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光纖

#科學發明# 0 0
在1950年左右,英國的H.H.Hopkins和N.S.Kapany研究出了帶有包層的光纖,這使得圖像在光纖中的傳導表現大大提升。N.S.Kapany所展示的光纖與我們今天使用的光纖在結構上可以說是一樣的。當今的光纖其核心部分有兩層結構,最中心部分是纖芯,是一根極細的且折光率稍高的玻璃,在纖芯周圍的是包層,覆蓋著的也是一層玻璃,只不過這層玻璃的折光率要略低于纖芯。正如我們前面所說的,這一結構在“全內反射”效應的作用下,光線的傳輸就這樣實現了。應該也正是因為這一突破性的成就,N.S.Kapany被人們稱為是“光纖之父”。
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定義

微細(xi)的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)封裝在塑料護套中,使(shi)得它能夠彎曲(qu)而不至于斷裂。通常,光(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)一端(duan)(duan)的(de)(de)發射裝置使(shi)用發光(guang)(guang)二極管(guan)(light emitting diode,LED)或(huo)一束(shu)激光(guang)(guang)將光(guang)(guang)脈沖傳送(song)至光(guang)(guang)纖(xian),光(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)另一端(duan)(duan)的(de)(de)接收(shou)裝置使(shi)用光(guang)(guang)敏(min)元件檢測脈沖。

在日常生活中,由于光在光導(dao)纖(xian)維的傳導(dao)損耗(hao)比電在電線傳導(dao)的損耗(hao)低得多,光纖(xian)被用作(zuo)長(chang)距離(li)的信息傳遞(di)。

通常光(guang)纖(xian)與光(guang)纜兩個名(ming)詞會(hui)被混淆。多(duo)數光(guang)纖(xian)在使用前必須由幾(ji)層(ceng)(ceng)保(bao)護結構(gou)包覆,包覆后的(de)纜線(xian)即被稱為光(guang)纜。光(guang)纖(xian)外層(ceng)(ceng)的(de)保(bao)護層(ceng)(ceng)和絕緣層(ceng)(ceng)可防止周(zhou)圍(wei)環境對光(guang)纖(xian)的(de)傷害,如水(shui)、火、電擊等。

光(guang)(guang)纜(lan)分為:纜(lan)皮(pi)、芳綸(lun)絲、緩沖層(ceng)(ceng)和光(guang)(guang)纖(xian)。光(guang)(guang)纖(xian)和同軸(zhou)電纜(lan)相似,只是沒有(you)網狀屏(ping)蔽層(ceng)(ceng)。中(zhong)心是光(guang)(guang)傳播(bo)的(de)玻璃芯(xin)。核為50μm,包層(ceng)(ceng)為125μm,50/125μm是多模光(guang)(guang)纖(xian)的(de)一個(ge)重要的(de)特(te)征。

其中(zhong)(zhong)金(jin)磚國家(jia)光纜計劃是直接(jie)連(lian)通(tong)5個金(jin)磚國家(jia)的海(hai)底光纜項目,將于2014年初開工,2015年中(zhong)(zhong)啟用。該項目總長3.4萬千米,其中(zhong)(zhong)直接(jie)連(lian)通(tong)5個金(jin)磚國家(jia)的海(hai)底光纜長約2.4萬千米。

2013年,全球100G光纖的(de)收(shou)入預計(ji)將首次超過10億美元。該公(gong)司(si)分析了(le)2013年一季度全球光網絡市(shi)場(chang)的(de)財務(wu)結果,發(fa)現(xian)了(le)一些趨(qu)勢,包括一個(ge)令人失望(wang)的(de)趨(qu)勢,即市(shi)場(chang)的(de)總體增長(chang)(chang)仍然(ran)是困難(nan)的(de),只有日本的(de)富士公(gong)司(si)利(li)潤逐年增長(chang)(chang)。

雖然光纖市場(chang)在第(di)一季(ji)度出現衰(shuai)退(tui)的情況并不(bu)少見,但這次下降(jiang)令(ling)人擔憂(you)是因(yin)為這已經是連續第(di)五個季(ji)度市場(chang)有(you)所(suo)下降(jiang),并且(qie)季(ji)度收入達到六年來的最低值。

