微細的(de)光(guang)(guang)纖(xian)封裝在塑料護套中,使(shi)得它能(neng)夠彎曲而不(bu)至(zhi)于斷裂。通常,光(guang)(guang)纖(xian)的(de)一端的(de)發射裝置使(shi)用(yong)發光(guang)(guang)二極管(light emitting diode,LED)或一束(shu)激光(guang)(guang)將光(guang)(guang)脈沖(chong)傳送至(zhi)光(guang)(guang)纖(xian),光(guang)(guang)纖(xian)的(de)另一端的(de)接收裝置使(shi)用(yong)光(guang)(guang)敏(min)元件檢測(ce)脈沖(chong)。
在日常生活中,由于光在光導纖維的(de)(de)傳(chuan)導損耗比電在電線傳(chuan)導的(de)(de)損耗低(di)得多,光纖被用作(zuo)長距離的(de)(de)信(xin)息傳(chuan)遞。
通常光(guang)(guang)纖(xian)(xian)與光(guang)(guang)纜兩個名詞會被混淆。多數光(guang)(guang)纖(xian)(xian)在(zai)使用前必須由(you)幾(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)保(bao)護結(jie)構包覆,包覆后的(de)纜線(xian)即被稱為光(guang)(guang)纜。光(guang)(guang)纖(xian)(xian)外層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)保(bao)護層(ceng)(ceng)(ceng)和絕緣層(ceng)(ceng)(ceng)可防止周圍環境(jing)對光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)傷害,如(ru)水、火、電擊等。
光(guang)纜分為:纜皮、芳綸(lun)絲(si)、緩沖層(ceng)和(he)光(guang)纖(xian)。光(guang)纖(xian)和(he)同軸(zhou)電(dian)纜相似(si),只是沒有(you)網(wang)狀屏蔽層(ceng)。中心是光(guang)傳(chuan)播的(de)玻璃芯。核為50μm,包層(ceng)為125μm,50/125μm是多(duo)模光(guang)纖(xian)的(de)一個重要的(de)特(te)征。
其(qi)中(zhong)金磚(zhuan)國(guo)家(jia)光(guang)纜(lan)計劃是(shi)直(zhi)接連通5個(ge)金磚(zhuan)國(guo)家(jia)的海(hai)底(di)光(guang)纜(lan)項目(mu),將(jiang)于2014年初開(kai)工,2015年中(zhong)啟用(yong)。該項目(mu)總長3.4萬(wan)千米,其(qi)中(zhong)直(zhi)接連通5個(ge)金磚(zhuan)國(guo)家(jia)的海(hai)底(di)光(guang)纜(lan)長約2.4萬(wan)千米。
2013年,全(quan)球100G光(guang)纖的(de)(de)收入(ru)預(yu)計將(jiang)首次超(chao)過10億美(mei)元(yuan)。該公司(si)分析了(le)2013年一季度全(quan)球光(guang)網絡市(shi)場(chang)的(de)(de)財務結果,發現了(le)一些(xie)趨(qu)勢,包括一個令人失望的(de)(de)趨(qu)勢,即市(shi)場(chang)的(de)(de)總(zong)體增長(chang)仍然是(shi)困難的(de)(de),只有日本的(de)(de)富士公司(si)利潤逐年增長(chang)。
雖(sui)然光纖市場在第一季(ji)度出現衰退的(de)情況并不少見,但這(zhe)(zhe)次下降令人擔憂是因為這(zhe)(zhe)已經(jing)是連續(xu)第五個季(ji)度市場有所下降,并且季(ji)度收入達到(dao)六年來的(de)最低值。
100G光(guang)纖的情況較為樂觀,不管環比、同(tong)比都表現出強勁增長(chang)。2013年一季度(du),100G光(guang)纖的出貨量(liang)(liang)較2012年四(si)季度(du)增長(chang)了(le)41%,收(shou)入(ru)較2012年四(si)季度(du)增長(chang)了(le)24%。以此計算,年收(shou)入(ru)有望首次超過10億(yi)美元(yuan)。2013年一季度(du),有20家供應商(shang)出售100G光(guang)纖,將有更多的廠商(shang)加入(ru)市場(chang)競(jing)爭。供應商(shang)持謹(jin)慎樂觀的態度(du),短期(qi)訂單(dan)量(liang)(liang)看漲(zhang),長(chang)期(qi)訂單(dan)量(liang)(liang)并不樂觀。
1870年的(de)(de)一天,英國物理學(xue)家丁(ding)達爾到(dao)皇(huang)家學(xue)會的(de)(de)演(yan)講廳講光(guang)的(de)(de)全反射(she)原理,他做了(le)(le)一個(ge)簡單(dan)的(de)(de)實驗(yan):在(zai)裝滿水(shui)的(de)(de)木桶上(shang)鉆個(ge)孔(kong),然(ran)后用燈(deng)從桶上(shang)邊(bian)把水(shui)照亮。結(jie)果使觀眾們(men)(men)大吃一驚。人(ren)們(men)(men)看(kan)到(dao),放(fang)光(guang)的(de)(de)水(shui)從水(shui)桶的(de)(de)小孔(kong)里流了(le)(le)出來,水(shui)流彎曲(qu),光(guang)線也跟(gen)著彎曲(qu),光(guang)居然(ran)被彎彎曲(qu)曲(qu)的(de)(de)水(shui)俘(fu)獲了(le)(le)。
人們(men)曾經(jing)發(fa)(fa)現(xian),光(guang)(guang)能沿(yan)著從酒桶中噴出的(de)(de)(de)細酒流傳輸;人們(men)還(huan)發(fa)(fa)現(xian),光(guang)(guang)能順著彎(wan)曲的(de)(de)(de)玻璃棒(bang)前進。這(zhe)是(shi)為什么呢(ni)?難道光(guang)(guang)線不再直進了(le)嗎?這(zhe)些(xie)現(xian)象引起了(le)丁達(da)爾的(de)(de)(de)注意,經(jing)過他的(de)(de)(de)研究,發(fa)(fa)現(xian)這(zhe)是(shi)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)全反射(she)(she)的(de)(de)(de)作用,由于水(shui)等介質密度(du)比周圍的(de)(de)(de)物質(如空(kong)氣)大(da),即光(guang)(guang)從水(shui)中射(she)(she)向空(kong)氣,當入射(she)(she)角大(da)于某一角度(du)時,折射(she)(she)光(guang)(guang)線消失,全部(bu)光(guang)(guang)線都(dou)反射(she)(she)回水(shui)中。表面上看(kan),光(guang)(guang)好像(xiang)在水(shui)流中彎(wan)曲前進。
后(hou)來(lai)人們造出一種(zhong)透明度(du)(du)很(hen)高、粗細(xi)像蜘(zhi)蛛絲一樣(yang)的(de)玻(bo)璃(li)絲──玻(bo)璃(li)纖(xian)(xian)維(wei),當光線以合適(shi)的(de)角(jiao)度(du)(du)射(she)入(ru)玻(bo)璃(li)纖(xian)(xian)維(wei)時,光就沿著(zhu)彎彎曲(qu)曲(qu)的(de)玻(bo)璃(li)纖(xian)(xian)維(wei)前進。由于(yu)這種(zhong)纖(xian)(xian)維(wei)能夠(gou)用來(lai)傳輸(shu)光線,所以稱(cheng)它為光導(dao)纖(xian)(xian)維(wei)。
1880 AlexandraGrahamBell發(fa)明光束通(tong)話傳輸
1960 電(dian)射及光纖之發明
1960 玻璃纖維(wei)的傳(chuan)輸損耗大于1000dB/km,其他材料(liao)包括光圈波(bo)(bo)導、氣體透鏡波(bo)(bo)導、空心金(jin)屬波(bo)(bo)導管等
1966 七月,英籍(ji)、華裔學者高錕博(bo)士(K.C.Kao)在PIEE雜志上發表論文《光頻(pin)率的(de)介質纖(xian)維表面波導》,從理論上分(fen)析證明了用(yong)光纖(xian)作為傳輸媒體以實現(xian)光通信的(de)可(ke)能性(xing),并預(yu)言了制(zhi)造通信用(yong)的(de)超低(di)耗(hao)光纖(xian)的(de)可(ke)能性(xing)
1970美國康寧公司三(san)名科研(yan)人(ren)員馬瑞爾、卡(ka)普隆、凱克用改(gai)進型化學相沉積法(MCVD法)成功研(yan)制成傳(chuan)輸損耗只有20dB/km的低損耗石英(ying)光纖。
1970 美國貝爾實驗室研制出世界上第一(yi)只在室溫下連(lian)續波工作的砷(shen)化鎵鋁半導體激(ji)光器
1972 傳輸損耗降低至4dB/km
1974 美國貝爾研(yan)究所(suo)發(fa)明了低(di)損(sun)耗(hao)光(guang)纖制作法――CVD法(化學(xue)氣相(xiang)沉(chen)積法),使(shi)光(guang)纖傳輸損(sun)耗(hao)降低(di)到(dao)1.1dB/km。
1976 美國在(zai)亞特蘭大(da)的(de)貝爾實驗室地下(xia)管道(dao)開(kai)通了(le)世界(jie)上第(di)一條(tiao)光(guang)纖(xian)通信系統的(de)試驗線路。采用一條(tiao)擁有144個光(guang)纖(xian)的(de)光(guang)纜以44.736Mbps的(de)速率(lv)傳輸信號,中繼距離(li)為(wei)10km。采用的(de)是多模光(guang)纖(xian),光(guang)源用的(de)是發光(guang)管LED,波(bo)長是0.85微米(mi)的(de)紅外光(guang)。
1976 傳輸(shu)損耗降低至0.5dB/km
1977 貝爾研究(jiu)所和日本(ben)電報電話公司幾乎(hu)同(tong)時研制成(cheng)功壽命(ming)達100萬小時(實用中10年左右)的半導體激光器(qi)
1977 世(shi)界上第一條(tiao)光纖(xian)通信系統(tong)在美國(guo)芝加哥市投入商用,速率為(wei)45Mb/s
1977 首次(ci)實際安裝(zhuang)電話光(guang)纖(xian)網路
1978 FORT在法(fa)國首次安裝其生產(chan)之光纖(xian)電
1979趙梓(zi)森拉制(zhi)出我國自主研發的第一根(gen)實用(yong)光纖,被譽為“中國光纖之父”
1979 傳輸損耗(hao)降低至(zhi)0.2dB/km
1980 多模光(guang)纖通信(xin)系統商(shang)用(yong)化(140Mb/s),并著手單模光(guang)纖通信(xin)系統的(de)現場(chang)試驗工作
1990 單模光纖通信系統(tong)進入商用化階段(565Mb/s),并(bing)著手進行(xing)零色散移位光纖和(he)波分復用及(ji)相干通信的(de)現場試(shi)驗,而(er)且陸(lu)續制定數字(zi)同步(bu)體系(SDH)的(de)技(ji)術標準(zhun)
1990 傳(chuan)輸損耗降(jiang)低至0.14dB/km,已經接(jie)近(jin)石英光纖的(de)理論衰耗極(ji)限值0.1dB/km
1990 區域網絡及(ji)其他短距離傳輸應用之光(guang)纖
1992貝爾(er)實驗室與日(ri)本合作伙伴成(cheng)功地試驗了可以無錯誤(wu)傳輸9000公里(li)的(de)光放大(da)器,其最初速(su)率(lv)為5Gbps,隨后增加到10Gbps
1993 SDH產品開始商用化(622Mb/s 以下(xia))
1995 2.5Gb/s 的SDH產品進入商用化階段
1996 10Gb/s 的(de)SDH產品進入商用化階段
1997 采用波(bo)分(fen)復用技術(WDM)的(de)20Gb/s 和40Gb/s 的(de)SDH產品(pin)試驗取得重大突破
2000 到(dao)屋邊(bian)光纖(xian)=>到(dao)桌邊(bian)光纖(xian)
2005 3.2Tbps超大容量的光纖通信系(xi)統(tong)在上海至杭州開通
2005 FTTH(Fiber To The Home)光纖直接到家庭
光及其特性:
1.光是一(yi)種電磁波
可(ke)見光(guang)部分(fen)波長范圍是(shi):390~760nm(納米)。大(da)于760nm部分(fen)是(shi)紅外光(guang),小(xiao)于390nm部分(fen)是(shi)紫外光(guang)。光(guang)纖(xian)中(zhong)應(ying)用的是(shi):850nm,1310nm,1550nm三種。
2.光的(de)折射,反射和全(quan)反射。
因光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)在(zai)不(bu)同(tong)(tong)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)中的(de)(de)傳播速度是不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de),所以(yi)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)從一(yi)種(zhong)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)射(she)(she)(she)向(xiang)另一(yi)種(zhong)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)時(shi),在(zai)兩種(zhong)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)的(de)(de)交界面處會產生折射(she)(she)(she)和反射(she)(she)(she)。而(er)且(qie),折射(she)(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)角(jiao)(jiao)度會隨(sui)入(ru)(ru)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)角(jiao)(jiao)度變化而(er)變化。當(dang)入(ru)(ru)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)角(jiao)(jiao)度達到或超過某一(yi)角(jiao)(jiao)度時(shi),折射(she)(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)會消失,入(ru)(ru)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)全部被反射(she)(she)(she)回來(lai),這就(jiu)是光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)全反射(she)(she)(she)。不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)對相(xiang)同(tong)(tong)波長(chang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)折射(she)(she)(she)角(jiao)(jiao)度是不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(即不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)有不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)折射(she)(she)(she)率),相(xiang)同(tong)(tong)的(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)對不(bu)同(tong)(tong)波長(chang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)折射(she)(she)(she)角(jiao)(jiao)度也是不(bu)同(tong)(tong)。光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖通訊就(jiu)是基于以(yi)上原理而(er)形成的(de)(de)。
1.光(guang)(guang)纖裸纖一般(ban)分為三層(ceng):中心高折射(she)(she)率(lv)玻(bo)璃(li)芯(xin)(xin)(芯(xin)(xin)徑一般(ban)為50或62.5μm),中間(jian)為低折射(she)(she)率(lv)硅玻(bo)璃(li)包(bao)(bao)層(ceng)(直徑一般(ban)為125μm),最外是加強(qiang)用的(de)樹脂涂(tu)層(ceng)。光(guang)(guang)線在纖芯(xin)(xin)傳送,當(dang)光(guang)(guang)纖射(she)(she)到纖芯(xin)(xin)和外層(ceng)界(jie)面的(de)角度大于產生全反射(she)(she)的(de)臨界(jie)角時,光(guang)(guang)線透不過界(jie)面,會全部反射(she)(she)回來,繼續在纖芯(xin)(xin)內向前傳送,而包(bao)(bao)層(ceng)主(zhu)要起(qi)到保護的(de)作用。
2.數值孔徑:
入(ru)射到光(guang)(guang)纖(xian)端(duan)面的(de)(de)(de)光(guang)(guang)并不(bu)能全部被(bei)光(guang)(guang)纖(xian)所傳輸,只是(shi)在某個角度(du)范圍內(nei)的(de)(de)(de)入(ru)射光(guang)(guang)才可(ke)以(yi)。這個角度(du)就(jiu)稱為光(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)數值孔徑(jing)(jing)。光(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)數值孔徑(jing)(jing)大些(xie)對于光(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)對接是(shi)有利的(de)(de)(de)。不(bu)同(tong)廠家生產的(de)(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)數值孔徑(jing)(jing)不(bu)同(tong)(AT&T CORNING)。
3.光纖的(de)種類:
光纖的(de)(de)種類很多,根據用(yong)途不同,所(suo)需要的(de)(de)功能和性能也有所(suo)差異(yi)。但對(dui)于有線電視和通信用(yong)的(de)(de)光纖,其設計和制造(zao)的(de)(de)原則基本相同,諸如:
