)桶中(zhong)噴(pen)出的(de)(de)(de)細(xi)酒(jiu)流傳輸;人(ren)們還發現(xian)(xian)(xian),光(guang)能(neng)順著彎曲的(de)(de)(de)玻(bo)璃棒前進。這是(shi)為什(shen)么呢?難道光(guang)線不再直進了(le)嗎?這些現(xian)(xian)(xian)象引(yin)起了(le)丁達(da)爾的(de)(de)(de)注意,經(jing)過他的(de)(de)(de)研究(jiu),發現(xian)(xian)(xian)這是(shi)光(guang)的(de)(de)(de)全反射的(de)(de)(de)作用(yong),由于水(shui)等介質密度比周圍(wei)的(de)(de)(de)物質(如空(kong)氣)大(da),即光(guang)從水(shui)中(zhong)射向空(kong)氣,當入射角大(da)于某一(yi)角度時,折射光(guang)線消失,全部光(guang)線都反射回水(shui)中(zhong)。表面上看,光(guang)好像在(zai)水(shui)流中(zhong)彎曲前進。
后來(lai)人(ren)們造出(chu)一種透明度很高(gao)、粗細像蜘蛛絲一樣(yang)的玻(bo)璃(li)絲──玻(bo)璃(li)纖維(wei),當光(guang)線(xian)以(yi)合適(shi)的角度射(she)入玻(bo)璃(li)纖維(wei)時,光(guang)就沿著彎(wan)彎(wan)曲曲的玻(bo)璃(li)纖維(wei)前進(jin)。由于這種纖維(wei)能夠用來(lai)傳輸光(guang)線(xian),所以(yi)稱它為光(guang)導纖維(wei)。
1880 AlexandraGrahamBell發明光束通話傳輸
1960 電射(she)及光纖(xian)之發明
1960 玻(bo)璃纖維的傳輸損耗(hao)大(da)于1000dB/km,其他材料包(bao)括光圈(quan)波(bo)(bo)導、氣(qi)體透鏡波(bo)(bo)導、空心金屬(shu)波(bo)(bo)導管等
1966 七月(yue),英籍(ji)、華裔學者高錕博(bo)士(K.C.Kao)在PIEE雜志上(shang)(shang)發表(biao)論文《光(guang)頻(pin)率的(de)介(jie)質(zhi)纖維(wei)表(biao)面波導》,從理論上(shang)(shang)分析證(zheng)明了(le)用光(guang)纖作為傳輸媒體以實現光(guang)通(tong)信的(de)可(ke)能性(xing),并預言(yan)了(le)制造通(tong)信用的(de)超低耗光(guang)纖的(de)可(ke)能性(xing)
1970美國康(kang)寧公司三名科(ke)研(yan)人員馬瑞爾、卡普隆、凱克(ke)用改進型化學相沉積法(fa)(fa)(MCVD法(fa)(fa))成功研(yan)制(zhi)成傳輸損耗(hao)(hao)只有20dB/km的低(di)損耗(hao)(hao)石英(ying)光(guang)纖。
1970 美國貝爾實(shi)驗室研制(zhi)出世界上第(di)一只(zhi)在(zai)室溫下(xia)連續(xu)波工作(zuo)的砷化鎵鋁(lv)半導體(ti)激光(guang)器
1972 傳(chuan)輸損耗降低至4dB/km
1974 美國(guo)貝爾(er)研究所(suo)發明(ming)了低(di)損耗光(guang)纖(xian)制作(zuo)法――CVD法(化學氣相沉(chen)積法),使光(guang)纖(xian)傳輸(shu)損耗降低(di)到(dao)1.1dB/km。
1976 美國在(zai)亞特蘭大的(de)(de)(de)貝爾實驗室地下管道開通了世界上第一條(tiao)(tiao)光(guang)纖通信(xin)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)試驗線路。采用(yong)一條(tiao)(tiao)擁有(you)144個光(guang)纖的(de)(de)(de)光(guang)纜(lan)以44.736Mbps的(de)(de)(de)速率傳(chuan)輸信(xin)號,中繼距離為10km。采用(yong)的(de)(de)(de)是多模光(guang)纖,光(guang)源用(yong)的(de)(de)(de)是發光(guang)管LED,波長是0.85微米(mi)的(de)(de)(de)紅外(wai)光(guang)。
1976 傳輸損(sun)耗降低至0.5dB/km
1977 貝爾研究所和日(ri)本電報電話(hua)公司幾乎同時研制成功壽命達100萬小時(實(shi)用中10年左右)的半導體激光器
1977 世界上第一條光纖通信系統在美(mei)國(guo)芝加哥市投入商用,速率為45Mb/s
1977 首(shou)次實際安裝電話(hua)光纖網路
1978 FORT在法國首次安(an)裝(zhuang)其生產之光纖(xian)電
1979趙(zhao)梓森拉制出我國自(zi)主(zhu)研發的(de)第一根實用(yong)光纖,被譽為(wei)“中(zhong)國光纖之父(fu)”
1979 傳輸損(sun)耗降低至0.2dB/km
1980 多模光纖通信系統商用化(hua)(140Mb/s),并著(zhu)手(shou)單模光纖通信系統的現(xian)場試驗工作
1990 單模光纖通(tong)(tong)信系統進入商用化階(jie)段(565Mb/s),并(bing)著手進行零色散移位光纖和波分(fen)復(fu)用及相(xiang)干通(tong)(tong)信的現場試驗(yan),而且(qie)陸續(xu)制(zhi)定數(shu)字(zi)同(tong)步體系(SDH)的技術標(biao)準
1990 傳(chuan)輸損(sun)耗降低至(zhi)0.14dB/km,已經(jing)接近石英(ying)光纖的理論衰耗極限值(zhi)0.1dB/km
1990 區域網(wang)絡及其他短距離傳輸應用之光纖
1992貝爾實(shi)驗室與日(ri)本合作伙伴成功地試驗了可(ke)以無(wu)錯誤傳輸9000公里(li)的(de)光放大器,其最(zui)初速(su)率為5Gbps,隨(sui)后增(zeng)加到10Gbps
1993 SDH產品(pin)開始商用(yong)化(622Mb/s 以下)
1995 2.5Gb/s 的SDH產品進入商用(yong)化(hua)階段
1996 10Gb/s 的SDH產(chan)品進入商用化階段
1997 采用(yong)波分(fen)復用(yong)技術(WDM)的(de)20Gb/s 和40Gb/s 的(de)SDH產品(pin)試驗取得重(zhong)大突破
2000 到(dao)屋邊(bian)光(guang)纖=>到(dao)桌邊(bian)光(guang)纖
2005 3.2Tbps超大容量的光纖通信系統(tong)在上(shang)海至杭州開(kai)通
2005 FTTH(Fiber To The Home)光纖(xian)直接(jie)到家庭
光及其特性:
1.光是一(yi)種電磁波
可見光(guang)部(bu)分波長范(fan)圍是(shi):390~760nm(納米(mi))。大于760nm部(bu)分是(shi)紅外光(guang),小于390nm部(bu)分是(shi)紫外光(guang)。光(guang)纖中應用的(de)是(shi):850nm,1310nm,1550nm三種。
2.光的折射(she),反射(she)和全反射(she)。
因光(guang)(guang)(guang)(guang)在不(bu)(bu)同(tong)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質中的(de)(de)傳播速(su)度(du)是(shi)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de),所以(yi)光(guang)(guang)(guang)(guang)從一(yi)種(zhong)(zhong)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質射(she)(she)向另一(yi)種(zhong)(zhong)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質時(shi),在兩(liang)種(zhong)(zhong)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質的(de)(de)交界面處會產(chan)生折(zhe)(zhe)射(she)(she)和反(fan)射(she)(she)。而(er)且(qie),折(zhe)(zhe)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)角度(du)會隨入(ru)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)角度(du)變化而(er)變化。當入(ru)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)角度(du)達到或(huo)超過某(mou)一(yi)角度(du)時(shi),折(zhe)(zhe)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)會消失,入(ru)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)全部被反(fan)射(she)(she)回來,這就是(shi)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)全反(fan)射(she)(she)。不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質對相同(tong)波(bo)長(chang)(chang)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)角度(du)是(shi)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(即不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質有不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)折(zhe)(zhe)射(she)(she)率),相同(tong)的(de)(de)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質對不(bu)(bu)同(tong)波(bo)長(chang)(chang)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)角度(du)也是(shi)不(bu)(bu)同(tong)。光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)通訊就是(shi)基于以(yi)上原理(li)而(er)形(xing)成的(de)(de)。
1.光纖(xian)裸纖(xian)一(yi)(yi)般分為(wei)(wei)三層(ceng)(ceng):中心(xin)高折射(she)(she)率玻璃(li)芯(xin)(芯(xin)徑一(yi)(yi)般為(wei)(wei)50或(huo)62.5μm),中間為(wei)(wei)低折射(she)(she)率硅(gui)玻璃(li)包(bao)層(ceng)(ceng)(直(zhi)徑一(yi)(yi)般為(wei)(wei)125μm),最外是(shi)加(jia)強用的樹脂涂層(ceng)(ceng)。光線(xian)在(zai)纖(xian)芯(xin)傳(chuan)送(song),當光纖(xian)射(she)(she)到(dao)纖(xian)芯(xin)和外層(ceng)(ceng)界(jie)面的角(jiao)度大于(yu)產生全反(fan)射(she)(she)的臨界(jie)角(jiao)時,光線(xian)透不過界(jie)面,會全部反(fan)射(she)(she)回(hui)來(lai),繼續在(zai)纖(xian)芯(xin)內向前傳(chuan)送(song),而包(bao)層(ceng)(ceng)主要起到(dao)保(bao)護的作(zuo)用。
2.數值孔徑:
入射(she)到光(guang)(guang)纖端面的(de)(de)光(guang)(guang)并不(bu)能全部被光(guang)(guang)纖所(suo)傳輸,只(zhi)是(shi)在某個角度范圍內的(de)(de)入射(she)光(guang)(guang)才可以。這個角度就(jiu)稱為光(guang)(guang)纖的(de)(de)數值孔(kong)徑。光(guang)(guang)纖的(de)(de)數值孔(kong)徑大些對(dui)(dui)于光(guang)(guang)纖的(de)(de)對(dui)(dui)接是(shi)有利的(de)(de)。不(bu)同廠家生(sheng)產的(de)(de)光(guang)(guang)纖的(de)(de)數值孔(kong)徑不(bu)同(AT&T CORNING)。
3.光(guang)纖的(de)種類:
光纖的種(zhong)類很多(duo),根據用(yong)途不同,所(suo)需要(yao)的功能和性能也有所(suo)差(cha)異。但(dan)對于有線(xian)電視和通(tong)信(xin)用(yong)的光纖,其設(she)計和制造的原則基本(ben)相同,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(jian)單;
⑦價廉等。光纖的分類(lei)主要是(shi)從工(gong)作(zuo)波長、折射(she)率分布、傳輸模式、原(yuan)材料和(he)制造方法上作(zuo)一歸(gui)納的,茲將(jiang)各種分類(lei)舉例如下。
(1)工作波(bo)長:紫外(wai)(wai)光(guang)纖(xian)(xian)、可觀光(guang)纖(xian)(xian)、近紅外(wai)(wai)光(guang)纖(xian)(xian)、紅外(wai)(wai)光(guang)纖(xian)(xian)(0.85μm、1.3μm、1.55μm)。
(2)折射率分布:階(jie)躍(yue)(SI)型(xing)(xing)光纖、近階(jie)躍(yue)型(xing)(xing)光纖、漸變(GI)型(xing)(xing)光纖、其(qi)它(如三角型(xing)(xing)、W型(xing)(xing)、凹(ao)陷型(xing)(xing)等)。
(3)傳輸模(mo)(mo)式(shi):單模(mo)(mo)光纖(xian)(含偏(pian)振(zhen)保持(chi)光纖(xian)、非偏(pian)振(zhen)保持(chi)光纖(xian))、多模(mo)(mo)光纖(xian)。
(4)原材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao):石(shi)英光(guang)纖(xian)、多成分玻璃(li)光(guang)纖(xian)、塑料(liao)(liao)光(guang)纖(xian)、復合材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)光(guang)纖(xian)(如塑料(liao)(liao)包層、液體纖(xian)芯等(deng))、紅外材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)等(deng)。按被覆材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)還可分為無機材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(碳等(deng))、金屬材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(銅、鎳等(deng))和(he)塑料(liao)(liao)等(deng)。
(5)制造方法(fa):預塑有汽相軸向沉積(ji)(VAD)、化學汽相沉積(ji)(CVD)等,拉絲法(fa)有管(guan)律法(fa)(Rod intube)和雙坩(gan)鍋(guo)法(fa)等。
石(shi)(shi)英光纖(xian)(Silica Fiber)是以二(er)氧(yang)化硅(SiO2)為主要原料,并按不同的(de)(de)摻雜量,來控制纖(xian)芯和(he)包層的(de)(de)折射率(lv)分布的(de)(de)光纖(xian)。石(shi)(shi)英(玻璃)系列光纖(xian),具有低(di)耗、寬帶的(de)(de)特點(dian),已廣泛應用于有線電視(shi)和(he)通信(xin)系統。
石英玻璃(li)光(guang)導纖維的優點是損耗(hao)低,當(dang)光(guang)波長為1.0~1.7μm(約1.4μm附近),損耗(hao)只(zhi)有(you)1dB/km,在1.55μm處最低,只(zhi)有(you)0.2dB/km。
摻氟(fu)(fu)光纖(xian)(xian)(Fluorine Doped Fiber)為石英光纖(xian)(xian)的(de)典(dian)型產品(pin)之一。通(tong)常,作為1.3μm波域的(de)通(tong)信用(yong)光纖(xian)(xian)中,控制纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)的(de)摻雜(za)(za)物為二氧(yang)化鍺(GeO2),包層是(shi)用(yong)SiO2作成(cheng)(cheng)的(de)。但(dan)接(jie)氟(fu)(fu)光纖(xian)(xian)的(de)纖(xian)(xian)芯(xin)(xin),大(da)多使用(yong)SiO2,而(er)在包層中卻是(shi)摻入氟(fu)(fu)素的(de)。由于,瑞利散射(she)(she)(she)損(sun)耗是(shi)因折射(she)(she)(she)率的(de)變(bian)動而(er)引起的(de)光散射(she)(she)(she)現象。所以,希望形成(cheng)(cheng)折射(she)(she)(she)率變(bian)動因素的(de)摻雜(za)(za)物,以少為佳。氟(fu)(fu)素的(de)作用(yong)主要是(shi)可(ke)以降低SIO2的(de)折射(she)(she)(she)率。因而(er),常用(yong)于包層的(de)摻雜(za)(za)。
石(shi)英(ying)光纖(xian)與其它原料的光纖(xian)相(xiang)比,還具有從(cong)紫外線(xian)(xian)光到近紅(hong)外線(xian)(xian)光的透光廣譜,除通信用途之(zhi)外,還可用于導(dao)光和(he)圖像傳(chuan)導(dao)等領域。