100G光纖的情況較(jiao)(jiao)為樂觀(guan),不(bu)管環比、同比都表現出(chu)(chu)強(qiang)勁增(zeng)長(chang)。2013年一季度(du),100G光纖的出(chu)(chu)貨(huo)量較(jiao)(jiao)2012年四季度(du)增(zeng)長(chang)了(le)41%,收入(ru)較(jiao)(jiao)2012年四季度(du)增(zeng)長(chang)了(le)24%。以(yi)此計算,年收入(ru)有望首次超過(guo)10億(yi)美元。2013年一季度(du),有20家供應商出(chu)(chu)售100G光纖,將有更多的廠(chang)商加(jia)入(ru)市場競爭。供應商持謹慎(shen)樂觀(guan)的態度(du),短期(qi)訂單量看(kan)漲,長(chang)期(qi)訂單量并(bing)不(bu)樂觀(guan)。

發展歷史

發明

1870年的(de)(de)一(yi)天,英國物理(li)學(xue)家丁達爾到皇(huang)家學(xue)會的(de)(de)演(yan)講廳講光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)全反射原(yuan)理(li),他做了一(yi)個(ge)簡單(dan)的(de)(de)實驗(yan):在(zai)裝滿(man)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)木(mu)桶(tong)上鉆個(ge)孔,然后(hou)用燈從桶(tong)上邊把水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)照亮。結果(guo)使觀眾們大吃一(yi)驚。人們看到,放光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)從水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)桶(tong)的(de)(de)小(xiao)孔里流(liu)了出來,水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)流(liu)彎(wan)曲,光(guang)(guang)(guang)線也(ye)跟著彎(wan)曲,光(guang)(guang)(guang)居(ju)然被彎(wan)彎(wan)曲曲的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)俘(fu)獲了。

人們(men)(men)曾經(jing)發現,光(guang)(guang)能沿(yan)著從酒桶(tong)中噴出(chu)的細(xi)酒流(liu)傳輸;人們(men)(men)還發現,光(guang)(guang)能順著彎(wan)曲(qu)的玻(bo)璃(li)棒(bang)前(qian)進(jin)。這(zhe)是為什么呢(ni)?難道光(guang)(guang)線(xian)不再(zai)直(zhi)進(jin)了(le)嗎?這(zhe)些現象(xiang)引起了(le)丁達(da)爾的注意,經(jing)過他的研究,發現這(zhe)是光(guang)(guang)的全反射(she)的作用(yong),由于水(shui)等介質密(mi)度(du)比周圍的物質(如空氣)大(da),即光(guang)(guang)從水(shui)中射(she)向(xiang)空氣,當入射(she)角大(da)于某一(yi)角度(du)時,折射(she)光(guang)(guang)線(xian)消失,全部光(guang)(guang)線(xian)都反射(she)回水(shui)中。表面(mian)上(shang)看(kan),光(guang)(guang)好像在水(shui)流(liu)中彎(wan)曲(qu)前(qian)進(jin)。

后來人們造出一種透(tou)明度(du)很高、粗細(xi)像蜘蛛(zhu)絲一樣(yang)的玻(bo)璃絲──玻(bo)璃纖(xian)維(wei),當光(guang)線(xian)以(yi)合適的角度(du)射入玻(bo)璃纖(xian)維(wei)時,光(guang)就沿著彎彎曲(qu)曲(qu)的玻(bo)璃纖(xian)維(wei)前進。由于(yu)這種纖(xian)維(wei)能夠用(yong)來傳輸(shu)光(guang)線(xian),所以(yi)稱它為光(guang)導纖(xian)維(wei)。

大事記

1880 AlexandraGrahamBell發(fa)明光束通話(hua)傳輸(shu)

1960 電(dian)射及光纖之發明

1960 玻璃(li)纖維的傳輸(shu)損耗(hao)大于(yu)1000dB/km,其他材料包括光(guang)圈波導、氣體透鏡波導、空心(xin)金屬波導管(guan)等

1966 七月,英籍、華裔學者高(gao)錕博士(shi)(K.C.Kao)在PIEE雜志上發表(biao)論文《光(guang)(guang)頻率的(de)介質纖(xian)維表(biao)面波導》,從理(li)論上分析證明了用光(guang)(guang)纖(xian)作(zuo)為傳輸(shu)媒體以(yi)實現光(guang)(guang)通信的(de)可能性(xing),并預(yu)言了制造通信用的(de)超(chao)低耗光(guang)(guang)纖(xian)的(de)可能性(xing)