①損耗小;
②有(you)一定帶寬且色(se)散小;
③接線容易;
④易于成統;
⑤可靠性高;
⑥制造比較簡單;
⑦價(jia)廉等。光(guang)纖的分(fen)類主要是(shi)從工作波長(chang)、折射率分(fen)布、傳(chuan)輸(shu)模式、原材料和制(zhi)造方法上作一歸納的,茲將各種分(fen)類舉例如(ru)下。
(1)工(gong)作波長:紫外光纖(xian)、可觀光纖(xian)、近紅(hong)外光纖(xian)、紅(hong)外光纖(xian)(0.85μm、1.3μm、1.55μm)。
(2)折射率分布:階(jie)躍(yue)(SI)型(xing)光(guang)纖、近階(jie)躍(yue)型(xing)光(guang)纖、漸變(bian)(GI)型(xing)光(guang)纖、其它(如三(san)角型(xing)、W型(xing)、凹(ao)陷型(xing)等)。
(3)傳輸模式:單(dan)模光纖(含偏振保持(chi)光纖、非偏振保持(chi)光纖)、多模光纖。
(4)原材(cai)料(liao)(liao):石英光(guang)纖(xian)、多(duo)成分玻璃光(guang)纖(xian)、塑料(liao)(liao)光(guang)纖(xian)、復合材(cai)料(liao)(liao)光(guang)纖(xian)(如(ru)塑料(liao)(liao)包層、液體(ti)纖(xian)芯(xin)等)、紅(hong)外材(cai)料(liao)(liao)等。按被覆材(cai)料(liao)(liao)還可分為(wei)無機(ji)材(cai)料(liao)(liao)(碳等)、金屬材(cai)料(liao)(liao)(銅、鎳(nie)等)和(he)塑料(liao)(liao)等。
(5)制造方法(fa):預塑有(you)汽(qi)相軸向沉(chen)積(VAD)、化學汽(qi)相沉(chen)積(CVD)等,拉(la)絲法(fa)有(you)管律法(fa)(Rod intube)和雙坩(gan)鍋(guo)法(fa)等。
石英光(guang)(guang)纖(xian)(Silica Fiber)是(shi)以二氧化硅(SiO2)為主要(yao)原料,并按不同的摻雜量,來控(kong)制(zhi)纖(xian)芯和(he)包層的折射(she)率分(fen)布(bu)的光(guang)(guang)纖(xian)。石英(玻璃)系列光(guang)(guang)纖(xian),具有低耗、寬帶的特點,已廣泛應(ying)用于有線(xian)電視和(he)通信系統。
石英玻璃光(guang)導纖維的優點是損耗低,當(dang)光(guang)波長為1.0~1.7μm(約1.4μm附(fu)近),損耗只有(you)(you)1dB/km,在(zai)1.55μm處最低,只有(you)(you)0.2dB/km。
摻(chan)(chan)氟(fu)(fu)光(guang)(guang)纖(xian)(Fluorine Doped Fiber)為(wei)(wei)石(shi)英光(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)典型產(chan)品之一。通常,作(zuo)為(wei)(wei)1.3μm波域的(de)(de)(de)通信用光(guang)(guang)纖(xian)中,控制(zhi)纖(xian)芯的(de)(de)(de)摻(chan)(chan)雜(za)物為(wei)(wei)二氧化鍺(zang)(GeO2),包(bao)層(ceng)是(shi)(shi)用SiO2作(zuo)成的(de)(de)(de)。但接(jie)氟(fu)(fu)光(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)纖(xian)芯,大多使用SiO2,而在包(bao)層(ceng)中卻(que)是(shi)(shi)摻(chan)(chan)入氟(fu)(fu)素的(de)(de)(de)。由于(yu),瑞利散射(she)(she)損耗是(shi)(shi)因(yin)(yin)折射(she)(she)率(lv)的(de)(de)(de)變動而引起的(de)(de)(de)光(guang)(guang)散射(she)(she)現象。所以,希(xi)望形成折射(she)(she)率(lv)變動因(yin)(yin)素的(de)(de)(de)摻(chan)(chan)雜(za)物,以少為(wei)(wei)佳(jia)。氟(fu)(fu)素的(de)(de)(de)作(zuo)用主要是(shi)(shi)可以降低SIO2的(de)(de)(de)折射(she)(she)率(lv)。因(yin)(yin)而,常用于(yu)包(bao)層(ceng)的(de)(de)(de)摻(chan)(chan)雜(za)。
石英光(guang)纖(xian)與(yu)其(qi)它原(yuan)料的光(guang)纖(xian)相比(bi),還(huan)(huan)具有從紫(zi)外線光(guang)到近(jin)紅外線光(guang)的透光(guang)廣(guang)譜,除通信用途之(zhi)外,還(huan)(huan)可用于導(dao)光(guang)和圖像傳導(dao)等領域(yu)。
作(zuo)為光(guang)(guang)通信領(ling)域所開發的(de)石英系列光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)工(gong)作(zuo)波(bo)(bo)長(chang),盡管(guan)用(yong)在較短的(de)傳(chuan)輸距離,也只能(neng)用(yong)于2μm。為此(ci),能(neng)在更長(chang)的(de)紅(hong)(hong)外波(bo)(bo)長(chang)領(ling)域工(gong)作(zuo),所開發的(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)稱為紅(hong)(hong)外光(guang)(guang)纖(xian)(xian)。紅(hong)(hong)外光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(Infrared Optical Fiber)主要用(yong)于光(guang)(guang)能(neng)傳(chuan)送(song)。例(li)如有:溫(wen)度計(ji)量、熱圖像傳(chuan)輸、激光(guang)(guang)手術(shu)刀(dao)醫療、熱能(neng)加工(gong)等等,普(pu)及率尚低。
復(fu)合光(guang)纖(Compound Fiber)是(shi)在SiO2原料中,再適(shi)當混合諸如氧(yang)化鈉(na)(Na2O)、氧(yang)化硼(B2O3)、氧(yang)化鉀(K2O)等氧(yang)化物制(zhi)作成多(duo)(duo)組分玻(bo)璃光(guang)纖,特點是(shi)多(duo)(duo)組分玻(bo)璃比石英玻(bo)璃的(de)軟化點低且纖芯與(yu)包(bao)層的(de)折射率差很大。主要(yao)用在醫療業務(wu)的(de)光(guang)纖內窺鏡(jing)。
氟(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)氯化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(Fluoride Fiber)是由氟(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)玻璃(li)作成的光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)。這種光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)原(yuan)料又(you)簡(jian)稱ZBLAN(即(ji)將氟(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)鋯(ZrF2)、氟(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)鋇(BaF2)、氟(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)鑭(LaF3)、氟(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)鋁(AlF3)、氟(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈉(NaF)等氯化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)玻璃(li)原(yuan)料簡(jian)化(hua)(hua)(hua)(hua)成的縮語。主(zhu)要工作在(zai)2~10μm波長的光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)傳輸(shu)業務(wu)。由于ZBLAN具(ju)有超低(di)(di)損耗光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)的可能性,正在(zai)進行著用(yong)于長距離(li)通信光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)的可行性開發,例如:其理(li)論上的最低(di)(di)損耗,在(zai)3μm波長時(shi)可達10.2~10.3dB/km,而石英光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)在(zai)1.55μm時(shi)卻在(zai)0.15~0.16dB/Km之間。ZBLAN光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)由于難(nan)于降(jiang)低(di)(di)散射損耗,只(zhi)能用(yong)在(zai)2.4~2.7μm的溫(wen)敏(min)器和(he)熱圖(tu)像傳輸(shu),尚未廣泛實用(yong)。最近,為(wei)了利用(yong)ZBLAN進行長距離(li)傳輸(shu),正在(zai)研制1.3μm的摻鐠光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)放大器(PDFA)。
塑包光(guang)纖(Plastic Clad Fiber)是將(jiang)高(gao)純(chun)度的(de)石英(ying)玻璃作成纖芯,而(er)將(jiang)折射率(lv)比石英(ying)稍低的(de)如硅膠等塑料作為包層(ceng)的(de)階躍型(xing)光(guang)纖。它與石英(ying)光(guang)纖相比較(jiao),具有纖芯粗、數值孔徑(jing)(NA)高(gao)的(de)特(te)點。因此,易與發光(guang)二極管LED光(guang)源結合,損(sun)耗也較(jiao)小。所以,非常適用于(yu)局(ju)域網(LAN)和近距離通信。
這(zhe)是將(jiang)纖(xian)(xian)芯和包層(ceng)都(dou)用(yong)塑料(聚(ju)合物)作(zuo)成(cheng)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)。早期產品主要用(yong)于裝飾和導光(guang)(guang)(guang)照明及近距離光(guang)(guang)(guang)鍵路的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)通信中。原料主要是有機玻璃(PMMA)、聚(ju)苯乙稀(PS)和聚(ju)碳(tan)酸(suan)酯(PC)。損耗受到塑料固有的(de)(de)(de)C-H結合結構制約,一般每km可(ke)達幾十dB。為了降低損耗正在開發(fa)應(ying)用(yong)氟索(suo)系列(lie)塑料。由于塑料光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(Plastic Optical fiber)的(de)(de)(de)纖(xian)(xian)芯直徑為1000μm,比單模石英光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)大100倍(bei),接續簡單,而(er)且易(yi)于彎曲施工容(rong)易(yi)。近年來(lai),加上寬帶化的(de)(de)(de)進度,作(zuo)為漸變(bian)型(GI)折射率的(de)(de)(de)多模塑料光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)受到了社會的(de)(de)(de)重視(shi)。最近,在汽車內部LAN中應(ying)用(yong)較快,未(wei)來(lai)在家(jia)庭LAN中也可(ke)能得到應(ying)用(yong)。
單模光(guang)纖(xian)(xian)這是指在工作波(bo)長中,只能傳(chuan)輸一(yi)個傳(chuan)播(bo)模式(shi)的(de)光(guang)纖(xian)(xian),通常(chang)簡稱(cheng)為單模光(guang)纖(xian)(xian)(SMF:Single ModeFiber)。在有線(xian)電視和(he)光(guang)通信中,是應用(yong)最廣泛的(de)光(guang)纖(xian)(xian)。由于,光(guang)纖(xian)(xian)的(de)纖(xian)(xian)芯(xin)很細(約(yue)10μm)而且(qie)折射率(lv)(lv)呈階躍狀分布,當歸一(yi)化頻率(lv)(lv)V參數<2.4時,理(li)論上(shang),只能形成(cheng)單模傳(chuan)輸。另外,SMF沒有多模色散(san),不(bu)僅(jin)傳(chuan)輸頻帶較多模光(guang)纖(xian)(xian)更(geng)寬,再加上(shang)SMF的(de)材(cai)料色散(san)和(he)結構色散(san)的(de)相(xiang)加抵消,其合成(cheng)特(te)性恰(qia)好形成(cheng)零色散(san)的(de)特(te)性,使(shi)傳(chuan)輸頻帶更(geng)加拓寬。SMF中,因摻雜物(wu)不(bu)同(tong)與(yu)制造方式(shi)的(de)差(cha)別(bie)有許(xu)多類型。凹陷型包(bao)層光(guang)纖(xian)(xian)(DePr-essed Clad Fiber),其包(bao)層形成(cheng)兩重結構,鄰近纖(xian)(xian)芯(xin)的(de)包(bao)層,較外倒包(bao)層的(de)折射率(lv)(lv)還(huan)低。
多模(mo)光(guang)纖(xian)(xian)將光(guang)纖(xian)(xian)按工作波(bo)長以其(qi)傳(chuan)(chuan)播可能的(de)(de)模(mo)式(shi)為多個模(mo)式(shi)的(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)稱作多模(mo)光(guang)纖(xian)(xian)(MMF:MUlti ModeFiber)。纖(xian)(xian)芯(xin)直徑(jing)(jing)為50μm,由(you)(you)于傳(chuan)(chuan)輸(shu)模(mo)式(shi)可達(da)幾百個,與(yu)SMF相(xiang)比傳(chuan)(chuan)輸(shu)帶(dai)寬(kuan)主(zhu)要受模(mo)式(shi)色(se)(se)散支配。在歷(li)史上曾(ceng)用于有線電視(shi)和通信系統(tong)的(de)(de)短(duan)距離傳(chuan)(chuan)輸(shu)。自從出現SMF光(guang)纖(xian)(xian)后,似乎形成(cheng)歷(li)史產品。但(dan)實際上,由(you)(you)于MMF較SMF的(de)(de)芯(xin)徑(jing)(jing)大且與(yu)LED等光(guang)源結合容易,在眾多LAN中(zhong)更有優(you)勢。所以,在短(duan)距離通信領(ling)域(yu)中(zhong)MMF仍在重(zhong)新受到重(zhong)視(shi)。MMF按折射(she)率分(fen)布進行分(fen)類時(shi),有:漸變(bian)(GI)型和階(jie)躍(SI)型兩種。GI型的(de)(de)折射(she)率以纖(xian)(xian)芯(xin)中(zhong)心為最高,沿向包層徐徐降低。由(you)(you)于SI型光(guang)波(bo)在光(guang)纖(xian)(xian)中(zhong)的(de)(de)反射(she)前進過程(cheng)中(zhong),產生各個光(guang)路徑(jing)(jing)的(de)(de)時(shi)差(cha),致使(shi)射(she)出光(guang)波(bo)失(shi)真,色(se)(se)激較大。其(qi)結果是傳(chuan)(chuan)輸(shu)帶(dai)寬(kuan)變(bian)窄,SI型MMF應用較少(shao)。
單模(mo)光(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)工作波(bo)(bo)長(chang)在(zai)1.3Pm時,模(mo)場直(zhi)徑(jing)約9Pm,其傳輸損(sun)(sun)耗(hao)約0.3dB/km。此(ci)時,零(ling)色(se)散(san)(san)波(bo)(bo)長(chang)恰好(hao)在(zai)1.3pm處。石英光(guang)(guang)纖(xian)中,從原材料上看1.55pm段(duan)(duan)(duan)的(de)(de)(de)傳輸損(sun)(sun)耗(hao)最小(xiao)(約0.2dB/km)。由于已(yi)經實用的(de)(de)(de)摻鉺光(guang)(guang)纖(xian)放大器(EDFA)是(shi)(shi)工作在(zai)1.55pm波(bo)(bo)段(duan)(duan)(duan)的(de)(de)(de),如(ru)果在(zai)此(ci)波(bo)(bo)段(duan)(duan)(duan)也能(neng)實現(xian)零(ling)色(se)散(san)(san),就(jiu)更有利于應用1.55Pm波(bo)(bo)段(duan)(duan)(duan)的(de)(de)(de)長(chang)距離(li)傳輸。于是(shi)(shi),巧妙地利用光(guang)(guang)纖(xian)材料中的(de)(de)(de)石英材料色(se)散(san)(san)與(yu)纖(xian)芯結(jie)構色(se)散(san)(san)的(de)(de)(de)合(he)成(cheng)抵(di)消特性,就(jiu)可使原在(zai)1.3Pm段(duan)(duan)(duan)的(de)(de)(de)零(ling)色(se)散(san)(san),移位到1.55pm段(duan)(duan)(duan)也構成(cheng)零(ling)色(se)散(san)(san)。因此(ci),被命名為(wei)(wei)色(se)散(san)(san)位移光(guang)(guang)纖(xian)(DSF:DispersionShifted Fiber)。加大結(jie)構色(se)散(san)(san)的(de)(de)(de)方(fang)法,主(zhu)要是(shi)(shi)在(zai)纖(xian)芯的(de)(de)(de)折射(she)率分布(bu)性能(neng)進(jin)行改善。在(zai)光(guang)(guang)通信的(de)(de)(de)長(chang)距離(li)傳輸中,光(guang)(guang)纖(xian)色(se)散(san)(san)為(wei)(wei)零(ling)是(shi)(shi)重(zhong)要的(de)(de)(de),但(dan)不是(shi)(shi)唯一的(de)(de)(de)。其它性能(neng)還有損(sun)(sun)耗(hao)小(xiao)、接續(xu)容易(yi)、成(cheng)纜化(hua)或工作中的(de)(de)(de)特性變(bian)(bian)化(hua)小(xiao)(包括彎(wan)曲、拉伸和(he)環境變(bian)(bian)化(hua)影響)。DSF就(jiu)是(shi)(shi)在(zai)設計(ji)中,綜合(he)考慮這些因素。