作為(wei)光(guang)(guang)通(tong)信(xin)領(ling)域(yu)所(suo)開發的(de)(de)石英(ying)系列光(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)工(gong)作波長(chang),盡管用在(zai)較短的(de)(de)傳輸距離,也只能用于2μm。為(wei)此,能在(zai)更長(chang)的(de)(de)紅外(wai)(wai)波長(chang)領(ling)域(yu)工(gong)作,所(suo)開發的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)稱(cheng)為(wei)紅外(wai)(wai)光(guang)(guang)纖(xian)。紅外(wai)(wai)光(guang)(guang)纖(xian)(Infrared Optical Fiber)主要用于光(guang)(guang)能傳送(song)。例如有(you):溫度計量(liang)、熱圖(tu)像傳輸、激光(guang)(guang)手術刀醫療、熱能加工(gong)等等,普(pu)及率尚低。
復(fu)合(he)光(guang)(guang)纖(Compound Fiber)是在(zai)SiO2原(yuan)料中(zhong),再適當(dang)混合(he)諸如氧(yang)化(hua)鈉(na)(Na2O)、氧(yang)化(hua)硼(B2O3)、氧(yang)化(hua)鉀(K2O)等(deng)氧(yang)化(hua)物制作成多(duo)(duo)組分玻璃光(guang)(guang)纖,特點(dian)是多(duo)(duo)組分玻璃比石英(ying)玻璃的軟(ruan)化(hua)點(dian)低且纖芯與(yu)包層的折射率(lv)差很大。主要(yao)用在(zai)醫(yi)療業務的光(guang)(guang)纖內窺鏡。
氟(fu)化(hua)(hua)物(wu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)氯(lv)化(hua)(hua)物(wu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(Fluoride Fiber)是由(you)氟(fu)化(hua)(hua)物(wu)玻璃作(zuo)(zuo)成的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)。這種光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)原料(liao)又(you)簡(jian)稱ZBLAN(即將氟(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(deng)氯(lv)化(hua)(hua)物(wu)玻璃原料(liao)簡(jian)化(hua)(hua)成的(de)(de)(de)縮語。主(zhu)要工作(zuo)(zuo)在(zai)(zai)2~10μm波長(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)傳(chuan)(chuan)輸(shu)業務。由(you)于ZBLAN具有(you)超低(di)(di)(di)損(sun)耗光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)(de)可能(neng)性,正在(zai)(zai)進行著(zhu)用(yong)(yong)于長(chang)(chang)(chang)距(ju)離通(tong)信光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)(de)可行性開(kai)發,例如:其理論上(shang)的(de)(de)(de)最低(di)(di)(di)損(sun)耗,在(zai)(zai)3μm波長(chang)(chang)(chang)時可達(da)10.2~10.3dB/km,而(er)石英光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)在(zai)(zai)1.55μm時卻在(zai)(zai)0.15~0.16dB/Km之間。ZBLAN光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)由(you)于難(nan)于降低(di)(di)(di)散(san)射損(sun)耗,只能(neng)用(yong)(yong)在(zai)(zai)2.4~2.7μm的(de)(de)(de)溫敏器(qi)和(he)熱(re)圖像傳(chuan)(chuan)輸(shu),尚未廣泛實用(yong)(yong)。最近,為(wei)了(le)利(li)用(yong)(yong)ZBLAN進行長(chang)(chang)(chang)距(ju)離傳(chuan)(chuan)輸(shu),正在(zai)(zai)研制1.3μm的(de)(de)(de)摻(chan)鐠光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)放大器(qi)(PDFA)。
塑包光(guang)纖(xian)(Plastic Clad Fiber)是(shi)將高純度(du)的石(shi)英玻璃作成纖(xian)芯(xin),而將折射率(lv)比石(shi)英稍低的如硅膠等塑料作為包層的階躍型(xing)光(guang)纖(xian)。它(ta)與(yu)石(shi)英光(guang)纖(xian)相比較,具有纖(xian)芯(xin)粗(cu)、數值孔徑(NA)高的特點。因此(ci),易(yi)與(yu)發光(guang)二極管LED光(guang)源結(jie)合,損耗也較小。所以,非(fei)常適用于局域網(LAN)和近距離通信。
這是(shi)將(jiang)纖(xian)芯和(he)包層都用(yong)(yong)塑料(聚合物)作成的(de)光(guang)纖(xian)。早期(qi)產品主要用(yong)(yong)于裝飾和(he)導(dao)光(guang)照明及近距離光(guang)鍵路的(de)光(guang)通信中(zhong)(zhong)。原料主要是(shi)有(you)(you)機玻(bo)璃(li)(PMMA)、聚苯乙稀(xi)(PS)和(he)聚碳(tan)酸酯(PC)。損(sun)耗(hao)受(shou)到(dao)(dao)塑料固有(you)(you)的(de)C-H結合結構制(zhi)約(yue),一般每km可達幾十(shi)dB。為(wei)(wei)了(le)降低損(sun)耗(hao)正在開發應用(yong)(yong)氟索系(xi)列塑料。由(you)于塑料光(guang)纖(xian)(Plastic Optical fiber)的(de)纖(xian)芯直徑為(wei)(wei)1000μm,比單模石(shi)英光(guang)纖(xian)大(da)100倍,接續簡單,而且易于彎曲施工容易。近年來,加上(shang)寬帶化的(de)進度,作為(wei)(wei)漸變(bian)型(GI)折(zhe)射率的(de)多模塑料光(guang)纖(xian)的(de)發展受(shou)到(dao)(dao)了(le)社(she)會(hui)的(de)重視(shi)。最近,在汽(qi)車內部(bu)LAN中(zhong)(zhong)應用(yong)(yong)較快,未(wei)來在家庭LAN中(zhong)(zhong)也可能(neng)得到(dao)(dao)應用(yong)(yong)。
單模(mo)(mo)(mo)光纖(xian)(xian)(xian)這是(shi)指在工作波長中(zhong)(zhong),只能(neng)傳(chuan)(chuan)輸(shu)一個傳(chuan)(chuan)播模(mo)(mo)(mo)式的(de)(de)光纖(xian)(xian)(xian),通(tong)常簡稱為單模(mo)(mo)(mo)光纖(xian)(xian)(xian)(SMF:Single ModeFiber)。在有(you)線電(dian)視和光通(tong)信中(zhong)(zhong),是(shi)應用最廣泛的(de)(de)光纖(xian)(xian)(xian)。由(you)于(yu),光纖(xian)(xian)(xian)的(de)(de)纖(xian)(xian)(xian)芯很細(約10μm)而且折射率(lv)呈階(jie)躍狀分布,當歸一化頻率(lv)V參數<2.4時(shi),理(li)論(lun)上,只能(neng)形成(cheng)(cheng)單模(mo)(mo)(mo)傳(chuan)(chuan)輸(shu)。另外,SMF沒有(you)多(duo)(duo)模(mo)(mo)(mo)色散(san)(san),不(bu)僅傳(chuan)(chuan)輸(shu)頻帶較(jiao)多(duo)(duo)模(mo)(mo)(mo)光纖(xian)(xian)(xian)更寬(kuan),再加上SMF的(de)(de)材料色散(san)(san)和結(jie)構色散(san)(san)的(de)(de)相加抵消(xiao),其合成(cheng)(cheng)特性恰好(hao)形成(cheng)(cheng)零色散(san)(san)的(de)(de)特性,使傳(chuan)(chuan)輸(shu)頻帶更加拓寬(kuan)。SMF中(zhong)(zhong),因摻雜物不(bu)同與制造方式的(de)(de)差別有(you)許多(duo)(duo)類(lei)型。凹(ao)陷型包層(ceng)(ceng)(ceng)光纖(xian)(xian)(xian)(DePr-essed Clad Fiber),其包層(ceng)(ceng)(ceng)形成(cheng)(cheng)兩重(zhong)結(jie)構,鄰近纖(xian)(xian)(xian)芯的(de)(de)包層(ceng)(ceng)(ceng),較(jiao)外倒包層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)折射率(lv)還(huan)低。
多(duo)模光(guang)(guang)纖將光(guang)(guang)纖按工作波(bo)(bo)(bo)長以(yi)其(qi)傳播可能(neng)的模式(shi)為多(duo)個(ge)模式(shi)的光(guang)(guang)纖稱作多(duo)模光(guang)(guang)纖(MMF:MUlti ModeFiber)。纖芯(xin)直徑(jing)為50μm,由(you)(you)于(yu)(yu)傳輸(shu)模式(shi)可達幾百個(ge),與(yu)SMF相比傳輸(shu)帶寬主要受模式(shi)色散支配(pei)。在(zai)歷史(shi)上曾用(yong)(yong)于(yu)(yu)有線電(dian)視和通信系(xi)統的短距離傳輸(shu)。自(zi)從出(chu)現(xian)SMF光(guang)(guang)纖后,似乎形成(cheng)歷史(shi)產(chan)品。但實際上,由(you)(you)于(yu)(yu)MMF較SMF的芯(xin)徑(jing)大且與(yu)LED等光(guang)(guang)源結合容易,在(zai)眾(zhong)多(duo)LAN中(zhong)(zhong)更有優勢。所以(yi),在(zai)短距離通信領域中(zhong)(zhong)MMF仍在(zai)重(zhong)新受到重(zhong)視。MMF按折(zhe)射(she)率分布進(jin)行(xing)分類時(shi),有:漸(jian)變(GI)型(xing)(xing)和階躍(yue)(SI)型(xing)(xing)兩種。GI型(xing)(xing)的折(zhe)射(she)率以(yi)纖芯(xin)中(zhong)(zhong)心為最高,沿向包層徐(xu)徐(xu)降低。由(you)(you)于(yu)(yu)SI型(xing)(xing)光(guang)(guang)波(bo)(bo)(bo)在(zai)光(guang)(guang)纖中(zhong)(zhong)的反射(she)前進(jin)過程中(zhong)(zhong),產(chan)生各個(ge)光(guang)(guang)路徑(jing)的時(shi)差,致使(shi)射(she)出(chu)光(guang)(guang)波(bo)(bo)(bo)失真,色激較大。其(qi)結果是(shi)傳輸(shu)帶寬變窄(zhai),SI型(xing)(xing)MMF應用(yong)(yong)較少。
單模光纖(xian)(xian)的(de)(de)(de)工作(zuo)波(bo)(bo)長(chang)(chang)(chang)在(zai)(zai)1.3Pm時,模場直徑約(yue)(yue)9Pm,其(qi)傳(chuan)輸(shu)損耗(hao)約(yue)(yue)0.3dB/km。此時,零(ling)色(se)(se)(se)散(san)(san)波(bo)(bo)長(chang)(chang)(chang)恰好在(zai)(zai)1.3pm處。石英光纖(xian)(xian)中,從原(yuan)材料(liao)上看1.55pm段(duan)的(de)(de)(de)傳(chuan)輸(shu)損耗(hao)最小(xiao)(約(yue)(yue)0.2dB/km)。由于已經(jing)實用的(de)(de)(de)摻鉺光纖(xian)(xian)放大器(EDFA)是(shi)(shi)(shi)工作(zuo)在(zai)(zai)1.55pm波(bo)(bo)段(duan)的(de)(de)(de),如(ru)果在(zai)(zai)此波(bo)(bo)段(duan)也(ye)能(neng)實現零(ling)色(se)(se)(se)散(san)(san),就(jiu)更(geng)有利(li)于應用1.55Pm波(bo)(bo)段(duan)的(de)(de)(de)長(chang)(chang)(chang)距離傳(chuan)輸(shu)。于是(shi)(shi)(shi),巧(qiao)妙地利(li)用光纖(xian)(xian)材料(liao)中的(de)(de)(de)石英材料(liao)色(se)(se)(se)散(san)(san)與纖(xian)(xian)芯結(jie)構色(se)(se)(se)散(san)(san)的(de)(de)(de)合成(cheng)抵消特性,就(jiu)可使原(yuan)在(zai)(zai)1.3Pm段(duan)的(de)(de)(de)零(ling)色(se)(se)(se)散(san)(san),移(yi)位(wei)到1.55pm段(duan)也(ye)構成(cheng)零(ling)色(se)(se)(se)散(san)(san)。因(yin)此,被命名為(wei)色(se)(se)(se)散(san)(san)位(wei)移(yi)光纖(xian)(xian)(DSF:DispersionShifted Fiber)。加大結(jie)構色(se)(se)(se)散(san)(san)的(de)(de)(de)方法(fa),主要是(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)纖(xian)(xian)芯的(de)(de)(de)折(zhe)射(she)率分(fen)布性能(neng)進行改善。在(zai)(zai)光通(tong)信(xin)的(de)(de)(de)長(chang)(chang)(chang)距離傳(chuan)輸(shu)中,光纖(xian)(xian)色(se)(se)(se)散(san)(san)為(wei)零(ling)是(shi)(shi)(shi)重要的(de)(de)(de),但不是(shi)(shi)(shi)唯(wei)一(yi)的(de)(de)(de)。其(qi)它性能(neng)還有損耗(hao)小(xiao)、接(jie)續容易(yi)、成(cheng)纜化(hua)或工作(zuo)中的(de)(de)(de)特性變化(hua)小(xiao)(包括彎(wan)曲、拉伸和環境變化(hua)影響)。DSF就(jiu)是(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)設計中,綜合考慮這些因(yin)素(su)。
色散移位光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(DSF)是(shi)將單模(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)設計零色散位于1.55pm波(bo)段(duan)的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)。而色散平(ping)坦(tan)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(DFF:Dispersion Flattened Fiber)卻(que)是(shi)將從(cong)1.3Pm到1.55pm的(de)(de)較(jiao)寬波(bo)段(duan)的(de)(de)色散,都能作(zuo)(zuo)到很(hen)低(di),幾乎達到零色散的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)稱作(zuo)(zuo)DFF。由于DFF要作(zuo)(zuo)到1.3pm~1.55pm范圍的(de)(de)色散都減少。就需要對(dui)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)(de)折射率分布進行復雜的(de)(de)設計。不過這(zhe)種(zhong)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)對(dui)于波(bo)分復用(yong)(yong)(WDM)的(de)(de)線(xian)路卻(que)是(shi)很(hen)適宜的(de)(de)。由于DFF光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)(de)工藝比較(jiao)復雜,費用(yong)(yong)較(jiao)貴。今后隨著產量的(de)(de)增加(jia),價格也會降低(di)。