1970美國康寧公司三名(ming)科研人員(yuan)馬瑞爾、卡普隆、凱克用改(gai)進型化學相(xiang)沉(chen)積法(MCVD法)成功研制(zhi)成傳輸損耗只(zhi)有20dB/km的低損耗石英(ying)光纖。

1970 美國(guo)貝爾實驗室研制(zhi)出(chu)世界上第(di)一(yi)只在室溫下連續波工(gong)作的(de)砷化鎵(jia)鋁半導體(ti)激(ji)光器

1972 傳輸損耗降(jiang)低至4dB/km

1974 美(mei)國(guo)貝爾研究所發明(ming)了低損耗光纖制作法――CVD法(化學氣相沉積法),使光纖傳輸損耗降低到1.1dB/km。

1976 美國在亞特蘭(lan)大的貝爾實驗室(shi)地下(xia)管道開通(tong)了世界上第一(yi)條光(guang)(guang)纖(xian)通(tong)信系統(tong)的試驗線路。采(cai)用一(yi)條擁有144個光(guang)(guang)纖(xian)的光(guang)(guang)纜以44.736Mbps的速(su)率傳輸信號,中繼距(ju)離為10km。采(cai)用的是(shi)多模光(guang)(guang)纖(xian),光(guang)(guang)源用的是(shi)發光(guang)(guang)管LED,波長是(shi)0.85微(wei)米的紅外光(guang)(guang)。

1976 傳(chuan)輸(shu)損耗(hao)降低至0.5dB/km

1977 貝爾研究所和日本電(dian)報電(dian)話公司幾乎同時研制成功壽命(ming)達100萬小時(實用中10年左右(you))的半(ban)導體激(ji)光器

1977 世界上第一條光纖通信(xin)系統在美國芝加哥市(shi)投(tou)入商(shang)用,速率為(wei)45Mb/s

1977 首次實際安裝電話光纖網路

1978 FORT在法國(guo)首次安(an)裝(zhuang)其生產之光纖(xian)電

1979趙(zhao)梓森拉制出我國自主研(yan)發(fa)的第一(yi)根實用(yong)光纖,被譽為“中國光纖之父(fu)”

1979 傳輸損(sun)耗降低至(zhi)0.2dB/km

1980 多模光(guang)纖通信系統(tong)(tong)商用化(140Mb/s),并著手單模光(guang)纖通信系統(tong)(tong)的(de)現場試(shi)驗工作(zuo)

1990 單(dan)模光纖(xian)通(tong)(tong)信系統進入商(shang)用化階段(565Mb/s),并(bing)著手進行(xing)零色(se)散(san)移(yi)位光纖(xian)和波(bo)分復用及相干通(tong)(tong)信的現場(chang)試驗,而(er)且陸續制定數字同步(bu)體系(SDH)的技(ji)術標準

1990 傳輸損(sun)耗降低至0.14dB/km,已經接(jie)近石英光纖的理論衰耗極限值(zhi)0.1dB/km

1990 區(qu)域網絡及其他短距離傳(chuan)輸應(ying)用之光纖

1992貝爾實驗(yan)室(shi)與(yu)日本(ben)合作(zuo)伙(huo)伴(ban)成(cheng)功地試驗(yan)了(le)可以無(wu)錯誤傳輸9000公里的光放大器,其最初(chu)速(su)率為(wei)5Gbps,隨(sui)后增(zeng)加到10Gbps

1993 SDH產(chan)品(pin)開始商用化(622Mb/s 以下)

1995 2.5Gb/s 的SDH產品進入商用化階(jie)段

1996 10Gb/s 的SDH產(chan)品進入商用化階(jie)段

1997 采用波(bo)分復(fu)用技術(WDM)的(de)20Gb/s 和40Gb/s 的(de)SDH產品試(shi)驗取得重(zhong)大突破

2000 到屋邊光(guang)(guang)纖=>到桌(zhuo)邊光(guang)(guang)纖

2005 3.2Tbps超大容量的光纖通(tong)信系統在上海至杭州開通(tong)

2005 FTTH(Fiber To The Home)光纖直接到家庭

原理種類

光及其特性:

1.光是一種電磁波

可見光(guang)(guang)部分波長范圍是:390~760nm(納(na)米)。大于760nm部分是紅外光(guang)(guang),小于390nm部分是紫外光(guang)(guang)。光(guang)(guang)纖(xian)中應用(yong)的是:850nm,1310nm,1550nm三種。

2.光的(de)折射,反射和全反射。

因光在不同物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)中的(de)(de)(de)(de)傳播速(su)度(du)是(shi)不同的(de)(de)(de)(de),所以(yi)(yi)光從一(yi)種物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)射(she)(she)向另一(yi)種物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)時,在兩種物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)交界面(mian)處會(hui)產生折(zhe)(zhe)射(she)(she)和反射(she)(she)。而(er)(er)且,折(zhe)(zhe)射(she)(she)光的(de)(de)(de)(de)角(jiao)度(du)會(hui)隨(sui)入(ru)(ru)射(she)(she)光的(de)(de)(de)(de)角(jiao)度(du)變化而(er)(er)變化。當入(ru)(ru)射(she)(she)光的(de)(de)(de)(de)角(jiao)度(du)達到或超過某一(yi)角(jiao)度(du)時,折(zhe)(zhe)射(she)(she)光會(hui)消失,入(ru)(ru)射(she)(she)光全部被(bei)反射(she)(she)回來,這(zhe)就是(shi)光的(de)(de)(de)(de)全反射(she)(she)。不同的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)對相(xiang)同波長光的(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)角(jiao)度(du)是(shi)不同的(de)(de)(de)(de)(即(ji)不同的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)有不同的(de)(de)(de)(de)光折(zhe)(zhe)射(she)(she)率),相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)對不同波長光的(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)角(jiao)度(du)也(ye)是(shi)不同。光纖通(tong)訊就是(shi)基(ji)于以(yi)(yi)上原理而(er)(er)形成的(de)(de)(de)(de)。

1.光(guang)(guang)纖(xian)(xian)裸(luo)纖(xian)(xian)一般分為三層(ceng)(ceng)(ceng):中(zhong)心高折射(she)(she)率(lv)玻璃(li)芯(xin)(芯(xin)徑一般為50或62.5μm),中(zhong)間為低(di)折射(she)(she)率(lv)硅(gui)玻璃(li)包(bao)層(ceng)(ceng)(ceng)(直徑一般為125μm),最外是加強用的(de)樹脂涂層(ceng)(ceng)(ceng)。光(guang)(guang)線(xian)在(zai)(zai)纖(xian)(xian)芯(xin)傳送(song),當光(guang)(guang)纖(xian)(xian)射(she)(she)到(dao)纖(xian)(xian)芯(xin)和外層(ceng)(ceng)(ceng)界(jie)面的(de)角(jiao)度大于產生全反(fan)射(she)(she)的(de)臨界(jie)角(jiao)時(shi),光(guang)(guang)線(xian)透不過(guo)界(jie)面,會全部反(fan)射(she)(she)回來,繼(ji)續在(zai)(zai)纖(xian)(xian)芯(xin)內向前傳送(song),而(er)包(bao)層(ceng)(ceng)(ceng)主(zhu)要起(qi)到(dao)保護(hu)的(de)作(zuo)用。

2.數值孔徑:

入射到光纖端面的(de)(de)(de)光并(bing)不能全(quan)部被(bei)光纖所傳輸(shu),只是(shi)在(zai)某個角度范圍內的(de)(de)(de)入射光才可以。這個角度就稱為光纖的(de)(de)(de)數值(zhi)孔(kong)徑。光纖的(de)(de)(de)數值(zhi)孔(kong)徑大(da)些對(dui)(dui)于光纖的(de)(de)(de)對(dui)(dui)接(jie)是(shi)有利的(de)(de)(de)。不同廠家生產的(de)(de)(de)光纖的(de)(de)(de)數值(zhi)孔(kong)徑不同(AT&T CORNING)。

3.光纖的種類:

光(guang)纖的(de)(de)種類(lei)很多,根據(ju)用(yong)(yong)途不同,所需(xu)要(yao)的(de)(de)功能和性能也(ye)有所差異。但對于有線(xian)電視和通信用(yong)(yong)的(de)(de)光(guang)纖,其(qi)設計和制造的(de)(de)原則基本相同,諸如:

①損耗小;