色(se)散(san)移位光(guang)(guang)纖(xian)(DSF)是(shi)將單模光(guang)(guang)纖(xian)設計零(ling)色(se)散(san)位于1.55pm波段(duan)(duan)的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)。而色(se)散(san)平(ping)坦光(guang)(guang)纖(xian)(DFF:Dispersion Flattened Fiber)卻是(shi)將從1.3Pm到(dao)1.55pm的(de)(de)較寬波段(duan)(duan)的(de)(de)色(se)散(san),都能作(zuo)(zuo)到(dao)很低,幾(ji)乎達到(dao)零(ling)色(se)散(san)的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)稱(cheng)作(zuo)(zuo)DFF。由于DFF要(yao)作(zuo)(zuo)到(dao)1.3pm~1.55pm范圍的(de)(de)色(se)散(san)都減少。就需要(yao)對(dui)光(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)折射(she)率分(fen)布進行復(fu)雜的(de)(de)設計。不過這種光(guang)(guang)纖(xian)對(dui)于波分(fen)復(fu)用(yong)(WDM)的(de)(de)線路卻是(shi)很適宜(yi)的(de)(de)。由于DFF光(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)工藝(yi)比較復(fu)雜,費用(yong)較貴。今后隨著產量(liang)的(de)(de)增加,價(jia)格也(ye)會降(jiang)低。
對于采用(yong)單(dan)模光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)(de)干線系統(tong),由(you)于多數是(shi)利(li)用(yong)1.3pm波(bo)段色(se)(se)散(san)(san)為零(ling)(ling)(ling)的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)構成的(de)(de)。可是(shi),損耗最小(xiao)的(de)(de)1.55pm,由(you)于EDFA的(de)(de)實用(yong)化(hua),如果能(neng)在(zai)1.3pm零(ling)(ling)(ling)色(se)(se)散(san)(san)的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)上(shang)也能(neng)令1.55pm波(bo)長工作,將是(shi)非常有益的(de)(de)。因(yin)為,在(zai)1.3Pm零(ling)(ling)(ling)色(se)(se)散(san)(san)的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)中,1.55Pm波(bo)段的(de)(de)色(se)(se)散(san)(san)約有16ps/km/nm之(zhi)多。如果在(zai)此光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)線路中,插入一(yi)段與(yu)此色(se)(se)散(san)(san)符號相反的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian),就可使整個光(guang)(guang)線路的(de)(de)色(se)(se)散(san)(san)為零(ling)(ling)(ling)。為此目(mu)的(de)(de)所用(yong)的(de)(de)是(shi)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)則稱作色(se)(se)散(san)(san)補(bu)償(chang)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(DCF:DisPersion Compe-nsation Fiber)。DCF與(yu)標準的(de)(de)1.3pm零(ling)(ling)(ling)色(se)(se)散(san)(san)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)相比,纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)直徑更細,而且折射率差也較(jiao)大。DCF也是(shi)WDM光(guang)(guang)線路的(de)(de)重要組成部分。
在(zai)(zai)光(guang)纖(xian)中傳(chuan)播(bo)的(de)(de)光(guang)波,因(yin)為具有(you)(you)電磁(ci)波的(de)(de)性質(zhi),所以(yi),除了基本的(de)(de)光(guang)波單(dan)一模式(shi)之外,實(shi)質(zhi)上還存在(zai)(zai)著電磁(ci)場(TE、TM)分布的(de)(de)兩(liang)個正交模式(shi)。通常(chang),由于光(guang)纖(xian)截(jie)面的(de)(de)結構是(shi)圓(yuan)對稱的(de)(de),這兩(liang)個偏(pian)振(zhen)(zhen)模式(shi)的(de)(de)傳(chuan)播(bo)常(chang)數相等,兩(liang)束偏(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)互不(bu)(bu)干涉,但實(shi)際(ji)上,光(guang)纖(xian)不(bu)(bu)是(shi)完全(quan)地圓(yuan)對稱,例如有(you)(you)著彎曲(qu)部(bu)分,就會出現(xian)兩(liang)個偏(pian)振(zhen)(zhen)模式(shi)之間的(de)(de)結合因(yin)素,在(zai)(zai)光(guang)軸上呈不(bu)(bu)規則分布。偏(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)的(de)(de)這種(zhong)變化造成的(de)(de)色(se)散,稱之偏(pian)振(zhen)(zhen)模式(shi)色(se)散(PMD)。對于以(yi)分配圖像為主的(de)(de)有(you)(you)線電視,影(ying)響尚(shang)不(bu)(bu)太大,但對于一些(xie)未(wei)來超(chao)寬帶有(you)(you)特殊要求(qiu)的(de)(de)業務(wu),如:
①相干通信中采用外(wai)差檢波(bo),要求光(guang)波(bo)偏振更穩(wen)定時;
②光機(ji)器等對(dui)輸入(ru)輸出特性要求(qiu)與偏振相關(guan)時(shi);
③在制作偏振(zhen)保持光(guang)耦(ou)合器和偏振(zhen)器或(huo)去偏振(zhen)器等時;
④制作利用光干涉的(de)光纖敏感(gan)器等,
凡要求偏(pian)振波保持(chi)(chi)恒(heng)定的情況下,對光(guang)纖經過(guo)改進使偏(pian)振狀(zhuang)態不變(bian)的光(guang)纖稱作偏(pian)振保持(chi)(chi)光(guang)纖(PMF:Polarization Maintaining fiber),或(huo)稱其為固(gu)定偏(pian)振光(guang)纖。
雙折射光(guang)纖(xian)是(shi)指在(zai)(zai)(zai)單模光(guang)纖(xian)中,可以傳輸相互正交的(de)(de)兩個固(gu)有偏振模式的(de)(de)光(guang)纖(xian)。折射率(lv)隨偏振方(fang)(fang)(fang)向變異的(de)(de)現(xian)象稱為雙折射。它又稱作PANDA光(guang)纖(xian),即偏振保(bao)持與吸收(shou)減少光(guang)纖(xian)(Polarization-maintai-ning AND Absorption-reducing fiber)。它是(shi)在(zai)(zai)(zai)纖(xian)芯的(de)(de)橫(heng)向兩則,設置熱膨脹系數(shu)大、截(jie)面是(shi)圓形(xing)的(de)(de)玻璃(li)部分。在(zai)(zai)(zai)高溫的(de)(de)光(guang)纖(xian)拉絲過程中,這些部分收(shou)縮(suo)(suo),其(qi)結果在(zai)(zai)(zai)纖(xian)芯y方(fang)(fang)(fang)向產生拉伸,同時(shi)又在(zai)(zai)(zai)x方(fang)(fang)(fang)向呈現(xian)壓縮(suo)(suo)應力。致使(shi)纖(xian)材(cai)出現(xian)光(guang)彈性(xing)效(xiao)應,使(shi)折射率(lv)在(zai)(zai)(zai)X方(fang)(fang)(fang)向和(he)y方(fang)(fang)(fang)向出現(xian)差異。依此原理達到偏振保(bao)持恒定的(de)(de)效(xiao)果。
通信用光(guang)纖(xian)(xian)(xian)通常的(de)(de)工(gong)作環(huan)境(jing)(jing)(jing)溫(wen)度(du)可在(zai)(zai)(zai)-40~+60℃之間,設計時也(ye)(ye)是(shi)以(yi)(yi)不受大量輻(fu)射(she)線照(zhao)射(she)為(wei)(wei)前提的(de)(de)。相比(bi)之下(xia),對(dui)于更(geng)低溫(wen)或(huo)更(geng)高(gao)(gao)溫(wen)以(yi)(yi)及(ji)能(neng)在(zai)(zai)(zai)遭受高(gao)(gao)壓或(huo)外力影響、曝曬(shai)輻(fu)射(she)線的(de)(de)惡劣(lie)環(huan)境(jing)(jing)(jing)下(xia),也(ye)(ye)能(neng)工(gong)作的(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)則(ze)稱作抗(kang)惡環(huan)境(jing)(jing)(jing)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(Hard Condition Resistant Fiber)。一(yi)般為(wei)(wei)了對(dui)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)表面(mian)進(jin)行機械保護,多涂覆(fu)一(yi)層塑(su)料(liao)。可是(shi)隨著溫(wen)度(du)升高(gao)(gao),塑(su)料(liao)保護功能(neng)有所下(xia)降,致使使用溫(wen)度(du)也(ye)(ye)有所限制(zhi)。如(ru)果改用抗(kang)熱性塑(su)料(liao),如(ru)聚四氟乙稀(Teflon)等樹脂,即可工(gong)作在(zai)(zai)(zai)300℃環(huan)境(jing)(jing)(jing)。也(ye)(ye)有在(zai)(zai)(zai)石英(ying)玻(bo)(bo)璃表面(mian)涂覆(fu)鎳(Ni)和(he)鋁(Al)等金屬的(de)(de)。這(zhe)(zhe)種光(guang)纖(xian)(xian)(xian)則(ze)稱為(wei)(wei)耐熱光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(Heat Resistant Fiber)。另外,當(dang)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)受到輻(fu)射(she)線的(de)(de)照(zhao)射(she)時,光(guang)損耗(hao)會(hui)(hui)增加。這(zhe)(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)(wei)石英(ying)玻(bo)(bo)璃遇到輻(fu)射(she)線照(zhao)射(she)時,玻(bo)(bo)璃中會(hui)(hui)出現結構缺陷(xian)(也(ye)(ye)稱作色(se)心:Colour Center),尤在(zai)(zai)(zai)0.4~0.7pm波長時損耗(hao)增大。防止(zhi)辦法(fa)是(shi)改用摻雜(za)OH或(huo)F素的(de)(de)石英(ying)玻(bo)(bo)璃,就能(neng)抑制(zhi)因(yin)輻(fu)射(she)線造成的(de)(de)損耗(hao)缺陷(xian)。這(zhe)(zhe)種光(guang)纖(xian)(xian)(xian)則(ze)稱作抗(kang)輻(fu)射(she)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(Radiation Resistant Fiber),多用于核發電(dian)站的(de)(de)監測用光(guang)纖(xian)(xian)(xian)維鏡等。
為(wei)了保(bao)持光纖(xian)的(de)(de)(de)(de)機(ji)械強(qiang)度和損(sun)耗的(de)(de)(de)(de)長(chang)時間(jian)穩定,而在(zai)(zai)玻璃表面涂裝碳(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(zhi)從外部來的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)和氫(qing)的(de)(de)(de)(de)擴散所制(zhi)造的(de)(de)(de)(de)光纖(xian)(HCFHermeticallyCoated Fiber)。通用的(de)(de)(de)(de)是(shi)在(zai)(zai)化學氣(qi)(qi)相沉積(CVD)法生(sheng)產過程中,用碳(tan)(tan)層高(gao)速(su)堆(dui)積來實現(xian)充分密封(feng)效(xiao)應(ying)。這種碳(tan)(tan)涂覆光纖(xian)(CCF)能有效(xiao)地截斷光纖(xian)與(yu)外界氫(qing)分子的(de)(de)(de)(de)侵入。據報(bao)道它(ta)(ta)在(zai)(zai)室溫的(de)(de)(de)(de)氫(qing)氣(qi)(qi)環(huan)境(jing)中可(ke)(ke)維持20年不增加損(sun)耗。當然,它(ta)(ta)在(zai)(zai)防止(zhi)水(shui)(shui)分侵入,延(yan)緩(huan)機(ji)械強(qiang)度的(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞進程中,其疲(pi)(pi)勞系數(shu)(Fatigue Parameter)可(ke)(ke)達200以上。所以,HCF被應(ying)用于(yu)嚴酷環(huan)境(jing)中要求可(ke)(ke)靠性高(gao)的(de)(de)(de)(de)系統,例(li)如海底(di)光纜就是(shi)一例(li)。
在石英光(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)表面涂敷碳(tan)(tan)膜的(de)光(guang)纖(xian)(xian)(xian),稱(cheng)之碳(tan)(tan)涂層(ceng)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(CCF:Carbon CoatedFiber)。其機理是利用碳(tan)(tan)素(su)的(de)致(zhi)密膜層(ceng),使光(guang)纖(xian)(xian)(xian)表面與外(wai)界隔(ge)離(li),以改善光(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)機械疲勞損耗和氫分子的(de)損耗增(zeng)加(jia)。CCF是密封涂層(ceng)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(HCF)的(de)一種。
金(jin)屬(shu)(shu)涂層光(guang)纖(xian)(Metal Coated Fiber)是在(zai)(zai)光(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)涂布Ni、Cu、Al等金(jin)屬(shu)(shu)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)纖(xian)。也有再在(zai)(zai)金(jin)屬(shu)(shu)層外被(bei)覆塑料的(de)(de)(de)(de)(de)(de),目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)在(zai)(zai)于提高抗(kang)熱性(xing)和可供通電(dian)及焊接。它是抗(kang)惡環(huan)境性(xing)光(guang)纖(xian)之一,也可作為電(dian)子電(dian)路的(de)(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)件用(yong)。早(zao)期(qi)產品是在(zai)(zai)拉絲過程(cheng)中,涂布熔解的(de)(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)作成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。由于此法(fa)因被(bei)玻(bo)璃與金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)膨脹系數差異太大,會增微小(xiao)彎(wan)曲損耗,實用(yong)化率(lv)不(bu)高。近期(qi),由于在(zai)(zai)玻(bo)璃光(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)采用(yong)低(di)損耗的(de)(de)(de)(de)(de)(de)非電(dian)解鍍(du)膜法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)功,使性(xing)能大有改善。