對于(yu)(yu)采用單(dan)模光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)干(gan)線系統,由于(yu)(yu)多(duo)數是(shi)利用1.3pm波(bo)段(duan)色(se)(se)散(san)為(wei)(wei)零(ling)(ling)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)構成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)。可(ke)(ke)是(shi),損耗最小的(de)(de)(de)(de)(de)1.55pm,由于(yu)(yu)EDFA的(de)(de)(de)(de)(de)實用化,如果能在1.3pm零(ling)(ling)色(se)(se)散(san)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)上也能令1.55pm波(bo)長工作(zuo),將是(shi)非常有益的(de)(de)(de)(de)(de)。因為(wei)(wei),在1.3Pm零(ling)(ling)色(se)(se)散(san)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)中,1.55Pm波(bo)段(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)色(se)(se)散(san)約有16ps/km/nm之多(duo)。如果在此光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)線路(lu)(lu)中,插入一段(duan)與此色(se)(se)散(san)符(fu)號相反的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian),就可(ke)(ke)使整個(ge)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)線路(lu)(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)色(se)(se)散(san)為(wei)(wei)零(ling)(ling)。為(wei)(wei)此目的(de)(de)(de)(de)(de)所用的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)則稱作(zuo)色(se)(se)散(san)補償光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(DCF:DisPersion Compe-nsation Fiber)。DCF與標(biao)準(zhun)的(de)(de)(de)(de)(de)1.3pm零(ling)(ling)色(se)(se)散(san)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)相比,纖(xian)(xian)芯直(zhi)徑更(geng)細,而且折射率差也較大。DCF也是(shi)WDM光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)線路(lu)(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)重要組成(cheng)(cheng)部分。
在光纖(xian)中傳播的光波,因為具(ju)有電磁波的性質,所以(yi),除了基本(ben)的光波單一(yi)模(mo)(mo)式(shi)之(zhi)(zhi)外,實質上(shang)還(huan)存(cun)在著電磁場(TE、TM)分(fen)布(bu)(bu)的兩(liang)(liang)個(ge)正交模(mo)(mo)式(shi)。通常(chang),由(you)于(yu)光纖(xian)截面的結(jie)(jie)構是圓(yuan)對稱(cheng)的,這兩(liang)(liang)個(ge)偏振(zhen)(zhen)模(mo)(mo)式(shi)的傳播常(chang)數相等,兩(liang)(liang)束偏振(zhen)(zhen)光互不干涉,但實際(ji)上(shang),光纖(xian)不是完(wan)全地圓(yuan)對稱(cheng),例如(ru)有著彎(wan)曲(qu)部分(fen),就會出現(xian)兩(liang)(liang)個(ge)偏振(zhen)(zhen)模(mo)(mo)式(shi)之(zhi)(zhi)間的結(jie)(jie)合(he)因素(su),在光軸(zhou)上(shang)呈(cheng)不規(gui)則分(fen)布(bu)(bu)。偏振(zhen)(zhen)光的這種變化造成的色散,稱(cheng)之(zhi)(zhi)偏振(zhen)(zhen)模(mo)(mo)式(shi)色散(PMD)。對于(yu)以(yi)分(fen)配(pei)圖像(xiang)為主的有線(xian)電視,影響尚(shang)不太大,但對于(yu)一(yi)些未來(lai)超寬帶(dai)有特殊要求(qiu)的業務,如(ru):
①相(xiang)干通信中(zhong)采用外差(cha)檢波,要求光波偏(pian)振(zhen)更穩定時;
②光(guang)機器等對輸入輸出特性要求與偏振相關時;
③在(zai)制(zhi)作偏(pian)振(zhen)保持光耦合器(qi)和偏(pian)振(zhen)器(qi)或去(qu)偏(pian)振(zhen)器(qi)等(deng)時;
④制作利用光干涉的光纖敏(min)感器等,
凡要求偏振波保持恒定的(de)情況下,對光(guang)纖經(jing)過改進使偏振狀態不變(bian)的(de)光(guang)纖稱作偏振保持光(guang)纖(PMF:Polarization Maintaining fiber),或稱其為固定偏振光(guang)纖。
雙折(zhe)射光(guang)纖(xian)是指在(zai)(zai)單(dan)模光(guang)纖(xian)中,可以傳輸相互(hu)正交的(de)(de)兩(liang)個固有(you)偏(pian)振模式的(de)(de)光(guang)纖(xian)。折(zhe)射率(lv)(lv)隨(sui)偏(pian)振方(fang)向(xiang)變異(yi)的(de)(de)現象(xiang)稱(cheng)為(wei)雙折(zhe)射。它又稱(cheng)作PANDA光(guang)纖(xian),即偏(pian)振保(bao)持與吸收減少光(guang)纖(xian)(Polarization-maintai-ning AND Absorption-reducing fiber)。它是在(zai)(zai)纖(xian)芯的(de)(de)橫向(xiang)兩(liang)則,設置熱膨(peng)脹系數大、截面是圓形(xing)的(de)(de)玻璃部分。在(zai)(zai)高(gao)溫的(de)(de)光(guang)纖(xian)拉(la)絲過程(cheng)中,這(zhe)些部分收縮(suo),其結果(guo)在(zai)(zai)纖(xian)芯y方(fang)向(xiang)產(chan)生拉(la)伸,同時又在(zai)(zai)x方(fang)向(xiang)呈(cheng)現壓縮(suo)應(ying)力。致使纖(xian)材(cai)出現光(guang)彈性效(xiao)應(ying),使折(zhe)射率(lv)(lv)在(zai)(zai)X方(fang)向(xiang)和(he)y方(fang)向(xiang)出現差異(yi)。依此原(yuan)理達到偏(pian)振保(bao)持恒定的(de)(de)效(xiao)果(guo)。
通信用光(guang)(guang)(guang)纖(xian)通常的(de)(de)(de)(de)工作(zuo)環(huan)(huan)境(jing)(jing)溫(wen)(wen)度(du)可在-40~+60℃之間,設計(ji)時(shi)(shi)(shi)也(ye)(ye)是以(yi)不受大量輻(fu)射(she)(she)(she)線照(zhao)射(she)(she)(she)為(wei)前提的(de)(de)(de)(de)。相比之下(xia)(xia),對于更低溫(wen)(wen)或(huo)(huo)更高溫(wen)(wen)以(yi)及能(neng)在遭(zao)受高壓或(huo)(huo)外力影響、曝曬輻(fu)射(she)(she)(she)線的(de)(de)(de)(de)惡(e)(e)劣環(huan)(huan)境(jing)(jing)下(xia)(xia),也(ye)(ye)能(neng)工作(zuo)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)則稱(cheng)作(zuo)抗惡(e)(e)環(huan)(huan)境(jing)(jing)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(Hard Condition Resistant Fiber)。一(yi)般為(wei)了(le)對光(guang)(guang)(guang)纖(xian)表面(mian)進行機械保(bao)護,多涂(tu)覆一(yi)層塑(su)料(liao)。可是隨(sui)著溫(wen)(wen)度(du)升高,塑(su)料(liao)保(bao)護功(gong)能(neng)有所下(xia)(xia)降,致使(shi)使(shi)用溫(wen)(wen)度(du)也(ye)(ye)有所限制。如果改(gai)用抗熱性(xing)塑(su)料(liao),如聚四(si)氟乙稀(Teflon)等(deng)樹(shu)脂(zhi),即可工作(zuo)在300℃環(huan)(huan)境(jing)(jing)。也(ye)(ye)有在石英玻(bo)(bo)璃(li)(li)表面(mian)涂(tu)覆鎳(Ni)和鋁(lv)(Al)等(deng)金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)。這(zhe)種光(guang)(guang)(guang)纖(xian)則稱(cheng)為(wei)耐熱光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(Heat Resistant Fiber)。另外,當光(guang)(guang)(guang)纖(xian)受到輻(fu)射(she)(she)(she)線的(de)(de)(de)(de)照(zhao)射(she)(she)(she)時(shi)(shi)(shi),光(guang)(guang)(guang)損(sun)(sun)耗(hao)會增加(jia)。這(zhe)是因(yin)為(wei)石英玻(bo)(bo)璃(li)(li)遇到輻(fu)射(she)(she)(she)線照(zhao)射(she)(she)(she)時(shi)(shi)(shi),玻(bo)(bo)璃(li)(li)中(zhong)會出現結構缺陷(也(ye)(ye)稱(cheng)作(zuo)色心:Colour Center),尤在0.4~0.7pm波長時(shi)(shi)(shi)損(sun)(sun)耗(hao)增大。防止辦(ban)法是改(gai)用摻(chan)雜OH或(huo)(huo)F素的(de)(de)(de)(de)石英玻(bo)(bo)璃(li)(li),就能(neng)抑制因(yin)輻(fu)射(she)(she)(she)線造(zao)成的(de)(de)(de)(de)損(sun)(sun)耗(hao)缺陷。這(zhe)種光(guang)(guang)(guang)纖(xian)則稱(cheng)作(zuo)抗輻(fu)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(Radiation Resistant Fiber),多用于核(he)發電(dian)站的(de)(de)(de)(de)監測(ce)用光(guang)(guang)(guang)纖(xian)維鏡等(deng)。
為了保(bao)持(chi)光(guang)纖(xian)的(de)機(ji)械強(qiang)度和損(sun)耗(hao)的(de)長時間穩定,而在玻(bo)璃表(biao)面(mian)涂(tu)裝(zhuang)碳化(hua)硅(gui)(SiC)、碳化(hua)鈦(TiC)、碳(C)等無機(ji)材料,用(yong)來防止(zhi)從外(wai)部來的(de)水和氫的(de)擴散所制造的(de)光(guang)纖(xian)(HCFHermeticallyCoated Fiber)。通用(yong)的(de)是在化(hua)學(xue)氣(qi)相沉積(CVD)法生產過程中(zhong),用(yong)碳層高速堆積來實現充分(fen)密(mi)封效(xiao)應(ying)。這種碳涂(tu)覆光(guang)纖(xian)(CCF)能(neng)有效(xiao)地截斷光(guang)纖(xian)與(yu)外(wai)界(jie)氫分(fen)子的(de)侵(qin)入(ru)。據(ju)報道它在室溫的(de)氫氣(qi)環(huan)境(jing)中(zhong)可(ke)維持(chi)20年不增加損(sun)耗(hao)。當(dang)然,它在防止(zhi)水分(fen)侵(qin)入(ru),延緩機(ji)械強(qiang)度的(de)疲勞(lao)進(jin)程中(zhong),其疲勞(lao)系(xi)數(Fatigue Parameter)可(ke)達200以上。所以,HCF被應(ying)用(yong)于嚴酷環(huan)境(jing)中(zhong)要求可(ke)靠性(xing)高的(de)系(xi)統,例(li)如海(hai)底光(guang)纜就是一例(li)。
在石英光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)表(biao)面涂敷碳(tan)(tan)膜(mo)的(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian),稱之碳(tan)(tan)涂層光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(CCF:Carbon CoatedFiber)。其機(ji)(ji)理是(shi)(shi)利用(yong)碳(tan)(tan)素的(de)致(zhi)密(mi)膜(mo)層,使光(guang)(guang)纖(xian)(xian)表(biao)面與外界隔離,以改善光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)機(ji)(ji)械(xie)疲勞損耗和氫(qing)分子的(de)損耗增加。CCF是(shi)(shi)密(mi)封涂層光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(HCF)的(de)一種。
金(jin)(jin)屬(shu)涂(tu)層光(guang)(guang)纖(Metal Coated Fiber)是在光(guang)(guang)纖的(de)(de)表面涂(tu)布(bu)Ni、Cu、Al等金(jin)(jin)屬(shu)層的(de)(de)光(guang)(guang)纖。也(ye)有再在金(jin)(jin)屬(shu)層外被覆(fu)塑料的(de)(de),目(mu)的(de)(de)在于(yu)(yu)提(ti)高(gao)抗熱(re)性和可供(gong)通(tong)電及(ji)焊(han)接(jie)。它(ta)是抗惡環境性光(guang)(guang)纖之一,也(ye)可作為電子電路的(de)(de)部件用(yong)。早期產(chan)品(pin)是在拉絲(si)過程中,涂(tu)布(bu)熔解的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)作成(cheng)的(de)(de)。由于(yu)(yu)此法(fa)因被玻璃與金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)膨脹系數差異太大,會增(zeng)微小彎曲損耗,實用(yong)化(hua)率(lv)不高(gao)。近期,由于(yu)(yu)在玻璃光(guang)(guang)纖的(de)(de)表面采用(yong)低損耗的(de)(de)非電解鍍膜法(fa)的(de)(de)成(cheng)功,使性能大有改善。
在光(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)纖(xian)(xian)(xian)芯中,摻雜如鉺(Er)、欽(Nd)、鐠(pu)(Pr)等稀(xi)土(tu)族元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)。1985年(nian)英國的(de)(de)(de)索斯安普(pu)頓(dun)(Sourthampton)大(da)(da)學的(de)(de)(de)佩思(Payne)等首先發現(xian)(xian)摻雜稀(xi)土(tu)元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(Rare Earth DoPed Fiber)有激光(guang)振蕩和光(guang)放(fang)(fang)大(da)(da)的(de)(de)(de)現(xian)(xian)象。于(yu)是,從此(ci)揭開了慘餌等光(guang)放(fang)(fang)大(da)(da)的(de)(de)(de)面紗,已經實用的(de)(de)(de)1.55pmEDFA就是利用摻餌的(de)(de)(de)單模光(guang)纖(xian)(xian)(xian),利用1.47pm的(de)(de)(de)激光(guang)進(jin)行激勵,得到1.55pm光(guang)信號放(fang)(fang)大(da)(da)的(de)(de)(de)。另外,摻鐠(pu)的(de)(de)(de)氟化物(wu)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)放(fang)(fang)大(da)(da)器(PDFA)正在開發中。