②有一(yi)定(ding)帶寬且色(se)散小(xiao);

③接線容易;

④易于成統;

⑤可靠性高;

⑥制造比較簡單;

⑦價廉等(deng)。光纖(xian)的分(fen)類主要是從(cong)工作波長(chang)、折(zhe)射率分(fen)布、傳輸模式(shi)、原(yuan)材料(liao)和制造方法(fa)上(shang)作一歸納(na)的,茲(zi)將各種(zhong)分(fen)類舉例(li)如下(xia)。

(1)工作波長:紫(zi)外(wai)光(guang)纖、可觀光(guang)纖、近(jin)紅(hong)外(wai)光(guang)纖、紅(hong)外(wai)光(guang)纖(0.85μm、1.3μm、1.55μm)。

(2)折射(she)率分布:階(jie)躍(SI)型光纖(xian)、近階(jie)躍型光纖(xian)、漸(jian)變(GI)型光纖(xian)、其(qi)它(如三角(jiao)型、W型、凹陷(xian)型等)。

(3)傳輸(shu)模式:單模光(guang)纖(xian)(含偏(pian)振(zhen)保持(chi)光(guang)纖(xian)、非偏(pian)振(zhen)保持(chi)光(guang)纖(xian))、多模光(guang)纖(xian)。

(4)原材料(liao)(liao)(liao):石英光纖(xian)(xian)(xian)、多成分玻璃(li)光纖(xian)(xian)(xian)、塑料(liao)(liao)(liao)光纖(xian)(xian)(xian)、復(fu)合材料(liao)(liao)(liao)光纖(xian)(xian)(xian)(如(ru)塑料(liao)(liao)(liao)包(bao)層、液體纖(xian)(xian)(xian)芯等(deng)(deng))、紅外材料(liao)(liao)(liao)等(deng)(deng)。按被(bei)覆材料(liao)(liao)(liao)還可分為無機(ji)材料(liao)(liao)(liao)(碳等(deng)(deng))、金屬材料(liao)(liao)(liao)(銅、鎳(nie)等(deng)(deng))和塑料(liao)(liao)(liao)等(deng)(deng)。

(5)制造方法(fa):預塑(su)有汽相軸向沉(chen)積(VAD)、化學汽相沉(chen)積(CVD)等,拉絲法(fa)有管(guan)律法(fa)(Rod intube)和雙坩鍋法(fa)等。

石英光纖

石英(ying)光纖(Silica Fiber)是以二氧化硅(SiO2)為(wei)主要原料,并(bing)按不同的(de)(de)(de)摻雜量(liang),來控(kong)制(zhi)纖芯和(he)包層的(de)(de)(de)折射率分(fen)布的(de)(de)(de)光纖。石英(ying)(玻璃)系列光纖,具(ju)有(you)低耗、寬(kuan)帶的(de)(de)(de)特(te)點(dian),已廣泛應用于有(you)線(xian)電視(shi)和(he)通信系統。

石英玻(bo)璃光(guang)導(dao)纖維的優點是損(sun)耗低(di),當(dang)光(guang)波長為1.0~1.7μm(約1.4μm附近),損(sun)耗只有1dB/km,在1.55μm處最低(di),只有0.2dB/km。

摻氟光纖

摻氟光纖(xian)(Fluorine Doped Fiber)為(wei)石(shi)英光纖(xian)的(de)(de)(de)典型產品之(zhi)一。通常,作為(wei)1.3μm波域的(de)(de)(de)通信用光纖(xian)中,控制(zhi)纖(xian)芯的(de)(de)(de)摻雜物為(wei)二氧化鍺(GeO2),包層(ceng)(ceng)是(shi)(shi)用SiO2作成(cheng)的(de)(de)(de)。但接氟光纖(xian)的(de)(de)(de)纖(xian)芯,大(da)多使用SiO2,而在包層(ceng)(ceng)中卻是(shi)(shi)摻入氟素(su)的(de)(de)(de)。由于,瑞(rui)利散射(she)損(sun)耗是(shi)(shi)因折射(she)率的(de)(de)(de)變(bian)動(dong)而引起的(de)(de)(de)光散射(she)現(xian)象。所以,希望形成(cheng)折射(she)率變(bian)動(dong)因素(su)的(de)(de)(de)摻雜物,以少為(wei)佳。氟素(su)的(de)(de)(de)作用主(zhu)要是(shi)(shi)可以降低SIO2的(de)(de)(de)折射(she)率。因而,常用于包層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)摻雜。