在光(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)纖(xian)芯中,摻雜如鉺(Er)、欽(qin)(Nd)、鐠(Pr)等稀(xi)土族元(yuan)素的(de)(de)(de)光(guang)纖(xian)。1985年(nian)英國的(de)(de)(de)索斯安普(pu)頓(Sourthampton)大(da)學的(de)(de)(de)佩思(Payne)等首先發現摻雜稀(xi)土元(yuan)素的(de)(de)(de)光(guang)纖(xian)(Rare Earth DoPed Fiber)有激光(guang)振蕩和(he)光(guang)放(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)的(de)(de)(de)現象。于是,從此揭開(kai)了(le)慘餌(er)(er)等光(guang)放(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)的(de)(de)(de)面紗,已經實用的(de)(de)(de)1.55pmEDFA就是利(li)用摻餌(er)(er)的(de)(de)(de)單模光(guang)纖(xian),利(li)用1.47pm的(de)(de)(de)激光(guang)進(jin)行激勵,得到(dao)1.55pm光(guang)信號放(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)的(de)(de)(de)。另外,摻鐠的(de)(de)(de)氟化物光(guang)纖(xian)放(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)器(PDFA)正在開(kai)發中。
喇(la)(la)曼(man)(man)效(xiao)應(ying)是指往某物質(zhi)(zhi)中(zhong)射(she)人頻(pin)率f的(de)(de)(de)(de)(de)單色(se)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)時,在(zai)散(san)(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)中(zhong)會(hui)出現(xian)頻(pin)率f之外的(de)(de)(de)(de)(de)f±fR,f±2fR等頻(pin)率的(de)(de)(de)(de)(de)散(san)(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),對此現(xian)象稱(cheng)喇(la)(la)曼(man)(man)效(xiao)應(ying)。由于(yu)它是物質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)分子運(yun)動與(yu)格子運(yun)動之間的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量交換所產生的(de)(de)(de)(de)(de)。當物質(zhi)(zhi)吸收(shou)能(neng)(neng)量時,光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)振動數變(bian)(bian)小,對此散(san)(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)稱(cheng)斯(si)(si)托(tuo)克斯(si)(si)(stokes)線。反之,從物質(zhi)(zhi)得(de)到(dao)能(neng)(neng)量,而(er)振動數變(bian)(bian)大的(de)(de)(de)(de)(de)散(san)(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),則稱(cheng)反斯(si)(si)托(tuo)克斯(si)(si)線。于(yu)是振動數的(de)(de)(de)(de)(de)偏差FR,反映了(le)能(neng)(neng)級,可顯(xian)示物質(zhi)(zhi)中(zhong)固有的(de)(de)(de)(de)(de)數值。利用(yong)(yong)這種非線性媒(mei)體(ti)做成的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian),稱(cheng)作(zuo)喇(la)(la)曼(man)(man)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(RF:Raman Fiber)。為了(le)將光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)封閉(bi)在(zai)細(xi)小的(de)(de)(de)(de)(de)纖(xian)芯中(zhong),進行(xing)長距(ju)離傳播(bo),就會(hui)出現(xian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)與(yu)物質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)相互作(zuo)用(yong)(yong)效(xiao)應(ying),能(neng)(neng)使信號(hao)波形不(bu)畸變(bian)(bian),實現(xian)長距(ju)離傳輸(shu)。當輸(shu)入光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)增強(qiang)時,就會(hui)獲得(de)相干的(de)(de)(de)(de)(de)感應(ying)散(san)(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。應(ying)用(yong)(yong)感應(ying)喇(la)(la)曼(man)(man)散(san)(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)設備有喇(la)(la)曼(man)(man)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi),可供(gong)作(zuo)分光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)測量電源和光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)色(se)散(san)(san)測試用(yong)(yong)電源。另外,感應(ying)喇(la)(la)曼(man)(man)散(san)(san)射(she),在(zai)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)長距(ju)離通信中(zhong),正(zheng)在(zai)研討作(zuo)為光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)放大器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)。
標準(zhun)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)是(shi)(shi)設置(zhi)在包層(ceng)中(zhong)心的(de),纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)與(yu)包層(ceng)的(de)截面形狀(zhuang)為同(tong)心圓型(xing)。但(dan)因用途不(bu)同(tong),也(ye)有(you)將(jiang)(jiang)纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)位置(zhi)和纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)形狀(zhuang)、包層(ceng)形狀(zhuang),作(zuo)(zuo)成不(bu)同(tong)狀(zhuang)態或將(jiang)(jiang)包層(ceng)穿孔形成異(yi)型(xing)結構的(de)。相對于標準(zhun)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian),稱這(zhe)(zhe)些(xie)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)叫異(yi)型(xing)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)。偏心光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(Excentric Core Fiber),它是(shi)(shi)異(yi)型(xing)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)一種。其纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)設置(zhi)在偏離中(zhong)心且接近包層(ceng)外(wai)線(xian)的(de)偏心位置(zhi)。由(you)于纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)靠近外(wai)表,部分光(guang)(guang)(guang)場會溢出包層(ceng)傳播(稱此為漸(jian)消彼,Evanescent Wave)。利(li)用這(zhe)(zhe)一現象(xiang),就可檢測有(you)無附著(zhu)物質(zhi)以及折(zhe)射率的(de)變(bian)化。偏心光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(ECF)主(zhu)要用作(zuo)(zuo)檢測物質(zhi)的(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)敏感(gan)器。與(yu)光(guang)(guang)(guang)時域反射計(OTDR)的(de)測試(shi)法(fa)組合(he)一起,還可作(zuo)(zuo)分布敏感(gan)器用。
采用含有熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)物質制造的光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)。它(ta)是在受到輻(fu)射(she)線(xian)、紫(zi)(zi)外線(xian)等光(guang)(guang)(guang)(guang)波照(zhao)射(she)時,產生的熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)一部分,可經光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)閉合進行傳輸的光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)。發(fa)(fa)光(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(Luminescent Fiber)可以用于檢(jian)測輻(fu)射(she)線(xian)和(he)紫(zi)(zi)外線(xian),以及進行波長變換,或用作溫度敏(min)感(gan)器(qi)、化(hua)學敏(min)感(gan)器(qi)。在輻(fu)射(she)線(xian)的檢(jian)測中也稱作閃光(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(Scintillation Fiber)。發(fa)(fa)光(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)從熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)材料和(he)摻(chan)雜的角度上,正(zheng)在開(kai)發(fa)(fa)著塑料光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)。
通常的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)是由(you)(you)一(yi)個(ge)纖(xian)芯(xin)區(qu)和圍繞它的(de)(de)(de)包層(ceng)(ceng)區(qu)構成的(de)(de)(de)。但多芯(xin)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(Multi Core Fiber)卻是一(yi)個(ge)共同的(de)(de)(de)包層(ceng)(ceng)區(qu)中存(cun)在(zai)(zai)多個(ge)纖(xian)芯(xin)的(de)(de)(de)。由(you)(you)于(yu)纖(xian)芯(xin)的(de)(de)(de)相互接近(jin)程(cheng)度,可有(you)兩種(zhong)功能。其一(yi)是纖(xian)芯(xin)間隔大,即(ji)不產生(sheng)光(guang)(guang)(guang)耦(ou)會的(de)(de)(de)結構。這(zhe)種(zhong)光(guang)(guang)(guang)纖(xian),由(you)(you)于(yu)能提高(gao)傳輸線路(lu)的(de)(de)(de)單(dan)位(wei)面積(ji)的(de)(de)(de)集成密度。在(zai)(zai)光(guang)(guang)(guang)通信中,可以(yi)作(zuo)(zuo)成具有(you)多個(ge)纖(xian)芯(xin)的(de)(de)(de)帶狀(zhuang)光(guang)(guang)(guang)纜(lan),而在(zai)(zai)非(fei)通信領域,作(zuo)(zuo)為光(guang)(guang)(guang)纖(xian)傳像束,有(you)將纖(xian)芯(xin)作(zuo)(zuo)成成千上萬個(ge)的(de)(de)(de)。其二是使(shi)纖(xian)芯(xin)之間的(de)(de)(de)距離靠(kao)近(jin),能產生(sheng)光(guang)(guang)(guang)波耦(ou)合作(zuo)(zuo)用(yong)。利用(yong)此原(yuan)理(li)正在(zai)(zai)開發雙纖(xian)芯(xin)的(de)(de)(de)敏(min)感(gan)器或(huo)光(guang)(guang)(guang)回路(lu)器件。
將光纖作(zuo)成(cheng)空心(xin),形成(cheng)圓(yuan)筒狀空間,用(yong)于(yu)光傳(chuan)輸的光纖,稱作(zuo)空心(xin)光纖(Hollow Fiber)。空心(xin)光纖主要(yao)用(yong)于(yu)能量傳(chuan)送,可(ke)供(gong)X射線、紫(zi)外線和遠紅(hong)外線光能傳(chuan)輸。
空心(xin)光纖結構有(you)兩種:
一是將玻(bo)璃(li)作成圓筒狀,其纖芯(xin)與(yu)包層原理與(yu)階躍型相同。利用光在(zai)空氣與(yu)玻(bo)璃(li)之間(jian)的全反射傳播(bo)。由于,光的大部分(fen)可(ke)在(zai)無(wu)損耗的空氣中傳播(bo),具有一定距離(li)的傳播(bo)功能(neng)。
二是使(shi)圓筒內(nei)面(mian)的(de)反(fan)射率(lv)接近(jin)1,以(yi)減少(shao)反(fan)射損耗(hao)。為了提(ti)高反(fan)射率(lv),有在簡內(nei)設(she)置電介質,使(shi)工作(zuo)波長(chang)段損耗(hao)減少(shao)的(de)。例如可以(yi)作(zuo)到波長(chang)10.6pm損耗(hao)達(da)幾dB/m的(de)。
按材質分(fen),有(you)無(wu)機光(guang)(guang)導纖維(wei)(wei)(wei)和(he)高(gao)分(fen)子(zi)(zi)(zi)光(guang)(guang)導纖維(wei)(wei)(wei),在工業上(shang)大(da)量應用的(de)是前者。無(wu)機光(guang)(guang)導纖維(wei)(wei)(wei)材料(liao)(liao)又分(fen)為(wei)單組(zu)分(fen)和(he)多(duo)組(zu)分(fen)兩類(lei)。單組(zu)分(fen)即石(shi)英(ying),主要原料(liao)(liao)為(wei)四(si)氯化(hua)(hua)硅(gui)、三(san)氯氧磷和(he)三(san)溴化(hua)(hua)硼(peng)等。其純度(du)要求銅(tong)、鐵、鈷、鎳、錳、鉻、釩等過渡(du)金(jin)屬離子(zi)(zi)(zi)雜質含量低(di)于10ppb。除此之外(wai),OH離子(zi)(zi)(zi)要求低(di)于10ppb。石(shi)英(ying)纖維(wei)(wei)(wei)已被(bei)廣泛使用。多(duo)組(zu)分(fen)的(de)原料(liao)(liao)較多(duo),主要有(you)二氧化(hua)(hua)硅(gui)、三(san)氧化(hua)(hua)二硼(peng)、硝酸(suan)鈉、氧化(hua)(hua)鉈等。這種材料(liao)(liao)尚未普(pu)及(ji)。高(gao)分(fen)子(zi)(zi)(zi)光(guang)(guang)導纖維(wei)(wei)(wei)是以透明聚(ju)合物(wu)(wu)制(zhi)得的(de)光(guang)(guang)導纖維(wei)(wei)(wei),由(you)纖維(wei)(wei)(wei)芯材和(he)包皮鞘材組(zu)成。芯材為(wei)高(gao)純度(du)高(gao)透光(guang)(guang)性(xing)的(de)聚(ju)甲(jia)基丙烯酸(suan)甲(jia)酯(zhi)或(huo)聚(ju)苯(ben)乙烯抽絲制(zhi)得的(de)纖維(wei)(wei)(wei),外(wai)層為(wei)含氟聚(ju)合物(wu)(wu)或(huo)有(you)機硅(gui)聚(ju)合物(wu)(wu)等。
高分子光(guang)(guang)(guang)(guang)導(dao)(dao)纖維的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)損(sun)耗(hao)較高,1982年,日本電(dian)信(xin)電(dian)報公司(si)利(li)用(yong)氘化甲(jia)(jia)基丙烯(xi)酸甲(jia)(jia)酯聚合(he)抽絲(si)作芯(xin)材(cai),光(guang)(guang)(guang)(guang)損(sun)耗(hao)率(lv)降(jiang)低到20dB/km。但高分子光(guang)(guang)(guang)(guang)導(dao)(dao)纖維的(de)特點是(shi)能制(zhi)大(da)尺寸,大(da)數值孔徑的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)導(dao)(dao)纖維,光(guang)(guang)(guang)(guang)源耦合(he)效率(lv)高,撓曲性好(hao),微彎曲不影響(xiang)導(dao)(dao)光(guang)(guang)(guang)(guang)能力(li),配列、粘接容易,便于使用(yong),成本低廉。但光(guang)(guang)(guang)(guang)損(sun)耗(hao)大(da),只能短(duan)距離應(ying)用(yong)。光(guang)(guang)(guang)(guang)損(sun)耗(hao)在10~100dB/km的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)導(dao)(dao)纖維,可傳輸幾(ji)百米(mi)。