喇(la)(la)曼(man)效應(ying)(ying)(ying)(ying)是(shi)指往(wang)某(mou)物(wu)質中(zhong)(zhong)射(she)人頻(pin)(pin)率f的(de)(de)(de)(de)單色(se)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)時(shi),在(zai)散(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)中(zhong)(zhong)會(hui)(hui)出現(xian)頻(pin)(pin)率f之外(wai)的(de)(de)(de)(de)f±fR,f±2fR等頻(pin)(pin)率的(de)(de)(de)(de)散(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),對(dui)此現(xian)象稱喇(la)(la)曼(man)效應(ying)(ying)(ying)(ying)。由于(yu)它是(shi)物(wu)質的(de)(de)(de)(de)分子運(yun)(yun)動(dong)與(yu)格子運(yun)(yun)動(dong)之間的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)交換(huan)所(suo)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)。當(dang)物(wu)質吸收能(neng)量(liang)時(shi),光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)數(shu)變(bian)(bian)小(xiao),對(dui)此散(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)稱斯托克(ke)斯(stokes)線。反(fan)之,從物(wu)質得到能(neng)量(liang),而振(zhen)(zhen)動(dong)數(shu)變(bian)(bian)大的(de)(de)(de)(de)散(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),則(ze)稱反(fan)斯托克(ke)斯線。于(yu)是(shi)振(zhen)(zhen)動(dong)數(shu)的(de)(de)(de)(de)偏差FR,反(fan)映了(le)能(neng)級,可(ke)顯示物(wu)質中(zhong)(zhong)固有(you)的(de)(de)(de)(de)數(shu)值。利用這(zhe)種(zhong)非線性(xing)媒(mei)體做成的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian),稱作喇(la)(la)曼(man)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(RF:Raman Fiber)。為了(le)將光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)封閉在(zai)細小(xiao)的(de)(de)(de)(de)纖(xian)芯(xin)中(zhong)(zhong),進行長(chang)距離(li)傳(chuan)播,就會(hui)(hui)出現(xian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)與(yu)物(wu)質的(de)(de)(de)(de)相(xiang)互作用效應(ying)(ying)(ying)(ying),能(neng)使信號波(bo)形(xing)不畸變(bian)(bian),實現(xian)長(chang)距離(li)傳(chuan)輸。當(dang)輸入光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)增強時(shi),就會(hui)(hui)獲得相(xiang)干(gan)的(de)(de)(de)(de)感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)散(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。應(ying)(ying)(ying)(ying)用感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)喇(la)(la)曼(man)散(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)設備有(you)喇(la)(la)曼(man)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器,可(ke)供作分光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)測量(liang)電源(yuan)和光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)色(se)散(san)測試(shi)用電源(yuan)。另外(wai),感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)喇(la)(la)曼(man)散(san)射(she),在(zai)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)(de)長(chang)距離(li)通信中(zhong)(zhong),正在(zai)研(yan)討(tao)作為光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)放(fang)大器的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)用。
標準光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯是設置在(zai)包(bao)(bao)(bao)層中心的(de),纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯與包(bao)(bao)(bao)層的(de)截面形狀(zhuang)為同(tong)心圓型。但因(yin)用(yong)途不同(tong),也有將纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯位(wei)置和纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯形狀(zhuang)、包(bao)(bao)(bao)層形狀(zhuang),作成不同(tong)狀(zhuang)態或將包(bao)(bao)(bao)層穿孔形成異型結構的(de)。相(xiang)對于(yu)標準光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian),稱這(zhe)些(xie)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)叫異型光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)。偏(pian)心光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(Excentric Core Fiber),它(ta)是異型光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)一(yi)種。其纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯設置在(zai)偏(pian)離中心且接近包(bao)(bao)(bao)層外(wai)線的(de)偏(pian)心位(wei)置。由于(yu)纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯靠(kao)近外(wai)表,部分(fen)光(guang)(guang)(guang)場會溢出包(bao)(bao)(bao)層傳(chuan)播(稱此為漸消彼,Evanescent Wave)。利(li)用(yong)這(zhe)一(yi)現象,就可檢測有無附(fu)著物質(zhi)以(yi)及折射率(lv)的(de)變化。偏(pian)心光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(ECF)主要用(yong)作檢測物質(zhi)的(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)敏感器(qi)。與光(guang)(guang)(guang)時域反射計(OTDR)的(de)測試法組合一(yi)起,還可作分(fen)布敏感器(qi)用(yong)。
采用(yong)含有熒(ying)光(guang)(guang)(guang)物質制造(zao)的(de)光(guang)(guang)(guang)纖。它是在(zai)受到(dao)輻射(she)(she)線(xian)(xian)(xian)、紫外(wai)線(xian)(xian)(xian)等光(guang)(guang)(guang)波(bo)照(zhao)射(she)(she)時,產生的(de)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)一部分,可經光(guang)(guang)(guang)纖閉合進行傳(chuan)輸的(de)光(guang)(guang)(guang)纖。發(fa)光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)纖(Luminescent Fiber)可以用(yong)于檢測輻射(she)(she)線(xian)(xian)(xian)和紫外(wai)線(xian)(xian)(xian),以及進行波(bo)長變換,或用(yong)作溫度敏感器(qi)、化學敏感器(qi)。在(zai)輻射(she)(she)線(xian)(xian)(xian)的(de)檢測中(zhong)也稱作閃(shan)光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)纖(Scintillation Fiber)。發(fa)光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)纖從熒(ying)光(guang)(guang)(guang)材料和摻(chan)雜的(de)角度上(shang),正在(zai)開發(fa)著塑(su)料光(guang)(guang)(guang)纖。
通(tong)(tong)常(chang)的(de)(de)光(guang)纖(xian)是由一(yi)(yi)個(ge)(ge)纖(xian)芯(xin)區和圍繞它的(de)(de)包層區構(gou)成(cheng)(cheng)的(de)(de)。但(dan)多芯(xin)光(guang)纖(xian)(Multi Core Fiber)卻是一(yi)(yi)個(ge)(ge)共同的(de)(de)包層區中存(cun)在多個(ge)(ge)纖(xian)芯(xin)的(de)(de)。由于纖(xian)芯(xin)的(de)(de)相互接近(jin)程度,可(ke)有(you)兩(liang)種(zhong)功(gong)能(neng)。其(qi)一(yi)(yi)是纖(xian)芯(xin)間(jian)隔(ge)大,即不(bu)產生光(guang)耦會的(de)(de)結構(gou)。這種(zhong)光(guang)纖(xian),由于能(neng)提(ti)高傳輸線路(lu)的(de)(de)單位面(mian)積的(de)(de)集成(cheng)(cheng)密(mi)度。在光(guang)通(tong)(tong)信中,可(ke)以(yi)作成(cheng)(cheng)具有(you)多個(ge)(ge)纖(xian)芯(xin)的(de)(de)帶狀光(guang)纜(lan),而在非(fei)通(tong)(tong)信領域,作為光(guang)纖(xian)傳像(xiang)束(shu),有(you)將纖(xian)芯(xin)作成(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)千上萬個(ge)(ge)的(de)(de)。其(qi)二(er)是使纖(xian)芯(xin)之間(jian)的(de)(de)距離靠近(jin),能(neng)產生光(guang)波耦合作用。利用此原理正在開發雙纖(xian)芯(xin)的(de)(de)敏感器或光(guang)回(hui)路(lu)器件。
將光(guang)纖作成空心,形成圓筒狀空間,用(yong)于(yu)光(guang)傳輸(shu)的光(guang)纖,稱作空心光(guang)纖(Hollow Fiber)。空心光(guang)纖主要用(yong)于(yu)能量傳送,可供X射線、紫外(wai)線和(he)遠紅外(wai)線光(guang)能傳輸(shu)。
空心光纖結構(gou)有兩種:
一是將玻璃(li)作成圓筒狀(zhuang),其纖芯與(yu)包(bao)層原理(li)與(yu)階躍型相同。利用(yong)光在空(kong)氣(qi)與(yu)玻璃(li)之間的(de)全(quan)反射傳播。由于(yu),光的(de)大部(bu)分可在無損耗的(de)空(kong)氣(qi)中傳播,具有一定距(ju)離的(de)傳播功(gong)能。
二是(shi)使圓(yuan)筒內(nei)面的(de)反射(she)率接(jie)近1,以(yi)減少(shao)反射(she)損(sun)(sun)耗。為了(le)提高反射(she)率,有在簡內(nei)設置電介(jie)質,使工作波(bo)長(chang)段(duan)損(sun)(sun)耗減少(shao)的(de)。例如可(ke)以(yi)作到波(bo)長(chang)10.6pm損(sun)(sun)耗達幾dB/m的(de)。
按材(cai)(cai)質(zhi)分(fen)(fen),有無(wu)機光導(dao)(dao)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)和(he)高分(fen)(fen)子(zi)光導(dao)(dao)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei),在工業上大量應用(yong)的(de)(de)是前者(zhe)。無(wu)機光導(dao)(dao)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)又分(fen)(fen)為(wei)單組(zu)分(fen)(fen)和(he)多組(zu)分(fen)(fen)兩類。單組(zu)分(fen)(fen)即石(shi)(shi)英(ying),主要(yao)原料(liao)(liao)(liao)為(wei)四(si)氯化(hua)硅、三氯氧(yang)磷和(he)三溴(xiu)化(hua)硼等。其純度要(yao)求銅、鐵、鈷(gu)、鎳(nie)、錳、鉻、釩等過渡(du)金屬離子(zi)雜質(zhi)含(han)量低(di)于10ppb。除此之外,OH離子(zi)要(yao)求低(di)于10ppb。石(shi)(shi)英(ying)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)已被廣(guang)泛使用(yong)。多組(zu)分(fen)(fen)的(de)(de)原料(liao)(liao)(liao)較多,主要(yao)有二氧(yang)化(hua)硅、三氧(yang)化(hua)二硼、硝酸(suan)鈉、氧(yang)化(hua)鉈等。這(zhe)種材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)尚未普(pu)及(ji)。高分(fen)(fen)子(zi)光導(dao)(dao)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)是以(yi)透明(ming)聚(ju)(ju)合(he)物制(zhi)(zhi)得(de)的(de)(de)光導(dao)(dao)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei),由(you)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)芯材(cai)(cai)和(he)包皮鞘材(cai)(cai)組(zu)成。芯材(cai)(cai)為(wei)高純度高透光性的(de)(de)聚(ju)(ju)甲基(ji)丙烯酸(suan)甲酯(zhi)或聚(ju)(ju)苯乙烯抽絲制(zhi)(zhi)得(de)的(de)(de)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei),外層(ceng)為(wei)含(han)氟聚(ju)(ju)合(he)物或有機硅聚(ju)(ju)合(he)物等。
高(gao)分子光(guang)(guang)導(dao)(dao)(dao)纖(xian)維(wei)的(de)光(guang)(guang)損耗(hao)(hao)較高(gao),1982年(nian),日本(ben)電信(xin)電報公司(si)利用(yong)(yong)氘化(hua)甲基丙烯酸(suan)甲酯聚合(he)抽(chou)絲作芯(xin)材,光(guang)(guang)損耗(hao)(hao)率降低(di)到20dB/km。但高(gao)分子光(guang)(guang)導(dao)(dao)(dao)纖(xian)維(wei)的(de)特點是能制大(da)尺寸,大(da)數值孔(kong)徑(jing)的(de)光(guang)(guang)導(dao)(dao)(dao)纖(xian)維(wei),光(guang)(guang)源耦(ou)合(he)效率高(gao),撓曲性(xing)好,微彎曲不(bu)影(ying)響導(dao)(dao)(dao)光(guang)(guang)能力,配列(lie)、粘接(jie)容易(yi),便于(yu)使用(yong)(yong),成本(ben)低(di)廉。但光(guang)(guang)損耗(hao)(hao)大(da),只能短距離應用(yong)(yong)。光(guang)(guang)損耗(hao)(hao)在(zai)10~100dB/km的(de)光(guang)(guang)導(dao)(dao)(dao)纖(xian)維(wei),可傳輸幾(ji)百米。
保(bao)(bao)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian):保(bao)(bao)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)傳(chuan)輸(shu)線(xian)(xian)(xian)偏(pian)(pian)振光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),廣泛用(yong)(yong)于航(hang)天、航(hang)空、航(hang)海、工業制(zhi)造(zao)技術及(ji)通(tong)信(xin)等(deng)(deng)國民經濟的(de)各個領域(yu)。在(zai)(zai)以光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)學相(xiang)干(gan)檢測為基(ji)礎的(de)干(gan)涉型光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)傳(chuan)感(gan)器中,使(shi)用(yong)(yong)保(bao)(bao)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)能夠保(bao)(bao)證線(xian)(xian)(xian)偏(pian)(pian)振方(fang)向不變,提高(gao)相(xiang)干(gan)信(xin)躁比,以實(shi)現對物理量的(de)高(gao)精度(du)測量。保(bao)(bao)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)作為一種特(te)種光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian),主要(yao)應(ying)用(yong)(yong)于光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)陀(tuo)螺,光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)水(shui)聽器等(deng)(deng)傳(chuan)感(gan)器和(he)DWDM、EDFA等(deng)(deng)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)通(tong)信(xin)系統。由于光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)陀(tuo)螺及(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)水(shui)聽器等(deng)(deng)可用(yong)(yong)于軍用(yong)(yong)慣(guan)導(dao)和(he)聲(sheng)吶,屬于新(xin)型科技產品,而保(bao)(bao)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)又是其核(he)心部件,因而保(bao)(bao)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)一直被西方(fang)發達國家列入(ru)對我禁運的(de)清單。保(bao)(bao)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)在(zai)(zai)拉制(zhi)過程中,由于光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)內部產生的(de)結構缺陷會造(zao)成(cheng)保(bao)(bao)偏(pian)(pian)性能的(de)下降,即當線(xian)(xian)(xian)偏(pian)(pian)振光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)沿光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)一個特(te)征軸(zhou)傳(chuan)輸(shu)時(shi),部分光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)信(xin)號會耦合(he)進入(ru)另(ling)一個與之(zhi)垂直的(de)特(te)征軸(zhou),最(zui)終造(zao)成(cheng)出射(she)偏(pian)(pian)振光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)信(xin)號偏(pian)(pian)振消光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)比的(de)下降。這種缺陷就(jiu)是影響光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)內的(de)雙折射(she)效(xiao)應(ying)。保(bao)(bao)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)中,雙折射(she)效(xiao)應(ying)越強,波長(chang)越短,保(bao)(bao)持傳(chuan)輸(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)偏(pian)(pian)振態越好(hao)。