石英光纖(xian)與其它原料(liao)的(de)(de)光纖(xian)相比,還(huan)具有從紫(zi)外線光到近紅外線光的(de)(de)透光廣譜,除通信用途之外,還(huan)可用于導(dao)光和圖像傳(chuan)導(dao)等領(ling)域。

紅外光纖

作(zuo)為光(guang)(guang)通(tong)信領域所(suo)(suo)開(kai)發的(de)石英系列(lie)光(guang)(guang)纖(xian)的(de)工作(zuo)波長(chang)(chang),盡(jin)管用在(zai)較短的(de)傳(chuan)輸距離(li),也只能(neng)(neng)(neng)(neng)用于(yu)2μm。為此,能(neng)(neng)(neng)(neng)在(zai)更長(chang)(chang)的(de)紅(hong)(hong)外(wai)波長(chang)(chang)領域工作(zuo),所(suo)(suo)開(kai)發的(de)光(guang)(guang)纖(xian)稱為紅(hong)(hong)外(wai)光(guang)(guang)纖(xian)。紅(hong)(hong)外(wai)光(guang)(guang)纖(xian)(Infrared Optical Fiber)主要(yao)用于(yu)光(guang)(guang)能(neng)(neng)(neng)(neng)傳(chuan)送。例(li)如有:溫度計量、熱圖像傳(chuan)輸、激光(guang)(guang)手(shou)術(shu)刀醫(yi)療、熱能(neng)(neng)(neng)(neng)加工等等,普(pu)及率尚低。

復合光纖

復合(he)光(guang)纖(Compound Fiber)是在(zai)SiO2原料中,再(zai)適當混(hun)合(he)諸(zhu)如氧化(hua)鈉(Na2O)、氧化(hua)硼(B2O3)、氧化(hua)鉀(K2O)等氧化(hua)物制作(zuo)成多組分玻璃(li)(li)光(guang)纖,特點(dian)是多組分玻璃(li)(li)比石英玻璃(li)(li)的軟(ruan)化(hua)點(dian)低且纖芯與包層的折(zhe)射率差很大(da)。主要用在(zai)醫(yi)療業務的光(guang)纖內窺鏡。

氟氯化物光纖

氟(fu)(fu)化(hua)(hua)物光(guang)(guang)纖(xian)(xian)氯化(hua)(hua)物光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(Fluoride Fiber)是由氟(fu)(fu)化(hua)(hua)物玻(bo)璃作成的光(guang)(guang)纖(xian)(xian)。這(zhe)種光(guang)(guang)纖(xian)(xian)原料又簡稱ZBLAN(即將氟(fu)(fu)化(hua)(hua)鋯(gao)(ZrF2)、氟(fu)(fu)化(hua)(hua)鋇(bei)(BaF2)、氟(fu)(fu)化(hua)(hua)鑭(lan)(LaF3)、氟(fu)(fu)化(hua)(hua)鋁(AlF3)、氟(fu)(fu)化(hua)(hua)鈉(NaF)等(deng)氯化(hua)(hua)物玻(bo)璃原料簡化(hua)(hua)成的縮(suo)語。主要工作在(zai)2~10μm波長(chang)的光(guang)(guang)傳(chuan)輸(shu)業(ye)務(wu)。由于ZBLAN具有超低(di)損(sun)耗(hao)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的可(ke)能(neng)性(xing),正在(zai)進(jin)行(xing)著用(yong)于長(chang)距離通信(xin)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的可(ke)行(xing)性(xing)開(kai)發,例如(ru):其理論上(shang)的最低(di)損(sun)耗(hao),在(zai)3μm波長(chang)時(shi)可(ke)達10.2~10.3dB/km,而石英光(guang)(guang)纖(xian)(xian)在(zai)1.55μm時(shi)卻(que)在(zai)0.15~0.16dB/Km之間。ZBLAN光(guang)(guang)纖(xian)(xian)由于難于降低(di)散射(she)損(sun)耗(hao),只能(neng)用(yong)在(zai)2.4~2.7μm的溫敏器(qi)和熱圖像傳(chuan)輸(shu),尚(shang)未廣泛實用(yong)。最近,為(wei)了利用(yong)ZBLAN進(jin)行(xing)長(chang)距離傳(chuan)輸(shu),正在(zai)研制1.3μm的摻鐠光(guang)(guang)纖(xian)(xian)放大器(qi)(PDFA)。