保(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian):保(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)傳(chuan)輸線偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)(guang),廣泛用(yong)(yong)于航(hang)天、航(hang)空、航(hang)海、工業(ye)制造技術(shu)及(ji)(ji)通信(xin)(xin)等(deng)國(guo)民經濟(ji)的(de)(de)(de)各個(ge)領(ling)域。在(zai)以光(guang)(guang)學相(xiang)干(gan)(gan)檢(jian)測(ce)為基礎的(de)(de)(de)干(gan)(gan)涉型光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)傳(chuan)感器(qi)中,使用(yong)(yong)保(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)能(neng)夠保(bao)證線偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)(zhen)方向(xiang)不變(bian),提高(gao)相(xiang)干(gan)(gan)信(xin)(xin)躁比,以實(shi)現(xian)對(dui)物理量的(de)(de)(de)高(gao)精(jing)度測(ce)量。保(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)作為一(yi)(yi)種(zhong)特種(zhong)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian),主(zhu)要應(ying)(ying)用(yong)(yong)于光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)陀(tuo)螺(luo),光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)水(shui)聽器(qi)等(deng)傳(chuan)感器(qi)和(he)DWDM、EDFA等(deng)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)通信(xin)(xin)系統。由于光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)陀(tuo)螺(luo)及(ji)(ji)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)水(shui)聽器(qi)等(deng)可用(yong)(yong)于軍用(yong)(yong)慣導和(he)聲吶,屬于新型科技產品(pin),而保(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)又是(shi)其(qi)核心部件,因而保(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)一(yi)(yi)直(zhi)被西方發達國(guo)家列(lie)入對(dui)我禁(jin)運(yun)的(de)(de)(de)清(qing)單。保(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)在(zai)拉制過程中,由于光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)內部產生的(de)(de)(de)結(jie)構(gou)缺(que)陷(xian)會造成(cheng)保(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)性能(neng)的(de)(de)(de)下降,即(ji)當線偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)沿光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)個(ge)特征(zheng)軸傳(chuan)輸時,部分光(guang)(guang)信(xin)(xin)號會耦合進入另(ling)一(yi)(yi)個(ge)與之垂直(zhi)的(de)(de)(de)特征(zheng)軸,最終造成(cheng)出射偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)信(xin)(xin)號偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)(zhen)消光(guang)(guang)比的(de)(de)(de)下降。這種(zhong)缺(que)陷(xian)就是(shi)影響光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)內的(de)(de)(de)雙折射效應(ying)(ying)。保(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)中,雙折射效應(ying)(ying)越(yue)(yue)強,波長(chang)越(yue)(yue)短,保(bao)持傳(chuan)輸光(guang)(guang)偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)(zhen)態越(yue)(yue)好(hao)。
保偏光纖的(de)應用及未(wei)來發展方向(xiang)
保偏光纖在(zai)今后幾年(nian)內將(jiang)有較(jiao)大(da)的(de)(de)市(shi)場需求。隨著世界新技術的(de)(de)飛速(su)發展(zhan)和(he)新產品(pin)的(de)(de)不斷開(kai)發,保偏光纖將(jiang)沿(yan)著以下幾個方向(xiang)發展(zhan):
(1)采用光(guang)子晶體光(guang)纖新(xin)技(ji)術制造新(xin)型(xing)的高性(xing)能保偏光(guang)纖;
(2)開發溫度適(shi)應性保偏(pian)光纖,以適(shi)應航(hang)空航(hang)天等(deng)領域環境的要求(qiu);
(3)開(kai)發出各種摻稀土保偏光纖,滿足光放大器等器件應(ying)用的需求;
(4)開(kai)發(fa)氟化物保偏光纖,促(cu)進纖維(wei)光學(xue)干涉(she)技術在紅外天文學(xue)技術領域的發(fa)展;
(5)低衰減保偏(pian)(pian)光(guang)(guang)纖(xian):隨著單模光(guang)(guang)纖(xian)技(ji)術的不(bu)(bu)斷完善,損耗、材料(liao)色散和波導(dao)色散已經不(bu)(bu)再是影響光(guang)(guang)纖(xian)通(tong)(tong)信(xin)的主要(yao)因素(su),單模光(guang)(guang)纖(xian)的偏(pian)(pian)振模色散(PMD)逐漸成為限制光(guang)(guang)纖(xian)通(tong)(tong)信(xin)質量的最嚴重的瓶頸,在10Gbit/s及以(yi)上的高速光(guang)(guang)纖(xian)通(tong)(tong)信(xin)系統中(zhong)表現尤(you)為突出。
(6)利用克爾效應和法(fa)拉第旋光(guang)效應制造(zao)偏振光(guang)器件。
另外根據光纖頭不一樣還有:C-Lens.G-Lens.格林(lin)透鏡(jing)
4.常用光纖規格:
單模:8/125μm,9/125μm,10/125μm
多(duo)模:50/125μm,歐(ou)洲(zhou)標準(zhun)
62.5/125μm,美國標準
工業,醫(yi)療和低速網(wang)絡(luo):100/140μm,200/230μm
塑料:98/1000μm,用于汽車(che)控制
直(zhi)到1960年,美國科學家Maiman發明了世界上第一臺激光(guang)(guang)(guang)(guang)器后,為(wei)光(guang)(guang)(guang)(guang)通(tong)訊提供了良好的光(guang)(guang)(guang)(guang)源。隨(sui)后二十(shi)多年,人們對光(guang)(guang)(guang)(guang)傳輸介質(zhi)進行(xing)了攻關(guan),終于(yu)制成(cheng)了低損耗光(guang)(guang)(guang)(guang)纖,從而(er)奠定了光(guang)(guang)(guang)(guang)通(tong)訊的基石。從此(ci),光(guang)(guang)(guang)(guang)通(tong)訊進入了飛(fei)速發展的階(jie)段。
光纖傳輸有許多突出的優(you)點:
頻(pin)帶(dai)的(de)(de)(de)(de)寬(kuan)窄(zhai)代表傳輸(shu)(shu)容(rong)量(liang)的(de)(de)(de)(de)大小(xiao)。載(zai)波的(de)(de)(de)(de)頻(pin)率越高(gao),可以(yi)傳輸(shu)(shu)信(xin)號的(de)(de)(de)(de)頻(pin)帶(dai)寬(kuan)度(du)(du)就越大。在VHF頻(pin)段,載(zai)波頻(pin)率為48.5MHz~300Mhz。帶(dai)寬(kuan)約250MHz,只能傳輸(shu)(shu)27套電(dian)視(shi)和幾十套調頻(pin)廣(guang)播(bo)。可見光的(de)(de)(de)(de)頻(pin)率達100000GHz,比VHF頻(pin)段高(gao)出一(yi)百多萬倍(bei)。盡管由于光纖對不同(tong)(tong)頻(pin)率的(de)(de)(de)(de)光有不同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)損(sun)耗(hao),使頻(pin)帶(dai)寬(kuan)度(du)(du)受(shou)到影響,但在最低損(sun)耗(hao)區的(de)(de)(de)(de)頻(pin)帶(dai)寬(kuan)度(du)(du)也可達30000GHz。單個光源的(de)(de)(de)(de)帶(dai)寬(kuan)只占了其中很小(xiao)的(de)(de)(de)(de)一(yi)部(bu)分(多模光纖的(de)(de)(de)(de)頻(pin)帶(dai)約幾百兆(zhao)赫,好的(de)(de)(de)(de)單模光纖可達10GHz以(yi)上(shang)),采(cai)用(yong)先進的(de)(de)(de)(de)相干光通(tong)信(xin)可以(yi)在30000GHz范圍內安排2000個光載(zai)波,進行波分復用(yong),可以(yi)容(rong)納(na)上(shang)百萬個頻(pin)道(dao)。
在(zai)同(tong)軸(zhou)電纜(lan)組成(cheng)的(de)系統中,最好(hao)的(de)電纜(lan)在(zai)傳(chuan)輸800MHz信(xin)號時,每(mei)公(gong)里(li)的(de)損(sun)耗(hao)都在(zai)40dB以(yi)上。相比之(zhi)下(xia),光(guang)導纖維的(de)損(sun)耗(hao)則(ze)要(yao)(yao)小(xiao)得多(duo),傳(chuan)輸1.31um的(de)光(guang),每(mei)公(gong)里(li)損(sun)耗(hao)在(zai)0.35dB以(yi)下(xia)若傳(chuan)輸1.55um的(de)光(guang),每(mei)公(gong)里(li)損(sun)耗(hao)更小(xiao),可達0.2dB以(yi)下(xia)。這就比同(tong)軸(zhou)電纜(lan)的(de)功率損(sun)耗(hao)要(yao)(yao)小(xiao)一(yi)億(yi)倍,使其能傳(chuan)輸的(de)距離要(yao)(yao)遠得多(duo)。
此外,光纖傳(chuan)輸損耗(hao)還(huan)有兩個(ge)特(te)點,
一(yi)是在全部有(you)(you)線(xian)電視頻道內具有(you)(you)相同的損耗,不需要像電纜干線(xian)那樣必(bi)須引入(ru)均(jun)衡器進行均(jun)衡;
二是其損耗幾乎不隨溫度(du)而(er)變,不用擔心因環境溫度(du)變化而(er)造(zao)成干線電平的波動。
因為光纖(xian)(xian)非常細,單模光纖(xian)(xian)芯線直(zhi)徑一(yi)般為4um~10um,外徑也只有125um,加上(shang)防水層、加強筋、護套(tao)等,用4~48根(gen)光纖(xian)(xian)組成的(de)(de)光纜(lan)直(zhi)徑還不到13mm,比標準同軸(zhou)電(dian)纜(lan)的(de)(de)直(zhi)徑47mm要小得多,加上(shang)光纖(xian)(xian)是(shi)玻璃纖(xian)(xian)維,比重小,使(shi)它具有直(zhi)徑小、重量輕的(de)(de)特點,安裝十分方便(bian)。
因為光(guang)纖的(de)(de)基本成分是(shi)石英(ying),只傳(chuan)(chuan)(chuan)光(guang),不(bu)導電(dian),不(bu)受電(dian)磁場的(de)(de)作用,在其中(zhong)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)的(de)(de)光(guang)信號(hao)不(bu)受電(dian)磁場的(de)(de)影響,故光(guang)纖傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)對(dui)電(dian)磁干(gan)擾(rao)、工業(ye)干(gan)擾(rao)有(you)很強的(de)(de)抵御能力。也(ye)正因為如此(ci),在光(guang)纖中(zhong)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)的(de)(de)信號(hao)不(bu)易被(bei)竊聽,因而利于保密(mi)。
因為(wei)光纖傳輸一(yi)般(ban)不(bu)需要(yao)中繼放(fang)大,不(bu)會(hui)因為(wei)放(fang)大引(yin)入(ru)新的(de)非線(xian)性(xing)失真(zhen)。只要(yao)激光器的(de)線(xian)性(xing)好,就可(ke)高保真(zhen)地傳輸電視信號。實際測試表明,好的(de)調幅(fu)光纖系統的(de)載波組合(he)三次差(cha)拍(pai)比(bi)C/CTB在(zai)(zai)70dB以上(shang),交調指(zhi)標cM也(ye)在(zai)(zai)60dB以上(shang),遠高于一(yi)般(ban)電纜干線(xian)系統的(de)非線(xian)性(xing)失真(zhen)指(zhi)標。
我們知道,一個系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)靠性(xing)與組成該(gai)系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)設備(bei)數量有關。設備(bei)越多,發生(sheng)故障的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機會越大(da)。因為光纖(xian)系統(tong)(tong)包含的(de)(de)(de)(de)(de)(de)設備(bei)數量少(shao)(不像電纜系統(tong)(tong)那(nei)樣需(xu)要幾十個放大(da)器(qi)),可(ke)靠性(xing)自然(ran)也就高(gao),加上光纖(xian)設備(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)壽命(ming)都(dou)很(hen)長,無故障工作時間(jian)達50萬(wan)~75萬(wan)小時,其(qi)中(zhong)壽命(ming)最(zui)短的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是光發射機中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)激光器(qi),最(zui)低(di)壽命(ming)也在10萬(wan)小時以上。故一個設計(ji)良好、正確(que)安裝調試的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光纖(xian)系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工作性(xing)能(neng)是非(fei)常可(ke)靠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。
有(you)(you)人提出(chu)了新(xin)摩爾定(ding)律(lv),也叫做光(guang)學(xue)定(ding)律(lv)(Optical Law)。該定(ding)律(lv)指出(chu),光(guang)纖傳輸信(xin)息的(de)(de)(de)帶(dai)寬,每6個(ge)月增加1倍,而(er)價格降低(di)1倍。光(guang)通(tong)信(xin)技術(shu)的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan),為(wei)Internet寬帶(dai)技術(shu)的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)奠定(ding)了非常好(hao)的(de)(de)(de)基(ji)礎。這就為(wei)大型有(you)(you)線電(dian)視系統采用光(guang)纖傳輸方式掃(sao)清了最(zui)后一個(ge)障礙。由于制作(zuo)光(guang)纖的(de)(de)(de)材料(石英)來源十分豐富,隨著技術(shu)的(de)(de)(de)進(jin)步(bu),成本還會進(jin)一步(bu)降低(di);而(er)電(dian)纜所需的(de)(de)(de)銅原料有(you)(you)限,價格會越(yue)來越(yue)高。顯(xian)然,今后光(guang)纖傳輸將占(zhan)絕對優勢,成為(wei)建立全省、以至全國有(you)(you)線電(dian)視網(wang)的(de)(de)(de)最(zui)主(zhu)要傳輸手段。