保偏光纖的應用及未來發展方向
保偏光(guang)纖(xian)在今后(hou)幾(ji)年(nian)內將有(you)較大的市場需求。隨著世界新技術的飛(fei)速發(fa)展(zhan)和新產品的不斷(duan)開發(fa),保偏光(guang)纖(xian)將沿著以下幾(ji)個(ge)方向(xiang)發(fa)展(zhan):
(1)采(cai)用光(guang)(guang)子(zi)晶(jing)體(ti)光(guang)(guang)纖(xian)新技術制造新型的(de)高性能保偏光(guang)(guang)纖(xian);
(2)開發溫度(du)適應性保偏光(guang)纖,以適應航空航天等(deng)領域環境的(de)要求;
(3)開(kai)發出各種(zhong)摻稀(xi)土保(bao)偏(pian)光(guang)(guang)纖(xian),滿足光(guang)(guang)放大器等器件應用的需求;
(4)開發氟(fu)化物保偏光纖,促(cu)進纖維(wei)光學(xue)干(gan)涉技術在紅外天文學(xue)技術領域的發展;
(5)低(di)衰減保偏光(guang)(guang)纖(xian)(xian):隨著單(dan)模(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)技(ji)術的不(bu)斷完善,損耗、材料(liao)色散和波導色散已經不(bu)再是影響光(guang)(guang)纖(xian)(xian)通信(xin)的主要因素,單(dan)模(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的偏振模(mo)色散(PMD)逐漸(jian)成為限制光(guang)(guang)纖(xian)(xian)通信(xin)質量的最嚴重的瓶頸,在10Gbit/s及以上(shang)的高速光(guang)(guang)纖(xian)(xian)通信(xin)系統中表現尤為突(tu)出。
(6)利用克爾效應和法(fa)拉(la)第旋光(guang)(guang)效應制造偏振(zhen)光(guang)(guang)器件。
另外根據光纖頭不一樣還有:C-Lens.G-Lens.格林(lin)透鏡
4.常用光(guang)纖規格:
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(gong)業,醫療(liao)和低速網絡:100/140μm,200/230μm
塑料:98/1000μm,用于汽車控制
直到1960年,美國(guo)科學(xue)家Maiman發(fa)明了(le)世界上第一(yi)臺激(ji)光(guang)器后(hou),為光(guang)通訊(xun)提供了(le)良好的(de)光(guang)源。隨后(hou)二十多年,人們對光(guang)傳輸介(jie)質進行了(le)攻關,終于制(zhi)成了(le)低損耗光(guang)纖,從而奠定了(le)光(guang)通訊(xun)的(de)基(ji)石(shi)。從此(ci),光(guang)通訊(xun)進入了(le)飛速發(fa)展的(de)階段。
光纖傳(chuan)輸(shu)有許多(duo)突出的優點(dian):
頻(pin)(pin)(pin)帶(dai)(dai)的(de)(de)寬(kuan)(kuan)窄代表傳輸容(rong)量的(de)(de)大小。載(zai)(zai)波(bo)的(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)越高,可以傳輸信(xin)號的(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)帶(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)度(du)就越大。在VHF頻(pin)(pin)(pin)段,載(zai)(zai)波(bo)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)為48.5MHz~300Mhz。帶(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)約(yue)250MHz,只能傳輸27套(tao)電視和幾十套(tao)調(diao)頻(pin)(pin)(pin)廣播。可見光(guang)(guang)的(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)達(da)(da)100000GHz,比VHF頻(pin)(pin)(pin)段高出(chu)一百(bai)(bai)多(duo)萬倍。盡管由于光(guang)(guang)纖對(dui)不(bu)同頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)的(de)(de)光(guang)(guang)有(you)不(bu)同的(de)(de)損耗(hao),使頻(pin)(pin)(pin)帶(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)度(du)受到(dao)影(ying)響,但在最低損耗(hao)區的(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)帶(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)度(du)也(ye)可達(da)(da)30000GHz。單(dan)個光(guang)(guang)源(yuan)的(de)(de)帶(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)只占了其(qi)中很小的(de)(de)一部分(多(duo)模(mo)光(guang)(guang)纖的(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)帶(dai)(dai)約(yue)幾百(bai)(bai)兆赫,好的(de)(de)單(dan)模(mo)光(guang)(guang)纖可達(da)(da)10GHz以上(shang)),采用(yong)(yong)先(xian)進的(de)(de)相(xiang)干光(guang)(guang)通信(xin)可以在30000GHz范圍內安排2000個光(guang)(guang)載(zai)(zai)波(bo),進行波(bo)分復用(yong)(yong),可以容(rong)納上(shang)百(bai)(bai)萬個頻(pin)(pin)(pin)道(dao)。
在同軸電纜組(zu)成(cheng)的(de)系統中,最好的(de)電纜在傳(chuan)輸(shu)800MHz信號(hao)時(shi),每公里(li)(li)的(de)損耗都在40dB以(yi)(yi)上。相(xiang)比之下,光導纖(xian)維的(de)損耗則要(yao)小(xiao)得多(duo),傳(chuan)輸(shu)1.31um的(de)光,每公里(li)(li)損耗在0.35dB以(yi)(yi)下若傳(chuan)輸(shu)1.55um的(de)光,每公里(li)(li)損耗更小(xiao),可達(da)0.2dB以(yi)(yi)下。這就比同軸電纜的(de)功率損耗要(yao)小(xiao)一億倍,使(shi)其能傳(chuan)輸(shu)的(de)距離(li)要(yao)遠得多(duo)。
此外(wai),光纖(xian)傳輸損耗還有(you)兩個特點,
一(yi)是在全部有線電視頻道內具有相(xiang)同的損耗(hao),不需要(yao)像電纜干線那樣(yang)必須引(yin)入(ru)均(jun)衡(heng)器進行均(jun)衡(heng);
二是(shi)其損(sun)耗幾乎(hu)不隨溫(wen)度(du)而(er)(er)變(bian),不用擔心(xin)因環境溫(wen)度(du)變(bian)化而(er)(er)造成干線電平(ping)的波動。
因為光(guang)(guang)纖(xian)(xian)非常細(xi),單模(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)芯線直(zhi)(zhi)徑(jing)一般為4um~10um,外徑(jing)也只(zhi)有125um,加(jia)上(shang)防水層(ceng)、加(jia)強筋、護套等,用(yong)4~48根光(guang)(guang)纖(xian)(xian)組成的光(guang)(guang)纜(lan)(lan)直(zhi)(zhi)徑(jing)還不到13mm,比標(biao)準同軸(zhou)電纜(lan)(lan)的直(zhi)(zhi)徑(jing)47mm要小(xiao)得(de)多(duo),加(jia)上(shang)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)是玻璃(li)纖(xian)(xian)維(wei),比重小(xiao),使(shi)它具有直(zhi)(zhi)徑(jing)小(xiao)、重量輕(qing)的特點,安(an)裝十分方便。
因為(wei)光(guang)纖(xian)的(de)基(ji)本成分是石英(ying),只傳光(guang),不(bu)導電,不(bu)受電磁場(chang)的(de)作用,在(zai)其中傳輸(shu)的(de)光(guang)信號不(bu)受電磁場(chang)的(de)影響,故光(guang)纖(xian)傳輸(shu)對電磁干(gan)擾、工業(ye)干(gan)擾有(you)很強的(de)抵(di)御(yu)能力(li)。也正因為(wei)如此,在(zai)光(guang)纖(xian)中傳輸(shu)的(de)信號不(bu)易(yi)被竊聽,因而(er)利于保密。
因為光纖傳輸一(yi)(yi)般(ban)不需要(yao)(yao)中繼(ji)放大(da),不會因為放大(da)引入新的非線(xian)(xian)性(xing)(xing)失真。只要(yao)(yao)激(ji)光器的線(xian)(xian)性(xing)(xing)好,就可(ke)高保真地傳輸電(dian)視信號。實際測試表(biao)明,好的調(diao)幅光纖系統的載波組合三(san)次差拍比C/CTB在(zai)70dB以上(shang),交調(diao)指(zhi)標(biao)cM也在(zai)60dB以上(shang),遠(yuan)高于一(yi)(yi)般(ban)電(dian)纜(lan)干線(xian)(xian)系統的非線(xian)(xian)性(xing)(xing)失真指(zhi)標(biao)。
我們知(zhi)道(dao),一(yi)(yi)個(ge)(ge)系(xi)統(tong)的(de)可靠性與組(zu)成該系(xi)統(tong)的(de)設(she)(she)備(bei)(bei)數量有關。設(she)(she)備(bei)(bei)越(yue)(yue)多,發生(sheng)故障的(de)機(ji)會越(yue)(yue)大(da)。因為光纖系(xi)統(tong)包含的(de)設(she)(she)備(bei)(bei)數量少(不像(xiang)電(dian)纜系(xi)統(tong)那樣需要幾十個(ge)(ge)放大(da)器),可靠性自然也就高,加上光纖設(she)(she)備(bei)(bei)的(de)壽命都很(hen)長(chang),無故障工(gong)作時間達50萬(wan)~75萬(wan)小時,其中壽命最(zui)短的(de)是(shi)光發射(she)機(ji)中的(de)激光器,最(zui)低壽命也在10萬(wan)小時以上。故一(yi)(yi)個(ge)(ge)設(she)(she)計良好、正確(que)安(an)裝(zhuang)調試的(de)光纖系(xi)統(tong)的(de)工(gong)作性能是(shi)非常可靠的(de)。
有人提出了(le)新摩爾定(ding)(ding)律,也叫(jiao)做(zuo)光(guang)學定(ding)(ding)律(Optical Law)。該定(ding)(ding)律指出,光(guang)纖(xian)傳(chuan)輸信息的(de)(de)帶寬(kuan),每6個月增加1倍,而價格(ge)(ge)降低1倍。光(guang)通信技術(shu)的(de)(de)發(fa)展,為(wei)Internet寬(kuan)帶技術(shu)的(de)(de)發(fa)展奠定(ding)(ding)了(le)非常好(hao)的(de)(de)基礎。這就為(wei)大型有線電視(shi)系統采(cai)用(yong)光(guang)纖(xian)傳(chuan)輸方式掃清了(le)最后一(yi)個障(zhang)礙。由于(yu)制(zhi)作光(guang)纖(xian)的(de)(de)材(cai)料(石英)來源十分豐富,隨著技術(shu)的(de)(de)進步,成(cheng)本還(huan)會進一(yi)步降低;而電纜所需(xu)的(de)(de)銅原料有限,價格(ge)(ge)會越來越高。顯然(ran),今后光(guang)纖(xian)傳(chuan)輸將占(zhan)絕對優勢(shi),成(cheng)為(wei)建立(li)全省、以至全國(guo)有線電視(shi)網(wang)的(de)(de)最主要(yao)傳(chuan)輸手段。
光(guang)(guang)(guang)導纖維是由兩層折(zhe)(zhe)射(she)率不同(tong)的(de)(de)(de)玻(bo)璃組成(cheng)。內層為光(guang)(guang)(guang)內芯,直徑在幾微(wei)米至幾十微(wei)米,外層的(de)(de)(de)直徑0.1~0.2mm。一般內芯玻(bo)璃的(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)率比外層玻(bo)璃大1%。根據光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)和全(quan)反射(she)原理,當(dang)光(guang)(guang)(guang)線射(she)到內芯和外層界面的(de)(de)(de)角度大于產(chan)生全(quan)反射(she)的(de)(de)(de)臨界角時(shi),光(guang)(guang)(guang)線透(tou)不過(guo)界面,全(quan)部(bu)反射(she)。
造(zao)成光纖衰減的主要因素(su)有:本(ben)征,彎曲,擠壓,雜質(zhi),不均勻和對接等。
本征
是光纖的固(gu)有(you)損(sun)耗,包括:瑞利散射,固(gu)有(you)吸收等(deng)。
彎曲
光(guang)纖彎曲時部分(fen)光(guang)纖內的(de)光(guang)會因散(san)射而(er)損失掉,造(zao)成(cheng)的(de)損耗。
擠壓
光纖受到擠壓時(shi)產生微小的彎曲而造(zao)成的損耗(hao)。
雜質
光(guang)纖內雜質吸收和散射在光(guang)纖中傳播的(de)光(guang),造成的(de)損失。
不均勻
光(guang)纖(xian)材(cai)料的折射率不均勻造(zao)成的損(sun)耗。
對接
光纖對接(jie)時產生的損耗,如:不(bu)同軸(zhou)(zhou)(單模(mo)光纖同軸(zhou)(zhou)度要求小于(yu)0.8μm),端(duan)面與軸(zhou)(zhou)心不(bu)垂直,端(duan)面不(bu)平,對接(jie)心徑不(bu)匹配和熔接(jie)質量差等。
人為衰減
在實(shi)際的(de)工作中,有(you)時也有(you)必要進行人為的(de)光(guang)(guang)(guang)纖衰(shuai)減,如用于光(guang)(guang)(guang)通信系統當中的(de)調試光(guang)(guang)(guang)功率性能、調試光(guang)(guang)(guang)纖儀表的(de)定(ding)標校正,光(guang)(guang)(guang)纖信號衰(shuai)減的(de)光(guang)(guang)(guang)纖衰(shuai)減器。
通(tong)信(xin)中所(suo)用(yong)的(de)(de)光(guang)纖一(yi)般是石(shi)(shi)英(ying)光(guang)纖。石(shi)(shi)英(ying)的(de)(de)化學(xue)名(ming)稱(cheng)叫二氧(yang)化硅(SiO2),它和我(wo)們日常用(yong)來建房(fang)子(zi)所(suo)用(yong)的(de)(de)砂子(zi)的(de)(de)主(zhu)要成分(fen)是相同的(de)(de)。但是普通(tong)的(de)(de)石(shi)(shi)英(ying)材料制成的(de)(de)光(guang)纖是不(bu)能用(yong)于通(tong)信(xin)的(de)(de)。通(tong)信(xin)光(guang)纖必須由純度極高的(de)(de)材料組成;不(bu)過,在主(zhu)體材料里(li)摻入微(wei)量的(de)(de)摻雜(za)劑,可以使纖芯和包層的(de)(de)折射率(lv)略有(you)不(bu)同,這是有(you)利(li)于通(tong)信(xin)的(de)(de)。