光導纖(xian)維(wei)是由兩(liang)層(ceng)折射(she)(she)率(lv)不(bu)同的(de)(de)玻(bo)(bo)(bo)璃組成。內(nei)層(ceng)為(wei)光內(nei)芯(xin),直(zhi)(zhi)徑在幾微米至幾十微米,外層(ceng)的(de)(de)直(zhi)(zhi)徑0.1~0.2mm。一般內(nei)芯(xin)玻(bo)(bo)(bo)璃的(de)(de)折射(she)(she)率(lv)比外層(ceng)玻(bo)(bo)(bo)璃大1%。根據光的(de)(de)折射(she)(she)和全(quan)反(fan)射(she)(she)原理,當光線射(she)(she)到內(nei)芯(xin)和外層(ceng)界(jie)(jie)面(mian)的(de)(de)角度大于產生全(quan)反(fan)射(she)(she)的(de)(de)臨界(jie)(jie)角時,光線透不(bu)過界(jie)(jie)面(mian),全(quan)部反(fan)射(she)(she)。
造成(cheng)光纖衰減的主要因(yin)素有(you):本征,彎曲,擠壓,雜質,不均勻和對接等(deng)。
本征
是光纖(xian)的固有損耗,包(bao)括:瑞利散射(she),固有吸收等。
彎曲
光纖彎曲時部(bu)分光纖內的光會(hui)因散射(she)而損(sun)(sun)失(shi)掉,造成(cheng)的損(sun)(sun)耗。
擠壓
光纖受到擠壓時產生微(wei)小的彎曲而造成(cheng)的損(sun)耗。
雜質
光(guang)纖(xian)內(nei)雜質吸收和散射(she)在光(guang)纖(xian)中傳(chuan)播的光(guang),造成的損失(shi)。
不均勻
光纖(xian)材料的折(zhe)射(she)率不均勻造成(cheng)的損耗。
對接
光纖(xian)對接時產生(sheng)的(de)損耗,如:不(bu)同軸(單(dan)模光纖(xian)同軸度(du)要求小(xiao)于0.8μm),端面與軸心(xin)不(bu)垂直,端面不(bu)平(ping),對接心(xin)徑(jing)不(bu)匹配和熔(rong)接質量差等。
人為衰減
在實(shi)際的(de)工作中,有時(shi)也有必要進行人為的(de)光(guang)纖衰減(jian),如用于光(guang)通信系統(tong)當中的(de)調試光(guang)功率性能、調試光(guang)纖儀(yi)表的(de)定標(biao)校正(zheng),光(guang)纖信號衰減(jian)的(de)光(guang)纖衰減(jian)器(qi)。
通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)信中所(suo)用的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)纖一(yi)般是(shi)石(shi)(shi)英(ying)光(guang)纖。石(shi)(shi)英(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)名稱叫二(er)氧(yang)化(hua)硅(SiO2),它和(he)我們日(ri)常用來建房子(zi)所(suo)用的(de)(de)(de)(de)(de)砂(sha)子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要成分是(shi)相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)。但(dan)是(shi)普通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)石(shi)(shi)英(ying)材料制(zhi)成的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)纖是(shi)不(bu)能(neng)用于通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)信的(de)(de)(de)(de)(de)。通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)信光(guang)纖必須由純度極高的(de)(de)(de)(de)(de)材料組成;不(bu)過,在主(zhu)體材料里摻(chan)入微量的(de)(de)(de)(de)(de)摻(chan)雜(za)劑,可以使纖芯和(he)包層的(de)(de)(de)(de)(de)折射率(lv)略有不(bu)同(tong),這(zhe)是(shi)有利于通(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)信的(de)(de)(de)(de)(de)。
制(zhi)造光纖的(de)方(fang)(fang)法(fa)很多,主要(yao)(yao)有:管內(nei)CVD(化學(xue)汽相(xiang)(xiang)沉積(ji))法(fa),棒(bang)內(nei)CVD法(fa),PCVD(等離子(zi)體化學(xue)汽相(xiang)(xiang)沉積(ji))法(fa)和VAD(軸向汽相(xiang)(xiang)沉積(ji))法(fa)。但不論用哪一種方(fang)(fang)法(fa),都要(yao)(yao)先在(zai)高(gao)溫(wen)下(xia)做成(cheng)預制(zhi)棒(bang),然后在(zai)高(gao)溫(wen)爐中加(jia)溫(wen)軟化,拉(la)成(cheng)長絲(si),再進行涂覆、套塑,成(cheng)為(wei)光纖芯線。光纖的(de)制(zhi)造要(yao)(yao)求(qiu)每道工序都要(yao)(yao)相(xiang)(xiang)稱精密(mi),由計(ji)算(suan)機控制(zhi)。在(zai)制(zhi)造光纖的(de)過(guo)程中,要(yao)(yao)注重:
①光纖原材料的純度必須很高。
②必須防止(zhi)雜質污染,以及氣泡(pao)混入光纖。
③要準(zhun)確控制折(zhe)射(she)率的分布;
④正確控制光(guang)纖的結(jie)構尺寸(cun);
⑤盡(jin)量減小光(guang)纖(xian)表面(mian)的傷痕損害,提(ti)高光(guang)纖(xian)機械強度(du)。
管棒法
將內芯玻(bo)璃(li)棒插入外層玻(bo)璃(li)管中(zhong)(盡量緊(jin)密),熔融拉絲;
雙坩堝法
在(zai)兩個同(tong)心鉑坩堝(guo)(guo)內(nei),將內(nei)芯(xin)和(he)外層(ceng)玻(bo)璃料分別放入內(nei)、外坩堝(guo)(guo)中(zhong);
分子填充法
將微孔石英(ying)玻璃棒浸(jin)入高折射(she)率的添(tian)加劑(ji)溶(rong)液中,得所需折射(she)率分布的斷面結(jie)構,再進行拉絲操作,它的工藝比較復雜。在光(guang)(guang)導纖(xian)維通信中還可用內外氣相沉積法等,以保證能制(zhi)造出(chu)光(guang)(guang)損耗率低的光(guang)(guang)導纖(xian)維。
太空融拉法
將光纖的(de)拉絲(si)裝置放到(dao)太空的(de)微重(zhong)力(li)環境下(xia)去拉制,可以(yi)獲得地(di)球上無法得到(dao)的(de)超(chao)長的(de)高質量導光纖維。
在(zai)實際(ji)應用中,光纖(xian)與(yu)光纖(xian)的(de)連接(jie),一般采用熱熔(rong)接(jie)和冷(leng)接(jie)兩種方(fang)法來進行施(shi)工。
熱熔接法
使用(yong)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)熔接(jie)機的高(gao)壓電(dian)弧將(jiang)兩(liang)根光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)熔化后連接(jie)起來,這種方(fang)法早(zao)期(qi)一般(ban)用(yong)于(yu)長距離通訊施(shi)工,不過隨著國民對(dui)網(wang)速需(xu)求的提高(gao)和光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)入戶的興起,熱熔接(jie)法也用(yong)于(yu)短距離光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)鋪(pu)設施(shi)工(如小區寬(kuan)帶網(wang)和光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)入戶等),已成(cheng)為國際(ji)上主流的光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)施(shi)工方(fang)法。
冷接法
冷接(jie)法是相(xiang)對(dui)于熱熔接(jie)法而言的(de),指(zhi)不需要高壓電弧放電來融(rong)化(hua)光纖,而使用光纖冷接(jie)子來將光纖連接(jie)起來或將光纖接(jie)入到光通訊設備中(zhong)。
根(gen)(gen)據不(bu)同光(guang)纖的分類(lei)標準的分類(lei)方(fang)法,同一根(gen)(gen)光(guang)纖將會有(you)不(bu)同的名稱。
按光(guang)纖的材(cai)料分類
按照光纖的材料,可以將(jiang)光纖的種類分為石英光纖和全塑光纖。
石(shi)英光纖(xian)一(yi)般是指由摻雜(za)石(shi)英芯和(he)摻雜(za)石(shi)英包層(ceng)組成的光纖(xian)。這種(zhong)光纖(xian)有(you)很低(di)的損耗(hao)和(he)中(zhong)等程度的色(se)散(san)。通信(xin)用光纖(xian)絕大多數是石(shi)英光纖(xian)。
全(quan)塑光纖(xian)(xian)是一種通(tong)(tong)信(xin)用(yong)新型光纖(xian)(xian),尚在(zai)研制、試用(yong)階段。全(quan)塑光纖(xian)(xian)具有損(sun)耗大(da)、纖(xian)(xian)芯粗(直徑100~600μm)、數值(zhi)孔徑(NA)大(da)(一般為(wei)0.3~0.5,可與光斑較(jiao)大(da)的(de)光源(yuan)耦合(he)使用(yong))及制造成本較(jiao)低等(deng)特(te)點。目全(quan)塑光纖(xian)(xian)適合(he)于較(jiao)短長(chang)度的(de)應用(yong),如室內(nei)計算機(ji)聯網和(he)船舶內(nei)的(de)通(tong)(tong)信(xin)等(deng)。
按光纖剖面折(zhe)射率分布(bu)分類
按照光(guang)纖(xian)剖面(mian)折射率分(fen)布的(de)不同,可以將光(guang)纖(xian)的(de)種(zhong)類分(fen)為階(jie)躍型光(guang)纖(xian)和漸(jian)變型光(guang)纖(xian)。
按傳輸模式分類
按照光纖(xian)傳輸的模(mo)式數(shu)量,可以將光纖(xian)的種類(lei)分為多模(mo)光纖(xian)和單模(mo)光纖(xian)。
單模(mo)(mo)(mo)光纖(xian)是(shi)只能傳(chuan)輸一種模(mo)(mo)(mo)式的光纖(xian)。單模(mo)(mo)(mo)光纖(xian)只能傳(chuan)輸基模(mo)(mo)(mo)(最低階模(mo)(mo)(mo)),不存在(zai)模(mo)(mo)(mo)間時延差,具有比多模(mo)(mo)(mo)光纖(xian)大得(de)多的帶寬,這對于(yu)高碼速傳(chuan)輸是(shi)非(fei)常(chang)重要的。單模(mo)(mo)(mo)光纖(xian)的模(mo)(mo)(mo)場直徑僅幾(ji)微(wei)米(μm),其帶寬一般(ban)比漸變型多模(mo)(mo)(mo)光纖(xian)的帶寬高一兩個數量(liang)級。因此,它適用于(yu)大容量(liang)、長距離(li)通信。
按照國際標準(zhun)規定分類(lei)(按照ITU-T建議分類(lei))
為(wei)了使光(guang)(guang)纖(xian)(xian)具有統(tong)一的(de)(de)國(guo)際標準(zhun),國(guo)際電信(xin)聯(lian)盟(ITU-T)制定(ding)了統(tong)一的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)標準(zhun)(G標準(zhun))。按照ITU-T關于(yu)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)建議,可以將光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)種類(lei)分為(wei):
G.651 光纖(50/125μm多模漸(jian)變型折射率光纖)
G.652 光(guang)纖(非色(se)散位(wei)移(yi)光(guang)纖)
G.653 光纖(xian)(色(se)散位移光纖(xian)DSF)
G.654 光纖(截止波長位移(yi)光纖)
G.655 光纖(xian)(非零色散位移光纖(xian))。
為(wei)了(le)適應新技術的(de)發展需要,G.652類(lei)光纖已進(jin)一(yi)步分為(wei)了(le)G.652A、G.652B、G.652C三個子類(lei),G.655類(lei)光纖也進(jin)一(yi)步分為(wei)了(le)G.655A、G.655B 兩(liang)個子類(lei)。
按照IEC 標準(zhun)分(fen)類,IEC標準(zhun)將光(guang)纖的種類分(fen)為(wei)
A 類多模光纖(xian):
A1a 多模光(guang)纖(50/125μm型多模光(guang)纖)
A1b 多模光纖(62.5/125μm型多模光纖)
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(guang)(guang)纖,增加了B1.3光(guang)(guang)纖以對應于G652C光(guang)(guang)纖
B1.2 對應于(yu)G654光纖
B2 光纖對應于G.653光纖
B4 光(guang)纖對應于G.655光(guang)纖
高(gao)分子光(guang)導纖維(wei)開發(fa)之初(chu),僅用于(yu)(yu)汽(qi)車照明燈的(de)控制和裝(zhuang)飾(shi)。主(zhu)要(yao)用于(yu)(yu)醫學(xue)、裝(zhuang)飾(shi)、汽(qi)車、船舶等(deng)(deng)方面,以顯示元件為主(zhu)。在(zai)通信和圖像傳(chuan)輸方面,高(gao)分子光(guang)導纖維(wei)的(de)應(ying)用日益增多(duo),工業上用于(yu)(yu)光(guang)導向器、顯示盤、標識、開關類照明調節、光(guang)學(xue)傳(chuan)感器等(deng)(deng)。
光導纖維(wei)(wei)可以用在(zai)通信(xin)技術里。1979年9月,一(yi)條3.3公里的120路光纜通信(xin)系統(tong)在(zai)北(bei)京建成,幾年后上海(hai)、天(tian)津(jin)、武漢等地也相繼鋪設了光纜線路,利用光導纖維(wei)(wei)進行通信(xin)。
多模光導纖維做(zuo)成(cheng)的光纜可用于通(tong)信(xin)(xin),它(ta)的傳導性能良(liang)好,傳輸信(xin)(xin)息容(rong)量大(da),一(yi)條通(tong)路可同時(shi)容(rong)納(na)數十(shi)人通(tong)話。可以同時(shi)傳送數十(shi)套電視(shi)節目,供自由選看。
利用光導纖維(wei)進行(xing)的(de)通(tong)信叫光纖通(tong)信。一對(dui)金屬電(dian)話(hua)線至(zhi)多只(zhi)能同時傳送一千多路(lu)電(dian)話(hua),而(er)根據(ju)理論計算,一對(dui)細如蛛絲的(de)光導纖維(wei)可(ke)以同時通(tong)一百億路(lu)電(dian)話(hua)!鋪設1000公里的(de)同軸電(dian)纜(lan)大約需(xu)(xu)要500噸銅,改用光纖通(tong)信只(zhi)需(xu)(xu)幾(ji)公斤石英就可(ke)以了(le)。沙(sha)石中就含有石英,幾(ji)乎是取之(zhi)不(bu)盡的(de)。
光導(dao)纖(xian)維(wei)內窺鏡可(ke)導(dao)入心臟(zang)和腦室,測量心臟(zang)中(zhong)的血(xue)壓(ya)、血(xue)液(ye)中(zhong)氧的飽和度、體溫等。用(yong)光導(dao)纖(xian)維(wei)連接(jie)的激光手術刀已在臨床應用(yong),并可(ke)用(yong)作(zuo)光敏法治(zhi)癌。
另外,利用光(guang)(guang)導纖(xian)維(wei)(wei)制成的(de)內窺(kui)鏡,可(ke)以(yi)幫助醫生檢查胃(wei)、食道、十二指腸等(deng)的(de)疾病。光(guang)(guang)導纖(xian)維(wei)(wei)胃(wei)鏡是(shi)由上千根玻璃纖(xian)維(wei)(wei)組(zu)成的(de)軟(ruan)管,它有(you)輸送光(guang)(guang)線、傳導圖(tu)像的(de)本領,又有(you)柔軟(ruan)、靈活(huo),可(ke)以(yi)任(ren)意彎曲等(deng)優(you)點,可(ke)以(yi)通過食道插入胃(wei)里。光(guang)(guang)導纖(xian)維(wei)(wei)把胃(wei)里的(de)圖(tu)像傳出來,醫生就可(ke)以(yi)窺(kui)見(jian)胃(wei)里的(de)情形,然后根據情況(kuang)進行診斷(duan)和治療。
光導纖(xian)維可(ke)(ke)以(yi)(yi)把(ba)陽光送到各(ge)(ge)個角落,還可(ke)(ke)以(yi)(yi)進行機(ji)械加工。計算機(ji)、機(ji)器(qi)人(ren)、汽車配電盤等也已成功地用光導纖(xian)維傳輸(shu)(shu)光源或(huo)圖像。如與敏感(gan)(gan)元件組合或(huo)利用本身的特性,則(ze)可(ke)(ke)以(yi)(yi)做成各(ge)(ge)種(zhong)傳感(gan)(gan)器(qi),測(ce)量壓力、流(liu)量、溫度、位移(yi)、光澤和顏色等。在能(neng)量傳輸(shu)(shu)和信息傳輸(shu)(shu)方面也獲得廣泛的應用。
由于光(guang)纖(xian)的良好的物理特性,光(guang)纖(xian)照明(ming)和LED照明(ming)已(yi)越(yue)來(lai)越(yue)成為藝術裝修美化的用(yong)途。
應用如下:
門頭(tou)店名(標設)和LOGO采用粗光纖制(zhi)作光暈照明。
門(men)頭的(de)局部輪廓采用Φ18(Φ14)的(de)側光纖進行(xing)照明(ming)。
場所外(wai)立面局(ju)部采用光纖(xian)三維(wei)鏡。
采用(yong)藝術分布的光纖點(dian)陣,配置光纖照明YY-S150光纖掃(sao)描機。
在草坪上布置(zhi)光纖地燈。
光纖瀑布、光纖立體球等藝術(shu)造型(xing)。
同時也(ye)用在裝飾顯(xian)示、廣告顯(xian)示。
光纖(xian)也可以用作各種(zhong)視覺藝術(shu)的展示等,光纖(xian)的特(te)性(xing)得到(dao)充分(fen)的應用,如(ru)圖所示:
光(guang)(guang)纖成為裝飾品:利(li)用光(guang)(guang)纖發光(guang)(guang)的特(te)性,可(ke)以做成各種(zhong)色彩(cai)的熒光(guang)(guang)光(guang)(guang)纖、滿天星光(guang)(guang)纖花瓶、做禮(li)品晚會用,還是室內裝飾都很漂亮:如下(xia)圖:
過去(qu),石油(you)工業(ye)只能(neng)利(li)用現有的技(ji)術(shu)開采(cai)油(you)氣儲量,常常無法滿足快速投資回收(shou)和最大化油(you)氣采(cai)收(shou)率(lv)的需求(qiu),并導(dao)致原油(you)采(cai)收(shou)率(lv)平(ping)均只有35%左(zuo)右。井(jing)下系統供應(ying)商(shang)預測,通過利(li)用智能(neng)井(jing)技(ji)術(shu)可以使(shi)原油(you)采(cai)收(shou)率(lv)提高到50%~60%。
在開(kai)發(fa)井(jing)中(zhong)傳感器之前,收集(ji)井(jing)下信息的(de)唯(wei)一方法(fa)是測井(jing)。測井(jing)方法(fa)雖然能提供有價值的(de)數據(ju),但作業(ye)成本高,并有可能對井(jing)產(chan)生損害。因此,需(xu)要更好(hao)的(de)井(jing)下技術(shu)提高無干擾(rao)流動(dong)監測和控制。
可以共同提(ti)高采收率的技術有:
·電子(zi)井下傳感器,提供定點溫度和壓力監測;
·流量(liang)和含水(shui)量(liang)傳感器;
·井下電-液壓操控流動(dong)控制系統(tong);
·基于實時油藏動態數據(ju);
·優化油藏模擬;
·高(gao)溫光(guang)纖井下傳感(gan)器;
·電子與(yu)光纖(xian)井(jing)口濕式連接系統。
過去幾年(nian),傳感器技(ji)(ji)術(shu)愈來愈多(duo)地從其它(ta)行業(ye)轉向海上(shang)和井(jing)下,特別(bie)是光纖(xian)傳感器技(ji)(ji)術(shu),光纖(xian)傳感器極(ji)大地提(ti)高(gao)了(le)高(gao)溫系(xi)統的(de)可靠性(xing)。近(jin)期,大型(xing)井(jing)下設(she)備供應商(shang)經常與光纖(xian)探測技(ji)(ji)術(shu)專(zhuan)業(ye)公(gong)司(si)合(he)作或(huo)收(shou)購這類公(gong)司(si),充分證實了(le)這項技(ji)(ji)術(shu)的(de)潛力。
光(guang)纖傳(chuan)感(gan)器系列包括3項(xiang)被證實的(de)核(he)心技術和1項(xiang)待(dai)開發的(de)技術:
·分布式溫(wen)度(du)探測(ce)(DTS)。該項技術憑(ping)借一定長(chang)度(du)的光纖(xian)監測(ce)不同位置上(shang)溫(wen)度(du)的變化。其溫(wen)度(du)分辨(bian)(bian)率(lv)為0.1oC,位置分辨(bian)(bian)率(lv)為1m(光纖(xian)長(chang)度(du)大于10000m)。
·光(guang)纖還可(ke)以作為(wei)直接讀值的機械點源(yuan)傳(chuan)感器(qi)。最簡單的形式,可(ke)能只是一(yi)個空(kong)腔,隨外部壓力(li)改變(bian)長(chang)度,入射(she)到空(kong)腔的光(guang)信號強度隨空(kong)腔長(chang)度而下降。光(guang)纖傳(chuan)送設備(bei)允許在(zai)一(yi)根光(guang)纖上組合(he)多個傳(chuan)感器(qi),測量(liang)不同物理變(bian)量(liang)。
·化學(xue)探測。專業光(guang)纖的開發(fa)與(yu)工業應用(yong)正在(zai)增長(chang),它們(men)對化學(xue)物質的存在(zai)和豐度比(bi)較(jiao)敏感(gan)。這種技術(shu)還不太先進,但很有發(fa)展(zhan)潛力。
光(guang)纖收發器是一(yi)種將短距離的(de)(de)雙絞線電信號(hao)和長(chang)距離的(de)(de)光(guang)信號(hao)進行互換的(de)(de)以(yi)太(tai)網(wang)(wang)(wang)傳輸媒體轉(zhuan)(zhuan)換單元,在很多地(di)方也被稱(cheng)之為光(guang)電轉(zhuan)(zhuan)換器。產品一(yi)般應用在以(yi)太(tai)網(wang)(wang)(wang)電纜(lan)無法覆(fu)蓋、必須使(shi)用光(guang)纖來延長(chang)傳輸距離的(de)(de)實際網(wang)(wang)(wang)絡環境(jing)中,且通常(chang)定位(wei)于(yu)寬帶城域(yu)網(wang)(wang)(wang)的(de)(de)接(jie)入層(ceng)(ceng)應用;同時(shi)在幫助把光(guang)纖最(zui)后一(yi)公里線路連接(jie)到(dao)城域(yu)網(wang)(wang)(wang)和更外(wai)層(ceng)(ceng)的(de)(de)網(wang)(wang)(wang)絡上也發揮了巨大的(de)(de)作用。
企(qi)業在(zai)(zai)進行(xing)信(xin)息化基礎(chu)建設(she)時,通常(chang)更多地關注路由器、交換(huan)機乃至網(wang)(wang)(wang)卡等(deng)用于節點數(shu)據(ju)(ju)交換(huan)的(de)網(wang)(wang)(wang)絡設(she)備(bei),卻往往忽略介(jie)質(zhi)轉(zhuan)換(huan)這(zhe)種非網(wang)(wang)(wang)絡核心必不可少(shao)的(de)設(she)備(bei)。特別是(shi)在(zai)(zai)一些要(yao)求信(xin)息化程(cheng)度(du)高(gao)、數(shu)據(ju)(ju)流量較大的(de)政府機構和企(qi)業,網(wang)(wang)(wang)絡建設(she)時需要(yao)直接上連到以光纖為傳輸(shu)介(jie)質(zhi)的(de)骨干網(wang)(wang)(wang),而企(qi)業內部局域網(wang)(wang)(wang)的(de)傳輸(shu)介(jie)質(zhi)一般為銅線(xian),確保(bao)數(shu)據(ju)(ju)包在(zai)(zai)不同網(wang)(wang)(wang)絡間(jian)順暢傳輸(shu)的(de)介(jie)質(zhi)轉(zhuan)換(huan)設(she)備(bei)成為必需品。
國外和(he)(he)(he)國內生(sheng)產光(guang)纖收發器(qi)的廠商很多(duo),產品線也(ye)極(ji)為豐富(fu)。為了(le)保證(zheng)與其他廠家的網(wang)(wang)卡、中繼器(qi)、集線器(qi)和(he)(he)(he)交換機等(deng)網(wang)(wang)絡設備(bei)的完全兼容,光(guang)纖收發器(qi)產品必須(xu)嚴格符合(he)10Base-T、100Base-TX、100Base-FX、IEEE802.3和(he)(he)(he)IEEE802.3u等(deng)以太網(wang)(wang)標(biao)準,除此之外,在(zai)(zai)EMC防電(dian)磁輻射方面應(ying)符合(he)FCC Part15。時(shi)下由于國內各大運(yun)營商正在(zai)(zai)大力(li)建設小區(qu)網(wang)(wang)、校(xiao)園網(wang)(wang)和(he)(he)(he)企業網(wang)(wang),因此光(guang)纖收發器(qi)產品的用量也(ye)在(zai)(zai)不斷提高(gao),以更好地滿足(zu)接(jie)入網(wang)(wang)的建設需要。
隨著(zhu)光(guang)纖收發器產品的多樣(yang)化發展,其分類方法(fa)也各異,但各種(zhong)分類方法(fa)之間又有著(zhu)一定的關聯(lian)。
單模光纖收發器(qi):傳輸(shu)距離20公里至120公里
多模光纖收發(fa)器:傳輸距(ju)離(li)2公(gong)里(li)到5公(gong)里(li)
按光(guang)(guang)纖(xian)來分(fen),可以(yi)分(fen)為多模光(guang)(guang)纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)和(he)(he)單模光(guang)(guang)纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)。由于使用的(de)光(guang)(guang)纖(xian)不(bu)同,收(shou)發(fa)器(qi)所能傳(chuan)輸(shu)(shu)的(de)距離(li)(li)也不(bu)一樣,多模收(shou)發(fa)器(qi)一般(ban)的(de)傳(chuan)輸(shu)(shu)距離(li)(li)在2公(gong)(gong)里(li)到5公(gong)(gong)里(li)之間,而單模收(shou)發(fa)器(qi)覆蓋的(de)范(fan)圍(wei)可以(yi)從20公(gong)(gong)里(li)至120公(gong)(gong)里(li)。需要指出的(de)是因(yin)傳(chuan)輸(shu)(shu)距離(li)(li)的(de)不(bu)同,光(guang)(guang)纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)本(ben)身(shen)的(de)發(fa)射功率、接收(shou)靈敏(min)度(du)和(he)(he)使用波長也會不(bu)一樣。
如(ru)5公里光纖收(shou)發(fa)器(qi)的發(fa)射功率(lv)一(yi)般在-20~-14db之(zhi)間,接收(shou)靈(ling)敏度為(wei)-30db,使(shi)用1310nm的波(bo)(bo)長;而(er)120公里光纖收(shou)發(fa)器(qi)的發(fa)射功率(lv)多在-5~0dB之(zhi)間,接收(shou)靈(ling)敏度為(wei)-38dB,使(shi)用1550nm的波(bo)(bo)長。
按所(suo)需(xu)光(guang)纖分類:
單(dan)纖光纖收(shou)發器(qi):接收(shou)發送(song)的數(shu)據在一根光纖上傳輸
雙纖光(guang)纖收發器:接收發送的數據在一(yi)對光(guang)纖上傳輸
顧名思(si)義,單(dan)(dan)纖(xian)(xian)(xian)設備可以節省一半的光(guang)纖(xian)(xian)(xian),即在一根光(guang)纖(xian)(xian)(xian)上(shang)(shang)實(shi)現數據的接收和發(fa)送,在光(guang)纖(xian)(xian)(xian)資源緊張的地方(fang)十分適用(yong)。這類(lei)產品采用(yong)了(le)波分復(fu)用(yong)的技術,使(shi)(shi)用(yong)的波長(chang)多為1310nm和1550nm。但(dan)由于單(dan)(dan)纖(xian)(xian)(xian)收發(fa)器產品沒(mei)有統(tong)一國際(ji)標(biao)準,因此不(bu)同(tong)廠商產品在互(hu)聯互(hu)通時可能會存在不(bu)兼容的情(qing)況(kuang)。另外由于使(shi)(shi)用(yong)了(le)波分復(fu)用(yong),單(dan)(dan)纖(xian)(xian)(xian)收發(fa)器產品普遍存在信(xin)號衰(shuai)耗大的特點(dian)。市面上(shang)(shang)的光(guang)纖(xian)(xian)(xian)收發(fa)器多為雙纖(xian)(xian)(xian)產品,此類(lei)產品較(jiao)為成熟(shu)和穩定,但(dan)需要(yao)更多的光(guang)纖(xian)(xian)(xian)。
按工作層次/速率分(fen)類
100M以太網光纖收(shou)發器:工作在物理層
10/100M以太網光纖收發器:工作在數(shu)據鏈路層
按工(gong)作(zuo)(zuo)層(ceng)次/速(su)率(lv)來(lai)(lai)分,可(ke)以分為單(dan)10M、100M的(de)(de)(de)光纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)、10/100M自適應的(de)(de)(de)光纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)和(he)1000M光纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)。其中單(dan)10M和(he)100M的(de)(de)(de)收(shou)發(fa)器(qi)產品(pin)工(gong)作(zuo)(zuo)在物理層(ceng),在這(zhe)一層(ceng)工(gong)作(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)收(shou)發(fa)器(qi)產品(pin)是(shi)按位來(lai)(lai)轉發(fa)數據。該轉發(fa)方式具有轉發(fa)速(su)度快、通透率(lv)高、時延低等方面的(de)(de)(de)優勢,適合應用于(yu)速(su)率(lv)固定的(de)(de)(de)鏈路上,同時由于(yu)此(ci)類(lei)設備在正常通信前沒有一個(ge)自協(xie)商(shang)的(de)(de)(de)過程,因此(ci)在兼容性(xing)和(he)穩(wen)定性(xing)方面做(zuo)得更(geng)好。
而(er)10/100M光纖(xian)收發(fa)器(qi)是工作(zuo)在數(shu)據(ju)(ju)鏈路層,在這一層光纖(xian)收發(fa)器(qi)使用存(cun)(cun)儲轉發(fa)的(de)(de)機制,這樣轉發(fa)機制對接(jie)收到的(de)(de)每(mei)一個數(shu)據(ju)(ju)包(bao)(bao)都要讀取它的(de)(de)源(yuan)MAC地(di)址(zhi)、目的(de)(de)MAC地(di)址(zhi)和數(shu)據(ju)(ju)凈(jing)荷,并在完成(cheng)CRC循環冗余校驗以(yi)后才將(jiang)該數(shu)據(ju)(ju)包(bao)(bao)轉發(fa)出去。存(cun)(cun)儲轉發(fa)的(de)(de)好處(chu)一來可以(yi)防(fang)止一些錯誤的(de)(de)幀(zhen)在網絡(luo)中(zhong)傳播,占用寶貴(gui)的(de)(de)網絡(luo)資源(yuan),同(tong)時(shi)還可以(yi)很好地(di)防(fang)止由(you)于網絡(luo)擁塞造成(cheng)的(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)包(bao)(bao)丟失(shi),當(dang)數(shu)據(ju)(ju)鏈路飽和時(shi)存(cun)(cun)儲轉發(fa)可以(yi)將(jiang)無法轉發(fa)的(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)先放在收發(fa)器(qi)的(de)(de)緩存(cun)(cun)中(zhong),等待網絡(luo)空閑時(shi)再進行(xing)轉發(fa)。這樣既減少了數(shu)據(ju)(ju)沖突的(de)(de)可能又保(bao)證了數(shu)據(ju)(ju)傳輸的(de)(de)可靠性,因此10/100M的(de)(de)光纖(xian)收發(fa)器(qi)適合于工作(zuo)在速率不固定的(de)(de)鏈路上(shang)。
按結構分類
桌(zhuo)面式(shi)(shi)(獨立式(shi)(shi))光纖收發器:獨立式(shi)(shi)用戶端(duan)設備
機(ji)架式(模(mo)塊化)光纖收發器(qi):安裝(zhuang)于十六(liu)槽機(ji)箱,采用(yong)集(ji)中(zhong)供電方式
按結(jie)構(gou)來(lai)分,可以(yi)分為(wei)桌面(mian)式(shi)(獨立式(shi))光纖收(shou)(shou)發(fa)器和機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)式(shi)光纖收(shou)(shou)發(fa)器。桌面(mian)式(shi)光纖收(shou)(shou)發(fa)器適合于單個用戶(hu)使用,如滿(man)足(zu)樓道中單臺交換機(ji)(ji)的(de)(de)上聯(lian)。機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)式(shi)(模塊(kuai)(kuai)化)光纖收(shou)(shou)發(fa)器適用于多用戶(hu)的(de)(de)匯聚,如小區的(de)(de)中心機(ji)(ji)房必須(xu)滿(man)足(zu)小區內(nei)所有(you)交換機(ji)(ji)的(de)(de)上聯(lian),使用機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)便于實現對所有(you)模塊(kuai)(kuai)型光纖收(shou)(shou)發(fa)器的(de)(de)統(tong)一管理和統(tong)一供電(dian),國內(nei)的(de)(de)機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)多為(wei)16槽產品,即一個機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)中最多可加插16個模塊(kuai)(kuai)式(shi)光纖收(shou)(shou)發(fa)器。
按管理類型分類
非網管型收發器:即插即用,通過硬件撥(bo)碼開關設置電口工作模式(shi)
網管型收(shou)發(fa)器:支持(chi)電信(xin)級網絡管理
按網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)來分(fen),可以(yi)分(fen)為(wei)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)型光(guang)纖(xian)(xian)(xian)收(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)器(qi)和非網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)型光(guang)纖(xian)(xian)(xian)收(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)器(qi)。隨著網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)絡(luo)(luo)向著可運營可管(guan)(guan)理的(de)(de)方向發(fa)(fa)展(zhan),大多數運營商都希望自己(ji)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)絡(luo)(luo)中的(de)(de)所(suo)(suo)(suo)有(you)設備均能做到(dao)可遠(yuan)程(cheng)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)的(de)(de)程(cheng)度,光(guang)纖(xian)(xian)(xian)收(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)器(qi)產(chan)品(pin)與交換機、路由器(qi)一樣也逐(zhu)步向這個方向發(fa)(fa)展(zhan)。對于(yu)可網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)的(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)收(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)器(qi)還可以(yi)細(xi)分(fen)為(wei)局端可網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)和用戶端可網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)。局端可網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)的(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)收(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)器(qi)主要(yao)是機架(jia)式(shi)產(chan)品(pin),多采用主從式(shi)的(de)(de)管(guan)(guan)理結(jie)構(gou),即一個主網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)模(mo)塊(kuai)(kuai)可串聯N個從網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)模(mo)塊(kuai)(kuai),每(mei)個從網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)模(mo)塊(kuai)(kuai)定期輪詢它所(suo)(suo)(suo)在子架(jia)上(shang)(shang)所(suo)(suo)(suo)有(you)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)收(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)器(qi)的(de)(de)狀態(tai)信(xin)息(xi),向主網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)模(mo)塊(kuai)(kuai)提交。主網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)模(mo)塊(kuai)(kuai)一方面需要(yao)輪詢自己(ji)機架(jia)上(shang)(shang)的(de)(de)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)信(xin)息(xi),另一方面還需收(shou)(shou)(shou)集所(suo)(suo)(suo)有(you)從子架(jia)上(shang)(shang)的(de)(de)信(xin)息(xi),然(ran)后匯總并提交給網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)服務(wu)器(qi)。如武漢烽火網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)絡(luo)(luo)所(suo)(suo)(suo)提供(gong)的(de)(de)OL200系列網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)型光(guang)纖(xian)(xian)(xian)收(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)器(qi)產(chan)品(pin)支持1(主)9(從)的(de)(de)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)結(jie)構(gou),一次性最(zui)多可管(guan)(guan)理150個光(guang)纖(xian)(xian)(xian)收(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)器(qi)。
按電源分類
內置電(dian)源(yuan)(yuan):內置開關電(dian)源(yuan)(yuan)為電(dian)信級電(dian)源(yuan)(yuan)
外(wai)置電源:外(wai)置變壓器電源多使(shi)用(yong)在民用(yong)設(she)備上
按電源(yuan)來分,可以(yi)分為內(nei)置(zhi)電源(yuan)和外置(zhi)電源(yuan)兩(liang)種。其中內(nei)置(zhi)開關電源(yuan)為電信級(ji)電源(yuan),而外置(zhi)變(bian)壓器電源(yuan)多(duo)使用在(zai)民(min)用設(she)(she)(she)備上(shang)。前者的優(you)勢在(zai)于能支持(chi)超寬的電源(yuan)電壓,更好地實現穩壓、濾波和設(she)(she)(she)備電源(yuan)保護,減少機械式接觸造成(cheng)的外置(zhi)故障點(dian);后者的優(you)勢在(zai)于設(she)(she)(she)備體(ti)積小巧和價格便宜。
按工作方式分類
全(quan)(quan)雙(shuang)(shuang)工(gong)方(fang)式(shi)(shi)(shi)(full duplex)是(shi)指當(dang)數(shu)據(ju)的(de)發送(song)和(he)接(jie)收(shou)分流,分別由兩根(gen)不同(tong)的(de)傳輸線(xian)傳送(song)時(shi)(shi),通信雙(shuang)(shuang)方(fang)都能在同(tong)一(yi)時(shi)(shi)刻(ke)進行(xing)發送(song)和(he)接(jie)收(shou)操作(zuo),這樣的(de)傳送(song)方(fang)式(shi)(shi)(shi)就是(shi)全(quan)(quan)雙(shuang)(shuang)工(gong)制,如圖1所(suo)示。在全(quan)(quan)雙(shuang)(shuang)工(gong)方(fang)式(shi)(shi)(shi)下,通信系統的(de)每(mei)一(yi)端都設置了(le)發送(song)器和(he)接(jie)收(shou)器,因(yin)此,能控制數(shu)據(ju)同(tong)時(shi)(shi)在兩個方(fang)向(xiang)上(shang)傳送(song)。全(quan)(quan)雙(shuang)(shuang)工(gong)方(fang)式(shi)(shi)(shi)無需進行(xing)方(fang)向(xiang)的(de)切換,因(yin)此,沒有切換操作(zuo)所(suo)產生的(de)時(shi)(shi)間(jian)延(yan)遲。
半(ban)(ban)雙(shuang)(shuang)式(shi)(shi)方式(shi)(shi)(half duplex)是(shi)指使(shi)用同一(yi)根傳(chuan)(chuan)輸線(xian)既作接(jie)(jie)收(shou)又作發(fa)(fa)送(song),雖然數據可以在兩個方向上傳(chuan)(chuan)送(song),但通信(xin)雙(shuang)(shuang)方不能同時收(shou)發(fa)(fa)數據,這樣的(de)傳(chuan)(chuan)送(song)方式(shi)(shi)就是(shi)半(ban)(ban)雙(shuang)(shuang)工制。采用半(ban)(ban)雙(shuang)(shuang)工方式(shi)(shi)時,通信(xin)系統每一(yi)端(duan)的(de)發(fa)(fa)送(song)器和接(jie)(jie)收(shou)器,通過收(shou)/發(fa)(fa)開關轉接(jie)(jie)到通信(xin)線(xian)上,進(jin)行方向的(de)切換,因此(ci),會產生(sheng)時間(jian)延(yan)遲(chi)。市(shi)面上有些晶片,只(zhi)能使(shi)用全雙(shuang)(shuang)工環境,無法支持半(ban)(ban)雙(shuang)(shuang)工,若(ruo)接(jie)(jie)至其他品(pin)牌的(de)交換機(ji)(N-Way Switch)或集線(xian)器(HUB),其又使(shi)用半(ban)(ban)雙(shuang)(shuang)工模式(shi)(shi),則一(yi)定會造成嚴重的(de)沖(chong)撞(zhuang)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為多模,并且(qie)可能(neng)標有mm
9/125(g652)為單模,并(bing)且可能標有sm
光纖磨制端頭
在(zai)放(fang)大(da)鏡下可(ke)辨別,多模呈同心圓
單(dan)模(mo)中(zhong)間有一黑點
熔(rong)接機熔(rong)接時從屏(ping)上可辨別
多模纖(xian)中間(jian)沒白條
單模中間(jian)有一白條
同時(shi),熔(rong)接(jie)(jie)(jie)機對多模(mo)(mo)光纜不(bu)做熔(rong)接(jie)(jie)(jie)損耗計算(suan)。再(zai),單模(mo)(mo)與多模(mo)(mo)光纖熔(rong)接(jie)(jie)(jie)機不(bu)能熔(rong)接(jie)(jie)(jie)。
單模收發器可以用于(yu)多(duo)模光纜鏈路,但注意跳線要(yao)用多(duo)模的。
依據信(xin)號(hao)在光(guang)(guang)纖中(zhong)(zhong)(zhong)傳(chuan)(chuan)輸的(de)(de)模(mo)式(shi),主要分兩大類:單(dan)模(mo)和多(duo)模(mo)。模(mo)式(shi)通常(chang)是指(zhi)光(guang)(guang)信(xin)號(hao)在光(guang)(guang)纖內的(de)(de)傳(chuan)(chuan)輸路徑(jing),單(dan)模(mo)的(de)(de)傳(chuan)(chuan)輸路徑(jing)就是中(zhong)(zhong)(zhong)心軸(zhou)線;將光(guang)(guang)纖沿(yan)中(zhong)(zhong)(zhong)軸(zhou)線切(qie)出一個刨面(mian),光(guang)(guang)信(xin)號(hao)在刨面(mian)上(shang)利用全(quan)反射(she)進行傳(chuan)(chuan)輸。光(guang)(guang)纖可以擁有這種(zhong)(zhong)刨面(mian)無限多(duo)個,所以光(guang)(guang)信(xin)號(hao)的(de)(de)傳(chuan)(chuan)輸路徑(jing)就會(hui)有無限多(duo)條,即有無限多(duo)種(zhong)(zhong)模(mo)式(shi),如此傳(chuan)(chuan)輸的(de)(de)光(guang)(guang)纖就被(bei)稱作多(duo)模(mo)光(guang)(guang)纖。
單(dan)模的(de)纖芯尺寸一般是8~10um,在單(dan)模中信號沿直(zhi)線(xian)進行傳(chuan)播(bo),也就是一種模式。多模的(de)纖芯比較大,50um或是62.5um,可以同時進行多種模式的(de)傳(chuan)輸。
單(dan)模的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)輸(shu)帶(dai)寬高(gao),傳(chuan)(chuan)輸(shu)距離(li)(li)遠,主要(yao)(yao)用(yong)于中長距離(li)(li)的(de)(de)(de)信號傳(chuan)(chuan)輸(shu)系統(tong)(tong),如光(guang)(guang)纖(xian)到(dao)(dao)戶、地鐵和道(dao)路(lu)等長距離(li)(li)網絡。但是,因為單(dan)模的(de)(de)(de)纖(xian)芯比(bi)(bi)較小(xiao),與發射機連接(jie)時(shi)需(xu)要(yao)(yao)精(jing)確對接(jie),從而耦合(he)到(dao)(dao)較高(gao)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)源。這使得單(dan)模光(guang)(guang)纖(xian)網絡系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)其他配件價(jia)格(ge)升高(gao),單(dan)模光(guang)(guang)發射機的(de)(de)(de)價(jia)格(ge)比(bi)(bi)多(duo)模的(de)(de)(de)就(jiu)貴不(bu)少。使用(yong)單(dan)模連接(jie)器進(jin)行端接(jie)時(shi),要(yao)(yao)注意精(jing)確對接(jie),不(bu)然會(hui)產生數值較高(gao)的(de)(de)(de)插入損耗,降(jiang)低光(guang)(guang)纖(xian)傳(chuan)(chuan)輸(shu)性能(neng)。
而(er)多模能主要用于滿足短(duan)距離網絡(luo)的(de)傳輸。事(shi)實(shi)上,多模光纖(xian)(xian)能夠(gou)支(zhi)持萬兆以太網550米(mi)內的(de)垂直(zhi)子系(xi)統(tong)布(bu)線(xian)和(he)(he)短(duan)距離建筑群子系(xi)統(tong)布(bu)線(xian),以及40G/100G網絡(luo)150米(mi)內的(de)數據中心布(bu)線(xian)。并且,多模光纖(xian)(xian)系(xi)統(tong)的(de)光電轉換元件比單模更便宜(yi),現場(chang)安裝(zhuang)和(he)(he)端接也更簡單。
光纖作為寬帶接入(ru)一種主(zhu)流(liu)的方(fang)式,有著(zhu)通信容量大、中繼距離長、保密性能好、適(shi)應能力強(qiang)、體積(ji)小重量輕(qing)、原(yuan)材料(liao)來(lai)源廣價格低廉等的優點(dian),未來(lai)在寬帶互聯網接入(ru)的應用(yong)可預料(liao)會非常廣泛。
根(gen)據市(shi)場(chang)(chang)研究與(yu)預測公(gong)司IDC預計2012年(nian)(nian)中國(guo)光(guang)(guang)纖(xian)接入(ru)(ru)用(yong)戶(hu)數(shu)將(jiang)(jiang)超(chao)過(guo)2660萬(wan)戶(hu),未(wei)來(lai)5年(nian)(nian)保持56.4%的(de)(de)年(nian)(nian)復合(he)增長率(lv),而且中國(guo)已成為全(quan)球最大的(de)(de)光(guang)(guang)網(wang)(wang)絡設備市(shi)場(chang)(chang)之(zhi)一(yi)。截至(zhi)2011年(nian)(nian)底,中國(guo)光(guang)(guang)纖(xian)接入(ru)(ru)端口數(shu)已超(chao)過(guo)1億個,同(tong)比增長超(chao)過(guo)100%;中國(guo)光(guang)(guang)纖(xian)接入(ru)(ru)用(yong)戶(hu)數(shu)已達(da)1556萬(wan)戶(hu),同(tong)比增長超(chao)過(guo)370%。比起中國(guo)1.58億的(de)(de)寬帶用(yong)戶(hu)數(shu),光(guang)(guang)纖(xian)接入(ru)(ru)用(yong)戶(hu)數(shu)還(huan)將(jiang)(jiang)會有非(fei)常廣闊的(de)(de)上升空間。根(gen)據我國(guo)光(guang)(guang)纖(xian)寬帶發展計劃,到(dao)(dao)2015年(nian)(nian)全(quan)國(guo)互(hu)聯網(wang)(wang)出口帶寬達(da)到(dao)(dao)5T,城市(shi)家庭(ting)帶寬接入(ru)(ru)能(neng)(neng)力(li)基本達(da)到(dao)(dao)20M以(yi)(yi)上,農村家庭(ting)帶寬能(neng)(neng)力(li)基本達(da)到(dao)(dao)4M以(yi)(yi)上;家庭(ting)光(guang)(guang)纖(xian)接入(ru)(ru)覆蓋(gai)超(chao)過(guo)500萬(wan)戶(hu);無線(xian)局域網(wang)(wang)的(de)(de)公(gong)共(gong)運營熱點規模將(jiang)(jiang)超(chao)過(guo)15萬(wan)個;屆時將(jiang)(jiang)實(shi)現全(quan)市(shi)公(gong)益性(xing)機構光(guang)(guang)纖(xian)到(dao)(dao)達(da)率(lv)100%,實(shi)現全(quan)部科技園區(qu)、工(gong)業園區(qu)、商(shang)務(wu)樓(lou)宇、賓館酒店等商(shang)務(wu)類場(chang)(chang)所的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)到(dao)(dao)樓(lou)、到(dao)(dao)辦公(gong)室。
這些數據都表(biao)明,中國的(de)寬帶(dai)市場蘊藏(zang)著巨大的(de)潛力,必將是(shi)未(wei)來(lai)(lai)寬帶(dai)運營商對抗(kang)的(de)主戰場之一。而光纖寬帶(dai)的(de)普及(ji)也是(shi)大勢(shi)所(suo)趨(qu)。所(suo)以未(wei)來(lai)(lai)寬帶(dai)市場的(de)斗(dou)爭很(hen)大程度(du)上是(shi)光纖寬帶(dai)的(de)斗(dou)爭。
中(zhong)國電信集團副總工程(cheng)師靳東濱(bin)表示,中(zhong)國電信光(guang)(guang)(guang)纖(xian)寬帶用(yong)戶數量(liang)(liang)三(san)年后將(jiang)超過(guo)1億,達到世界(jie)領先水平。中(zhong)國聯通也明確了2012年新增光(guang)(guang)(guang)纖(xian)到戶家庭(ting)1000萬(wan)。中(zhong)國移動在(zai)2010年在(zai)三(san)大運營商光(guang)(guang)(guang)纖(xian)光(guang)(guang)(guang)纜招標量(liang)(liang)達40%~50%。可以看出各大運營商對(dui)于光(guang)(guang)(guang)纖(xian)寬帶這項前景看好的(de)(de)業務(wu)都給予了很(hen)大的(de)(de)重視。
光纖之父——高錕(kun)
高(gao)錕從理論上分析證明(ming)了用光纖作為傳輸媒體以實現光通信(xin)的(de)可(ke)能性(xing),并預言(yan)了制(zhi)造通信(xin)用的(de)超低耗光纖的(de)可(ke)能性(xing)。被譽為“光纖之父”。