制(zhi)造(zao)光(guang)纖(xian)的方(fang)(fang)法很多,主(zhu)要(yao)有:管內CVD(化學汽(qi)相(xiang)沉積(ji))法,棒內CVD法,PCVD(等離子體(ti)化學汽(qi)相(xiang)沉積(ji))法和VAD(軸向(xiang)汽(qi)相(xiang)沉積(ji))法。但不論用哪一種方(fang)(fang)法,都(dou)要(yao)先在(zai)高溫下(xia)做成(cheng)(cheng)預制(zhi)棒,然后(hou)在(zai)高溫爐中加溫軟化,拉成(cheng)(cheng)長絲(si),再(zai)進行涂(tu)覆、套塑(su),成(cheng)(cheng)為光(guang)纖(xian)芯(xin)線(xian)。光(guang)纖(xian)的制(zhi)造(zao)要(yao)求每道工序都(dou)要(yao)相(xiang)稱精密,由計算(suan)機控制(zhi)。在(zai)制(zhi)造(zao)光(guang)纖(xian)的過程(cheng)中,要(yao)注重:
①光纖原材料(liao)的純度必須很高。
②必須防止雜質污(wu)染,以(yi)及氣泡混入光纖(xian)。
③要(yao)準確控制折射率的(de)分布;
④正確控制光纖的(de)結構尺寸;
⑤盡量減小(xiao)光纖(xian)(xian)表面的傷痕損害,提(ti)高(gao)光纖(xian)(xian)機械強度。
管棒法
將內芯玻(bo)璃(li)棒插(cha)入外層玻(bo)璃(li)管中(盡(jin)量緊(jin)密),熔融(rong)拉(la)絲;
雙坩堝法
在兩個同心鉑坩堝(guo)內,將內芯和(he)外層玻璃料分別(bie)放入內、外坩堝(guo)中;
分子填充法
將微孔石英玻璃棒浸入高(gao)折射(she)率的(de)添加劑溶液(ye)中,得所(suo)需折射(she)率分(fen)布(bu)的(de)斷面結構,再進(jin)行(xing)拉絲操作,它的(de)工藝比較復(fu)雜。在(zai)光(guang)(guang)導纖維通信中還可用(yong)內外氣相沉積法等,以保證能制造出光(guang)(guang)損耗率低的(de)光(guang)(guang)導纖維。
太空融拉法
將光纖(xian)的(de)拉絲裝置放到(dao)太空的(de)微重力環境下去拉制,可以獲得(de)地(di)球上(shang)無法得(de)到(dao)的(de)超(chao)長的(de)高(gao)質量(liang)導光纖(xian)維。
在實(shi)際(ji)應用中,光(guang)纖與光(guang)纖的連接(jie),一(yi)般采(cai)用熱熔接(jie)和冷接(jie)兩種方(fang)法來進行施工(gong)。
熱熔接法
使(shi)用光(guang)(guang)纖熔(rong)接(jie)機的(de)(de)高壓電弧將兩根光(guang)(guang)纖熔(rong)化(hua)后連接(jie)起(qi)來,這種方法早期一般用于長距離通訊(xun)施工(gong),不(bu)過隨著(zhu)國(guo)(guo)民對網(wang)速需求的(de)(de)提高和光(guang)(guang)纖入戶的(de)(de)興起(qi),熱熔(rong)接(jie)法也用于短(duan)距離光(guang)(guang)纖鋪設施工(gong)(如小(xiao)區(qu)寬帶網(wang)和光(guang)(guang)纖入戶等),已成(cheng)為國(guo)(guo)際(ji)上(shang)主流的(de)(de)光(guang)(guang)纖施工(gong)方法。
冷接法
冷(leng)接(jie)(jie)法(fa)(fa)是(shi)相對于熱熔接(jie)(jie)法(fa)(fa)而(er)(er)言的,指不需(xu)要高壓電弧放電來(lai)融化(hua)光(guang)纖,而(er)(er)使用光(guang)纖冷(leng)接(jie)(jie)子來(lai)將光(guang)纖連接(jie)(jie)起(qi)來(lai)或將光(guang)纖接(jie)(jie)入到(dao)光(guang)通(tong)訊設備中。
根據不同(tong)光纖(xian)的分(fen)類標準的分(fen)類方法,同(tong)一根光纖(xian)將會有不同(tong)的名稱。
按(an)光纖的材料分類
按(an)照光(guang)(guang)(guang)纖(xian)的材(cai)料,可以(yi)將光(guang)(guang)(guang)纖(xian)的種(zhong)類分為石英(ying)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)和全(quan)塑(su)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)。
石英光(guang)纖一般(ban)是指由摻(chan)雜石英芯和摻(chan)雜石英包層(ceng)組成的光(guang)纖。這種(zhong)光(guang)纖有(you)很(hen)低的損耗和中(zhong)等程度的色散。通信(xin)用光(guang)纖絕大(da)多數是石英光(guang)纖。
全塑(su)光纖是(shi)一(yi)種通信用(yong)新型(xing)光纖,尚在研制、試用(yong)階段。全塑(su)光纖具有損耗大(da)、纖芯粗(cu)(直(zhi)徑100~600μm)、數值孔徑(NA)大(da)(一(yi)般為0.3~0.5,可與光斑較大(da)的光源(yuan)耦合(he)使(shi)用(yong))及制造成本較低等特點。目全塑(su)光纖適合(he)于較短長度(du)的應用(yong),如室(shi)內計算機聯網(wang)和船舶(bo)內的通信等。
按光纖剖面(mian)折射(she)率(lv)分布(bu)分類
按照光(guang)纖(xian)剖面折射率(lv)分布的不同,可以將光(guang)纖(xian)的種類分為階躍型光(guang)纖(xian)和(he)漸變型光(guang)纖(xian)。
按傳輸模式分類
按(an)照光(guang)纖(xian)傳(chuan)輸的模式(shi)數量,可以將(jiang)光(guang)纖(xian)的種類分為多模光(guang)纖(xian)和單模光(guang)纖(xian)。
單(dan)(dan)模(mo)(mo)(mo)光(guang)纖是只能傳輸(shu)一種(zhong)模(mo)(mo)(mo)式的光(guang)纖。單(dan)(dan)模(mo)(mo)(mo)光(guang)纖只能傳輸(shu)基(ji)模(mo)(mo)(mo)(最低(di)階模(mo)(mo)(mo)),不(bu)存在模(mo)(mo)(mo)間時(shi)延差(cha),具有比(bi)(bi)多模(mo)(mo)(mo)光(guang)纖大得多的帶寬,這對(dui)于高碼速(su)傳輸(shu)是非常重要的。單(dan)(dan)模(mo)(mo)(mo)光(guang)纖的模(mo)(mo)(mo)場(chang)直(zhi)徑(jing)僅(jin)幾(ji)微米(μm),其(qi)帶寬一般比(bi)(bi)漸變(bian)型多模(mo)(mo)(mo)光(guang)纖的帶寬高一兩(liang)個數量級(ji)。因此(ci),它適(shi)用(yong)于大容量、長(chang)距(ju)離通(tong)信(xin)。
按照國際標準規定分類(lei)(按照ITU-T建議分類(lei))
為了(le)使光(guang)纖(xian)(xian)具有統一的(de)(de)國際標準,國際電(dian)信聯(lian)盟(meng)(ITU-T)制定了(le)統一的(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)標準(G標準)。按照(zhao)ITU-T關于(yu)光(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)建議,可以(yi)將光(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)種類分為:
G.651 光纖(50/125μm多模漸變型折射率(lv)光纖)
G.652 光(guang)纖(非(fei)色散(san)位移光(guang)纖)
G.653 光纖(色散位移(yi)光纖DSF)
G.654 光纖(截止波長位移(yi)光纖)
G.655 光纖(非(fei)零色散位(wei)移(yi)光纖)。
為(wei)了適應新技術(shu)的發展需(xu)要(yao),G.652類(lei)(lei)光(guang)(guang)纖已(yi)進一(yi)步分為(wei)了G.652A、G.652B、G.652C三個(ge)子(zi)類(lei)(lei),G.655類(lei)(lei)光(guang)(guang)纖也進一(yi)步分為(wei)了G.655A、G.655B 兩個(ge)子(zi)類(lei)(lei)。
按照IEC 標準(zhun)(zhun)分類,IEC標準(zhun)(zhun)將光(guang)纖的(de)種類分為(wei)
A 類多模光纖:
A1a 多(duo)模(mo)光纖(xian)(50/125μm型多(duo)模(mo)光纖(xian))
A1b 多模(mo)光(guang)纖(xian)(62.5/125μm型(xing)多模(mo)光(guang)纖(xian))
A1d 多模光纖(100/140μm型多模光纖)
B 類單模光纖:
B1.1 對應于G652光纖(xian),增(zeng)加了B1.3光纖(xian)以(yi)對應于G652C光纖(xian)
B1.2 對應于G654光(guang)纖
B2 光纖對應于G.653光纖
B4 光纖(xian)對應于(yu)G.655光纖(xian)
高分子光(guang)導(dao)纖維開發(fa)之初,僅用(yong)(yong)于(yu)汽車照明燈的(de)控制和裝(zhuang)飾(shi)。主要用(yong)(yong)于(yu)醫學、裝(zhuang)飾(shi)、汽車、船舶等方面(mian),以(yi)顯(xian)示元件為主。在(zai)通信和圖(tu)像傳輸方面(mian),高分子光(guang)導(dao)纖維的(de)應用(yong)(yong)日益增多,工(gong)業上用(yong)(yong)于(yu)光(guang)導(dao)向器、顯(xian)示盤、標識、開關類照明調節(jie)、光(guang)學傳感器等。
光(guang)導纖(xian)維(wei)可以用在通信技術里。1979年(nian)(nian)9月,一條3.3公里的120路(lu)光(guang)纜通信系統在北(bei)京建成(cheng),幾年(nian)(nian)后上海、天津(jin)、武(wu)漢等(deng)地也相繼鋪設了(le)光(guang)纜線(xian)路(lu),利用光(guang)導纖(xian)維(wei)進行通信。
多模光(guang)導纖維做成的光(guang)纜可用(yong)于通信(xin)(xin),它(ta)的傳(chuan)導性(xing)能良好,傳(chuan)輸信(xin)(xin)息(xi)容(rong)量大,一條通路(lu)可同(tong)時(shi)(shi)容(rong)納數十人通話。可以同(tong)時(shi)(shi)傳(chuan)送數十套電視節目,供自由選看。
利(li)用光(guang)(guang)導纖(xian)維進行的通(tong)信叫光(guang)(guang)纖(xian)通(tong)信。一(yi)對金(jin)屬電(dian)話線至多只能同(tong)時傳送一(yi)千多路電(dian)話,而根據理論計(ji)算(suan),一(yi)對細(xi)如蛛絲的光(guang)(guang)導纖(xian)維可(ke)以(yi)同(tong)時通(tong)一(yi)百億路電(dian)話!鋪設1000公里的同(tong)軸電(dian)纜大約需要500噸(dun)銅(tong),改用光(guang)(guang)纖(xian)通(tong)信只需幾公斤(jin)石英就可(ke)以(yi)了(le)。沙石中就含(han)有(you)石英,幾乎是取(qu)之不盡的。
光(guang)導纖維(wei)內窺鏡可導入心(xin)臟和(he)腦(nao)室,測量心(xin)臟中的血壓、血液中氧的飽和(he)度、體溫等(deng)。用光(guang)導纖維(wei)連接(jie)的激光(guang)手術(shu)刀已在臨床應用,并可用作光(guang)敏法治癌(ai)。
另外(wai),利用光(guang)(guang)(guang)導(dao)纖(xian)(xian)維(wei)制成的(de)內窺鏡(jing),可以(yi)(yi)幫助(zhu)醫生檢查胃(wei)(wei)、食道、十(shi)二指(zhi)腸等的(de)疾病(bing)。光(guang)(guang)(guang)導(dao)纖(xian)(xian)維(wei)胃(wei)(wei)鏡(jing)是由上千根玻(bo)璃纖(xian)(xian)維(wei)組成的(de)軟(ruan)管(guan),它有輸送光(guang)(guang)(guang)線、傳導(dao)圖像的(de)本(ben)領,又有柔軟(ruan)、靈活(huo),可以(yi)(yi)任意(yi)彎曲等優點,可以(yi)(yi)通過食道插(cha)入胃(wei)(wei)里。光(guang)(guang)(guang)導(dao)纖(xian)(xian)維(wei)把胃(wei)(wei)里的(de)圖像傳出(chu)來,醫生就可以(yi)(yi)窺見胃(wei)(wei)里的(de)情形,然后根據情況進(jin)行(xing)診斷和治療。
光(guang)(guang)導纖維可以把陽光(guang)(guang)送(song)到各(ge)個角落,還可以進(jin)行機(ji)(ji)(ji)械加工。計算機(ji)(ji)(ji)、機(ji)(ji)(ji)器(qi)人、汽車配電(dian)盤等(deng)也已(yi)成功地用(yong)(yong)光(guang)(guang)導纖維傳輸光(guang)(guang)源或圖像。如與敏感(gan)元件組合或利用(yong)(yong)本(ben)身的特(te)性,則可以做成各(ge)種傳感(gan)器(qi),測量(liang)壓力、流量(liang)、溫度(du)、位(wei)移、光(guang)(guang)澤和(he)顏色(se)等(deng)。在能量(liang)傳輸和(he)信(xin)息(xi)傳輸方面也獲得廣泛(fan)的應用(yong)(yong)。
由于光纖的(de)良好的(de)物(wu)理特性(xing),光纖照明(ming)(ming)和LED照明(ming)(ming)已越來越成為藝術裝修美化的(de)用(yong)途。
應用如下:
門頭店名(標設)和LOGO采用(yong)粗光纖制作光暈照(zhao)明。
門頭的局(ju)部輪廓采用Φ18(Φ14)的側光纖進(jin)行(xing)照明。
場所外立面局部采用(yong)光纖三維鏡。
采用藝(yi)術分布的光纖(xian)(xian)點陣,配置光纖(xian)(xian)照明YY-S150光纖(xian)(xian)掃描機(ji)。
在(zai)草坪上布(bu)置光纖(xian)地燈。
光纖瀑(pu)布、光纖立體球等藝(yi)術造型(xing)。
同時也用在裝飾顯示(shi)、廣告顯示(shi)。
光纖也可(ke)以(yi)用作各(ge)種視覺藝術(shu)的展示等,光纖的特性得(de)到充(chong)分的應(ying)用,如(ru)圖所(suo)示:
光纖(xian)(xian)成為裝飾(shi)品(pin):利用(yong)光纖(xian)(xian)發光的(de)特性(xing),可以做成各種色彩的(de)熒光光纖(xian)(xian)、滿天(tian)星光纖(xian)(xian)花瓶(ping)、做禮品(pin)晚會用(yong),還是室內裝飾(shi)都很(hen)漂亮:如下圖:
過(guo)去,石油工業只(zhi)能利(li)用(yong)現有的(de)技術(shu)開采(cai)油氣儲量(liang),常常無法(fa)滿足(zu)快速投資回收和最大化油氣采(cai)收率(lv)的(de)需(xu)求(qiu),并導致原(yuan)油采(cai)收率(lv)平均只(zhi)有35%左右。井下系統供應商預測,通過(guo)利(li)用(yong)智能井技術(shu)可以使原(yuan)油采(cai)收率(lv)提高到50%~60%。
在(zai)開發井中傳(chuan)感器之前(qian),收(shou)集井下信息(xi)的唯(wei)一方(fang)法是(shi)測(ce)(ce)井。測(ce)(ce)井方(fang)法雖(sui)然(ran)能提(ti)供(gong)有價值的數(shu)據,但作(zuo)業成本(ben)高,并(bing)有可(ke)能對井產生(sheng)損害。因(yin)此,需要更好的井下技(ji)術提(ti)高無干擾流動監測(ce)(ce)和控制。
可以共同(tong)提高(gao)采收(shou)率(lv)的技術有:
·電子井下傳感器,提供定點溫度和壓力監測;
·流(liu)量(liang)和含水量(liang)傳感(gan)器(qi);
·井下(xia)電-液(ye)壓操控流動控制系(xi)統;
·基于(yu)實(shi)時油藏動態數(shu)據(ju);
·優化油藏模擬;
·高溫光(guang)纖井下傳感器;
·電子與光纖井口濕式連接系統。
過去幾年,傳(chuan)感(gan)器(qi)技術愈來(lai)愈多地從其它(ta)行(xing)業轉向(xiang)海上和井(jing)下,特別(bie)是光(guang)纖(xian)(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)技術,光(guang)纖(xian)(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)極大(da)地提高了高溫系統(tong)的(de)(de)可靠(kao)性。近期,大(da)型井(jing)下設(she)備供(gong)應商經常與光(guang)纖(xian)(xian)探(tan)測(ce)技術專業公司合作(zuo)或收購這(zhe)(zhe)類公司,充分(fen)證(zheng)實了這(zhe)(zhe)項技術的(de)(de)潛力(li)。
光(guang)纖傳感器系(xi)列(lie)包括3項被證實的核心技術(shu)和(he)1項待開發的技術(shu):
·分(fen)(fen)布式(shi)溫度探測(DTS)。該項技術憑借(jie)一(yi)定長(chang)(chang)度的光纖(xian)監測不同(tong)位(wei)(wei)置上溫度的變化。其(qi)溫度分(fen)(fen)辨率為0.1oC,位(wei)(wei)置分(fen)(fen)辨率為1m(光纖(xian)長(chang)(chang)度大于10000m)。
·光纖(xian)還(huan)可以作為直接讀值的機(ji)械點(dian)源傳(chuan)(chuan)感器(qi)。最簡單的形(xing)式,可能只是一個空(kong)腔(qiang),隨外部壓力改變長度(du),入射(she)到空(kong)腔(qiang)的光信(xin)號強度(du)隨空(kong)腔(qiang)長度(du)而下降。光纖(xian)傳(chuan)(chuan)送(song)設備允(yun)許(xu)在一根光纖(xian)上組合多(duo)個傳(chuan)(chuan)感器(qi),測量(liang)不同(tong)物理(li)變量(liang)。
·化(hua)學(xue)探測。專(zhuan)業(ye)光纖的(de)(de)開發與工業(ye)應用正在增(zeng)長,它們對化(hua)學(xue)物(wu)質的(de)(de)存在和豐度比(bi)較敏感。這種技術還不(bu)太先進,但(dan)很有(you)發展潛力。
光纖(xian)收發器是一(yi)種將短距離的(de)(de)雙絞線(xian)電信(xin)號和長距離的(de)(de)光信(xin)號進(jin)行互換(huan)的(de)(de)以(yi)太(tai)網(wang)傳輸(shu)媒(mei)體轉換(huan)單元(yuan),在很多地方也被(bei)稱之(zhi)為光電轉換(huan)器。產品一(yi)般應(ying)用(yong)(yong)在以(yi)太(tai)網(wang)電纜無法(fa)覆蓋、必(bi)須使用(yong)(yong)光纖(xian)來(lai)延(yan)長傳輸(shu)距離的(de)(de)實際(ji)網(wang)絡環境中,且通常(chang)定位于寬帶(dai)城域網(wang)的(de)(de)接入層(ceng)應(ying)用(yong)(yong);同時在幫助把光纖(xian)最(zui)后(hou)一(yi)公里線(xian)路連接到城域網(wang)和更外層(ceng)的(de)(de)網(wang)絡上(shang)也發揮(hui)了巨大的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)。
企業在進行信息(xi)化(hua)基(ji)礎建設(she)(she)時,通常更多地關(guan)注路由器、交(jiao)換(huan)機(ji)乃至(zhi)網(wang)(wang)(wang)卡等用于節點數(shu)據(ju)交(jiao)換(huan)的(de)網(wang)(wang)(wang)絡設(she)(she)備,卻往往忽(hu)略介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)轉換(huan)這種非網(wang)(wang)(wang)絡核(he)心必(bi)(bi)不可(ke)少的(de)設(she)(she)備。特別(bie)是在一(yi)些要求信息(xi)化(hua)程度高、數(shu)據(ju)流量較大(da)的(de)政(zheng)府(fu)機(ji)構和(he)企業,網(wang)(wang)(wang)絡建設(she)(she)時需要直(zhi)接上連到以光纖為傳輸介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)的(de)骨干網(wang)(wang)(wang),而(er)企業內部(bu)局域網(wang)(wang)(wang)的(de)傳輸介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)一(yi)般為銅線,確(que)保數(shu)據(ju)包在不同網(wang)(wang)(wang)絡間(jian)順暢傳輸的(de)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)轉換(huan)設(she)(she)備成(cheng)為必(bi)(bi)需品。
國外和國內生產(chan)光纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)(qi)的廠商很多,產(chan)品線(xian)也(ye)極為豐富。為了保證與其他廠家的網(wang)卡、中繼器(qi)(qi)、集線(xian)器(qi)(qi)和交(jiao)換機等網(wang)絡(luo)設備的完全兼容,光纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)(qi)產(chan)品必須嚴(yan)格符(fu)合10Base-T、100Base-TX、100Base-FX、IEEE802.3和IEEE802.3u等以太(tai)網(wang)標準,除(chu)此之外,在(zai)EMC防電磁輻(fu)射(she)方面(mian)應符(fu)合FCC Part15。時下由于(yu)國內各(ge)大運營商正在(zai)大力建(jian)(jian)設小區網(wang)、校(xiao)園網(wang)和企業網(wang),因此光纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)(qi)產(chan)品的用量(liang)也(ye)在(zai)不(bu)斷提高,以更好地滿足接入網(wang)的建(jian)(jian)設需要(yao)。
隨著光纖(xian)收發器產品的多樣化發展,其分(fen)類方法(fa)也各異,但各種(zhong)分(fen)類方法(fa)之間又有著一定(ding)的關聯。
單模光纖收(shou)發器:傳(chuan)輸(shu)距離20公里(li)至(zhi)120公里(li)
多模(mo)光纖收發器(qi):傳輸距(ju)離2公(gong)里(li)到5公(gong)里(li)
按光(guang)(guang)纖(xian)(xian)來(lai)分(fen),可(ke)以分(fen)為多(duo)模(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)和(he)單(dan)模(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)。由于使用的(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)不同(tong)(tong),收(shou)(shou)發(fa)器(qi)所能傳輸的(de)距(ju)(ju)離也(ye)不一(yi)樣,多(duo)模(mo)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)一(yi)般的(de)傳輸距(ju)(ju)離在2公(gong)里到(dao)5公(gong)里之間,而單(dan)模(mo)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)覆蓋的(de)范(fan)圍可(ke)以從20公(gong)里至120公(gong)里。需(xu)要指出的(de)是因傳輸距(ju)(ju)離的(de)不同(tong)(tong),光(guang)(guang)纖(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)本身的(de)發(fa)射功率、接(jie)收(shou)(shou)靈(ling)敏度(du)和(he)使用波長也(ye)會不一(yi)樣。
如5公(gong)里(li)光纖收發(fa)器(qi)的(de)(de)發(fa)射(she)(she)功(gong)率一般在(zai)-20~-14db之(zhi)間,接收靈(ling)敏度為(wei)-30db,使用(yong)1310nm的(de)(de)波(bo)長;而120公(gong)里(li)光纖收發(fa)器(qi)的(de)(de)發(fa)射(she)(she)功(gong)率多(duo)在(zai)-5~0dB之(zhi)間,接收靈(ling)敏度為(wei)-38dB,使用(yong)1550nm的(de)(de)波(bo)長。
按所(suo)需光纖分類(lei):
單纖(xian)光纖(xian)收發器(qi):接收發送的數據在一根光纖(xian)上(shang)傳(chuan)輸(shu)
雙纖(xian)光纖(xian)收發(fa)器:接收發(fa)送的數據(ju)在(zai)一對光纖(xian)上傳輸
顧名思義(yi),單(dan)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)設備可(ke)以節(jie)省一(yi)半的(de)(de)(de)(de)光纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian),即在(zai)(zai)一(yi)根(gen)光纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)上實現數(shu)據的(de)(de)(de)(de)接收(shou)(shou)和發(fa)送,在(zai)(zai)光纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)資源緊張的(de)(de)(de)(de)地(di)方十分適用(yong)(yong)(yong)。這類(lei)產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)采用(yong)(yong)(yong)了波(bo)分復(fu)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)技術(shu),使(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)波(bo)長(chang)多為(wei)1310nm和1550nm。但(dan)由于單(dan)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)沒有統(tong)一(yi)國(guo)際標(biao)準,因此不同廠商產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)在(zai)(zai)互(hu)聯互(hu)通時可(ke)能(neng)會(hui)存(cun)在(zai)(zai)不兼容的(de)(de)(de)(de)情(qing)況。另(ling)外由于使(shi)用(yong)(yong)(yong)了波(bo)分復(fu)用(yong)(yong)(yong),單(dan)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)普遍存(cun)在(zai)(zai)信號衰(shuai)耗(hao)大的(de)(de)(de)(de)特點。市面(mian)上的(de)(de)(de)(de)光纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)多為(wei)雙(shuang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin),此類(lei)產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)較為(wei)成熟和穩定,但(dan)需(xu)要更(geng)多的(de)(de)(de)(de)光纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)。
按工作層(ceng)次/速率分(fen)類
100M以太網光(guang)纖(xian)收(shou)發器(qi):工作在物理層(ceng)
10/100M以太(tai)網光纖收發器:工作在數(shu)據(ju)鏈路層
按(an)(an)工(gong)作(zuo)層(ceng)次/速(su)率來分(fen),可(ke)以分(fen)為單10M、100M的(de)(de)(de)光纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)、10/100M自適(shi)應的(de)(de)(de)光纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)和(he)1000M光纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)。其中單10M和(he)100M的(de)(de)(de)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)產品工(gong)作(zuo)在(zai)物(wu)理層(ceng),在(zai)這一(yi)層(ceng)工(gong)作(zuo)的(de)(de)(de)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)產品是按(an)(an)位來轉(zhuan)發(fa)(fa)(fa)數據。該(gai)轉(zhuan)發(fa)(fa)(fa)方(fang)(fang)式(shi)具(ju)有(you)轉(zhuan)發(fa)(fa)(fa)速(su)度快、通透率高、時(shi)延低(di)等方(fang)(fang)面(mian)的(de)(de)(de)優勢,適(shi)合應用于速(su)率固定的(de)(de)(de)鏈(lian)路上(shang),同時(shi)由于此類(lei)設備在(zai)正(zheng)常通信前沒有(you)一(yi)個自協商的(de)(de)(de)過(guo)程,因此在(zai)兼容性和(he)穩定性方(fang)(fang)面(mian)做得更好。
而10/100M光(guang)(guang)纖收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器是工作在(zai)(zai)數(shu)據鏈路(lu)層,在(zai)(zai)這一層光(guang)(guang)纖收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器使(shi)用存(cun)儲轉(zhuan)發(fa)(fa)(fa)的(de)機(ji)制,這樣轉(zhuan)發(fa)(fa)(fa)機(ji)制對接收(shou)(shou)到的(de)每(mei)一個數(shu)據包(bao)都(dou)要(yao)讀(du)取它的(de)源(yuan)MAC地(di)(di)址、目的(de)MAC地(di)(di)址和(he)數(shu)據凈荷(he),并(bing)在(zai)(zai)完(wan)成CRC循(xun)環冗余校驗以(yi)(yi)后才將該數(shu)據包(bao)轉(zhuan)發(fa)(fa)(fa)出去。存(cun)儲轉(zhuan)發(fa)(fa)(fa)的(de)好(hao)處一來可(ke)(ke)以(yi)(yi)防(fang)止一些(xie)錯誤的(de)幀在(zai)(zai)網(wang)(wang)絡(luo)中傳(chuan)播,占(zhan)用寶(bao)貴(gui)的(de)網(wang)(wang)絡(luo)資源(yuan),同時還可(ke)(ke)以(yi)(yi)很好(hao)地(di)(di)防(fang)止由于網(wang)(wang)絡(luo)擁塞造成的(de)數(shu)據包(bao)丟失,當數(shu)據鏈路(lu)飽和(he)時存(cun)儲轉(zhuan)發(fa)(fa)(fa)可(ke)(ke)以(yi)(yi)將無法(fa)轉(zhuan)發(fa)(fa)(fa)的(de)數(shu)據先(xian)放在(zai)(zai)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器的(de)緩(huan)存(cun)中,等待(dai)網(wang)(wang)絡(luo)空閑時再進行(xing)轉(zhuan)發(fa)(fa)(fa)。這樣既減少(shao)了數(shu)據沖(chong)突的(de)可(ke)(ke)能又保證了數(shu)據傳(chuan)輸的(de)可(ke)(ke)靠(kao)性,因此(ci)10/100M的(de)光(guang)(guang)纖收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器適合于工作在(zai)(zai)速率不固定的(de)鏈路(lu)上。
按結構分類
桌面式(shi)(獨(du)立式(shi))光纖收發器:獨(du)立式(shi)用戶端設備
機架(jia)式(模塊化)光纖收(shou)發器:安裝于(yu)十六槽(cao)機箱,采用集(ji)中(zhong)供電方式
按結構來分(fen),可以分(fen)為桌面式(獨(du)立式)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)收(shou)發器(qi)(qi)和(he)機(ji)架式光(guang)(guang)(guang)纖(xian)收(shou)發器(qi)(qi)。桌面式光(guang)(guang)(guang)纖(xian)收(shou)發器(qi)(qi)適合于(yu)單個用(yong)(yong)戶(hu)使(shi)用(yong)(yong),如滿足樓道中單臺交(jiao)換機(ji)的(de)(de)(de)上聯。機(ji)架式(模塊化)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)收(shou)發器(qi)(qi)適用(yong)(yong)于(yu)多用(yong)(yong)戶(hu)的(de)(de)(de)匯聚(ju),如小(xiao)區(qu)的(de)(de)(de)中心(xin)機(ji)房必(bi)須(xu)滿足小(xiao)區(qu)內(nei)所(suo)有交(jiao)換機(ji)的(de)(de)(de)上聯,使(shi)用(yong)(yong)機(ji)架便于(yu)實現對(dui)所(suo)有模塊型光(guang)(guang)(guang)纖(xian)收(shou)發器(qi)(qi)的(de)(de)(de)統一管理和(he)統一供電,國(guo)內(nei)的(de)(de)(de)機(ji)架多為16槽(cao)產品,即一個機(ji)架中最多可加插(cha)16個模塊式光(guang)(guang)(guang)纖(xian)收(shou)發器(qi)(qi)。
按管理類型分類
非(fei)網管型(xing)收(shou)發器:即插即用,通(tong)過硬件(jian)撥碼開關設置電口工作模式
網(wang)管型收發器:支持電信級(ji)網(wang)絡管理
按網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)來(lai)分(fen),可(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)以分(fen)為網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)型(xing)光(guang)纖收(shou)(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)和非網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)型(xing)光(guang)纖收(shou)(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)。隨著網(wang)(wang)(wang)(wang)絡(luo)(luo)向(xiang)著可(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)運(yun)(yun)營可(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)管(guan)(guan)(guan)理的(de)(de)方向(xiang)發(fa)(fa)(fa)展,大多(duo)數運(yun)(yun)營商都希望自(zi)己(ji)網(wang)(wang)(wang)(wang)絡(luo)(luo)中的(de)(de)所有(you)設備(bei)均能做(zuo)到可(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)遠程(cheng)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)程(cheng)度,光(guang)纖收(shou)(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)產品(pin)與交(jiao)(jiao)換(huan)機、路(lu)由器(qi)一樣也逐步向(xiang)這個(ge)方向(xiang)發(fa)(fa)(fa)展。對于可(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)光(guang)纖收(shou)(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)還可(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)以細分(fen)為局端可(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)和用戶端可(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)。局端可(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)光(guang)纖收(shou)(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)主要(yao)是機架式產品(pin),多(duo)采用主從(cong)式的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)理結構,即一個(ge)主網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)模(mo)塊(kuai)可(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)串聯(lian)N個(ge)從(cong)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)模(mo)塊(kuai),每個(ge)從(cong)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)模(mo)塊(kuai)定期輪詢它(ta)所在子(zi)架上(shang)(shang)所有(you)光(guang)纖收(shou)(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)的(de)(de)狀(zhuang)態(tai)信息(xi),向(xiang)主網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)模(mo)塊(kuai)提交(jiao)(jiao)。主網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)模(mo)塊(kuai)一方面(mian)需要(yao)輪詢自(zi)己(ji)機架上(shang)(shang)的(de)(de)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)信息(xi),另一方面(mian)還需收(shou)(shou)(shou)(shou)集(ji)所有(you)從(cong)子(zi)架上(shang)(shang)的(de)(de)信息(xi),然后(hou)匯(hui)總并提交(jiao)(jiao)給網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)服務器(qi)。如(ru)武(wu)漢烽火(huo)網(wang)(wang)(wang)(wang)絡(luo)(luo)所提供的(de)(de)OL200系(xi)列網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)型(xing)光(guang)纖收(shou)(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)產品(pin)支持1(主)9(從(cong))的(de)(de)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)結構,一次性(xing)最多(duo)可(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)管(guan)(guan)(guan)理150個(ge)光(guang)纖收(shou)(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)。
按電源分類
內(nei)(nei)置電(dian)(dian)源:內(nei)(nei)置開關電(dian)(dian)源為電(dian)(dian)信級電(dian)(dian)源
外置電源:外置變壓器電源多使用在民(min)用設(she)備上(shang)
按(an)電源(yuan)(yuan)來分,可以(yi)分為內(nei)置電源(yuan)(yuan)和外(wai)置電源(yuan)(yuan)兩(liang)種。其中內(nei)置開關電源(yuan)(yuan)為電信級電源(yuan)(yuan),而外(wai)置變壓(ya)器電源(yuan)(yuan)多使用在民用設(she)備上。前者(zhe)的(de)優勢(shi)在于能支(zhi)持超寬的(de)電源(yuan)(yuan)電壓(ya),更好地實現穩壓(ya)、濾波和設(she)備電源(yuan)(yuan)保護,減少機械式接觸造(zao)成的(de)外(wai)置故障點;后者(zhe)的(de)優勢(shi)在于設(she)備體積小巧和價格便宜。
按工作方式分類
全(quan)雙(shuang)(shuang)(shuang)工(gong)方(fang)式(shi)(full duplex)是指當數據(ju)的(de)發(fa)送(song)和(he)接收(shou)(shou)分流,分別由(you)兩(liang)根不同(tong)(tong)的(de)傳輸(shu)線(xian)傳送(song)時,通信雙(shuang)(shuang)(shuang)方(fang)都(dou)(dou)能(neng)在(zai)同(tong)(tong)一時刻進(jin)(jin)行(xing)發(fa)送(song)和(he)接收(shou)(shou)操(cao)作,這樣的(de)傳送(song)方(fang)式(shi)就是全(quan)雙(shuang)(shuang)(shuang)工(gong)制,如圖(tu)1所示。在(zai)全(quan)雙(shuang)(shuang)(shuang)工(gong)方(fang)式(shi)下(xia),通信系統的(de)每一端都(dou)(dou)設置了發(fa)送(song)器和(he)接收(shou)(shou)器,因此,能(neng)控制數據(ju)同(tong)(tong)時在(zai)兩(liang)個方(fang)向上傳送(song)。全(quan)雙(shuang)(shuang)(shuang)工(gong)方(fang)式(shi)無(wu)需(xu)進(jin)(jin)行(xing)方(fang)向的(de)切換,因此,沒(mei)有切換操(cao)作所產生(sheng)的(de)時間(jian)延遲。
半(ban)雙(shuang)式方(fang)(fang)(fang)式(half duplex)是指使用(yong)(yong)同一(yi)根傳(chuan)輸線既作接收(shou)又(you)作發(fa)送(song),雖然數據可以在兩個(ge)方(fang)(fang)(fang)向上傳(chuan)送(song),但通信(xin)(xin)雙(shuang)方(fang)(fang)(fang)不能同時收(shou)發(fa)數據,這樣的(de)(de)傳(chuan)送(song)方(fang)(fang)(fang)式就是半(ban)雙(shuang)工(gong)制。采用(yong)(yong)半(ban)雙(shuang)工(gong)方(fang)(fang)(fang)式時,通信(xin)(xin)系統每(mei)一(yi)端(duan)的(de)(de)發(fa)送(song)器(qi)和(he)接收(shou)器(qi),通過(guo)收(shou)/發(fa)開關轉(zhuan)接到通信(xin)(xin)線上,進行(xing)方(fang)(fang)(fang)向的(de)(de)切換,因此,會(hui)(hui)產生時間延遲(chi)。市面上有些晶片,只能使用(yong)(yong)全雙(shuang)工(gong)環境,無法支(zhi)持半(ban)雙(shuang)工(gong),若接至(zhi)其(qi)他(ta)品牌的(de)(de)交換機(N-Way Switch)或集線器(qi)(HUB),其(qi)又(you)使用(yong)(yong)半(ban)雙(shuang)工(gong)模式,則一(yi)定(ding)會(hui)(hui)造(zao)成嚴重的(de)(de)沖撞及(ji)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為多模,并且可能標有mm
9/125(g652)為單模(mo),并(bing)且可能標有sm
光纖磨制端頭
在(zai)放大鏡下(xia)可辨別,多模呈(cheng)同心圓
單模中間有一黑點
熔接機熔接時(shi)從屏上(shang)可辨別
多模纖中間沒(mei)白條
單模中間有(you)一白(bai)條
同時,熔接(jie)機對多(duo)模光(guang)纜不做熔接(jie)損耗計算。再(zai),單模與多(duo)模光(guang)纖(xian)熔接(jie)機不能熔接(jie)。
單模收發器可以用(yong)于多(duo)模光纜鏈路,但注意跳線要(yao)用(yong)多(duo)模的(de)。
依據信號(hao)在光(guang)纖中傳(chuan)輸(shu)的模(mo)式(shi),主要分兩(liang)大類:單(dan)模(mo)和多(duo)模(mo)。模(mo)式(shi)通常是(shi)指光(guang)信號(hao)在光(guang)纖內(nei)的傳(chuan)輸(shu)路徑(jing)(jing),單(dan)模(mo)的傳(chuan)輸(shu)路徑(jing)(jing)就是(shi)中心軸(zhou)線(xian)(xian);將光(guang)纖沿中軸(zhou)線(xian)(xian)切出一個刨(bao)(bao)面,光(guang)信號(hao)在刨(bao)(bao)面上利用(yong)全反射進行傳(chuan)輸(shu)。光(guang)纖可以(yi)擁有這種(zhong)刨(bao)(bao)面無限(xian)多(duo)個,所(suo)以(yi)光(guang)信號(hao)的傳(chuan)輸(shu)路徑(jing)(jing)就會有無限(xian)多(duo)條(tiao),即有無限(xian)多(duo)種(zhong)模(mo)式(shi),如此傳(chuan)輸(shu)的光(guang)纖就被稱作多(duo)模(mo)光(guang)纖。
單模(mo)(mo)的(de)(de)纖(xian)芯尺(chi)寸一(yi)般(ban)是(shi)8~10um,在(zai)單模(mo)(mo)中(zhong)信(xin)號沿直線進行傳(chuan)(chuan)播(bo),也就是(shi)一(yi)種(zhong)模(mo)(mo)式。多模(mo)(mo)的(de)(de)纖(xian)芯比較大,50um或是(shi)62.5um,可以同(tong)時進行多種(zhong)模(mo)(mo)式的(de)(de)傳(chuan)(chuan)輸(shu)。
單(dan)模(mo)(mo)的(de)傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)(shu)帶寬高(gao),傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)(shu)距離(li)(li)遠(yuan),主要用(yong)于中長距離(li)(li)的(de)信號(hao)傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)(shu)系統(tong),如光(guang)纖(xian)(xian)到(dao)戶、地(di)鐵和道路等長距離(li)(li)網絡(luo)(luo)。但是,因為單(dan)模(mo)(mo)的(de)纖(xian)(xian)芯比較小,與發射機連接時需要精確對(dui)(dui)接,從而耦合到(dao)較高(gao)的(de)光(guang)源(yuan)。這使得單(dan)模(mo)(mo)光(guang)纖(xian)(xian)網絡(luo)(luo)系統(tong)的(de)其(qi)他配件價格升高(gao),單(dan)模(mo)(mo)光(guang)發射機的(de)價格比多模(mo)(mo)的(de)就貴不(bu)少(shao)。使用(yong)單(dan)模(mo)(mo)連接器進行端接時,要注意(yi)精確對(dui)(dui)接,不(bu)然會產生(sheng)數(shu)值(zhi)較高(gao)的(de)插(cha)入損耗,降低光(guang)纖(xian)(xian)傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)(shu)性(xing)能。
而多模(mo)能主(zhu)要(yao)用于滿足短(duan)距離網絡的(de)傳(chuan)輸。事實上(shang),多模(mo)光纖能夠(gou)支持萬兆以太網550米(mi)(mi)內的(de)垂直(zhi)子(zi)系統(tong)布線(xian)和(he)短(duan)距離建筑群子(zi)系統(tong)布線(xian),以及40G/100G網絡150米(mi)(mi)內的(de)數據中心布線(xian)。并且(qie),多模(mo)光纖系統(tong)的(de)光電(dian)轉換(huan)元件比單模(mo)更便宜,現(xian)場安裝和(he)端接也更簡單。
光(guang)纖作為寬帶接入(ru)一(yi)種主流的(de)方(fang)式,有(you)著通信容量大、中繼(ji)距離長、保密性能好、適(shi)應能力強、體積小(xiao)重量輕(qing)、原材料來(lai)源廣(guang)價格(ge)低廉等的(de)優點,未來(lai)在(zai)寬帶互聯網接入(ru)的(de)應用可預(yu)料會非常廣(guang)泛(fan)。
根據(ju)市場(chang)研究與預測公司(si)IDC預計2012年中國(guo)光(guang)纖(xian)接(jie)(jie)入用(yong)戶(hu)(hu)數(shu)將(jiang)超(chao)過2660萬(wan)戶(hu)(hu),未來5年保持(chi)56.4%的年復(fu)合增長率,而且中國(guo)已(yi)成為全球最大的光(guang)網絡設備市場(chang)之一。截至2011年底(di),中國(guo)光(guang)纖(xian)接(jie)(jie)入端口數(shu)已(yi)超(chao)過1億(yi)個,同比(bi)增長超(chao)過100%;中國(guo)光(guang)纖(xian)接(jie)(jie)入用(yong)戶(hu)(hu)數(shu)已(yi)達1556萬(wan)戶(hu)(hu),同比(bi)增長超(chao)過370%。比(bi)起中國(guo)1.58億(yi)的寬(kuan)帶用(yong)戶(hu)(hu)數(shu),光(guang)纖(xian)接(jie)(jie)入用(yong)戶(hu)(hu)數(shu)還將(jiang)會有非常廣闊的上(shang)升空間(jian)。根據(ju)我國(guo)光(guang)纖(xian)寬(kuan)帶發展計劃(hua),到(dao)(dao)2015年全國(guo)互聯網出口帶寬(kuan)達到(dao)(dao)5T,城市家(jia)(jia)庭(ting)帶寬(kuan)接(jie)(jie)入能力(li)(li)基(ji)本(ben)達到(dao)(dao)20M以(yi)上(shang),農村(cun)家(jia)(jia)庭(ting)帶寬(kuan)能力(li)(li)基(ji)本(ben)達到(dao)(dao)4M以(yi)上(shang);家(jia)(jia)庭(ting)光(guang)纖(xian)接(jie)(jie)入覆蓋(gai)超(chao)過500萬(wan)戶(hu)(hu);無(wu)線局(ju)域網的公共運營熱點規模將(jiang)超(chao)過15萬(wan)個;屆時將(jiang)實現(xian)(xian)全市公益性機構光(guang)纖(xian)到(dao)(dao)達率100%,實現(xian)(xian)全部科(ke)技園(yuan)區(qu)、工業園(yuan)區(qu)、商(shang)務(wu)樓(lou)宇、賓(bin)館酒店等商(shang)務(wu)類場(chang)所的光(guang)纖(xian)到(dao)(dao)樓(lou)、到(dao)(dao)辦公室。
這些數據都(dou)表明,中國的寬(kuan)(kuan)帶市(shi)場蘊(yun)藏著巨(ju)大的潛力(li),必(bi)將是(shi)未來(lai)寬(kuan)(kuan)帶運營商對抗的主(zhu)戰場之一。而光(guang)纖寬(kuan)(kuan)帶的普及也是(shi)大勢所(suo)趨。所(suo)以未來(lai)寬(kuan)(kuan)帶市(shi)場的斗(dou)爭(zheng)很大程度上(shang)是(shi)光(guang)纖寬(kuan)(kuan)帶的斗(dou)爭(zheng)。
中(zhong)國(guo)(guo)電信集(ji)團副總工(gong)程師靳東濱表示,中(zhong)國(guo)(guo)電信光纖(xian)(xian)寬帶(dai)用戶數量三年(nian)后將超過(guo)1億(yi),達(da)到世界領先水平。中(zhong)國(guo)(guo)聯通也明確了2012年(nian)新增光纖(xian)(xian)到戶家庭1000萬。中(zhong)國(guo)(guo)移動在2010年(nian)在三大(da)運(yun)營商(shang)(shang)光纖(xian)(xian)光纜(lan)招標量達(da)40%~50%。可以看出(chu)各大(da)運(yun)營商(shang)(shang)對(dui)于光纖(xian)(xian)寬帶(dai)這項前(qian)景(jing)看好的業務(wu)都給予了很大(da)的重視。
光纖之父——高錕
高錕從理論上分析證明了用光纖作為傳輸媒體以(yi)實現光通(tong)信(xin)的可能性,并預言了制造通(tong)信(xin)用的超低耗光纖的可能性。被譽(yu)為“光纖之父”。