塑包光纖

塑包光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(Plastic Clad Fiber)是(shi)將(jiang)高純度(du)的(de)石英(ying)玻(bo)璃作成纖(xian)(xian)芯(xin),而將(jiang)折射(she)率比石英(ying)稍低的(de)如硅膠(jiao)等塑料作為包層的(de)階躍型(xing)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)。它與石英(ying)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)相比較(jiao),具(ju)有纖(xian)(xian)芯(xin)粗、數(shu)值孔徑(NA)高的(de)特點(dian)。因此,易與發光(guang)(guang)(guang)二極管(guan)LED光(guang)(guang)(guang)源結合,損耗也較(jiao)小(xiao)。所以,非常適用于局域網(LAN)和近距離(li)通(tong)信。

塑料光纖

這是將(jiang)纖芯和(he)包(bao)層都(dou)用(yong)(yong)塑(su)料(liao)(liao)(聚(ju)合物)作成的光纖。早期產品(pin)主要(yao)用(yong)(yong)于裝飾和(he)導光照明及近(jin)距離光鍵(jian)路的光通信中(zhong)。原(yuan)料(liao)(liao)主要(yao)是有(you)機玻璃(PMMA)、聚(ju)苯(ben)乙稀(PS)和(he)聚(ju)碳酸酯(PC)。損(sun)耗受到(dao)(dao)塑(su)料(liao)(liao)固有(you)的C-H結合結構制約,一般每km可(ke)達(da)幾(ji)十(shi)dB。為(wei)了(le)降低損(sun)耗正(zheng)在開發(fa)應(ying)用(yong)(yong)氟索(suo)系列塑(su)料(liao)(liao)。由(you)于塑(su)料(liao)(liao)光纖(Plastic Optical fiber)的纖芯直徑(jing)為(wei)1000μm,比單(dan)模石英光纖大(da)100倍,接(jie)續簡單(dan),而且易(yi)于彎曲施(shi)工容易(yi)。近(jin)年來(lai),加上寬帶化的進度,作為(wei)漸變型(GI)折射率的多(duo)模塑(su)料(liao)(liao)光纖的發(fa)展受到(dao)(dao)了(le)社會的重(zhong)視。最(zui)近(jin),在汽(qi)車內部LAN中(zhong)應(ying)用(yong)(yong)較快,未來(lai)在家庭LAN中(zhong)也(ye)可(ke)能得到(dao)(dao)應(ying)用(yong)(yong)。

單模光纖

單模(mo)光(guang)纖這(zhe)是指在工作波長中,只能傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)一個傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)播模(mo)式(shi)(shi)的光(guang)纖,通常簡稱(cheng)為(wei)單模(mo)光(guang)纖(SMF:Single ModeFiber)。在有(you)(you)線電視(shi)和光(guang)通信中,是應用最廣泛的光(guang)纖。由于(yu),光(guang)纖的纖芯(xin)很細(約10μm)而(er)且折射率(lv)呈階躍狀(zhuang)分布,當歸一化頻(pin)率(lv)V參數(shu)<2.4時,理論上,只能形(xing)成(cheng)單模(mo)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)。另外,SMF沒有(you)(you)多(duo)(duo)模(mo)色散(san),不(bu)僅傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)頻(pin)帶(dai)較(jiao)(jiao)多(duo)(duo)模(mo)光(guang)纖更寬,再加(jia)上SMF的材料色散(san)和結構色散(san)的相(xiang)加(jia)抵消,其合成(cheng)特性恰好(hao)形(xing)成(cheng)零色散(san)的特性,使(shi)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)頻(pin)帶(dai)更加(jia)拓寬。SMF中,因(yin)摻雜(za)物不(bu)同與制造方式(shi)(shi)的差別有(you)(you)許多(duo)(duo)類型。凹陷型包層(ceng)光(guang)纖(DePr-essed Clad Fiber),其包層(ceng)形(xing)成(cheng)兩(liang)重結構,鄰近(jin)纖芯(xin)的包層(ceng),較(jiao)(jiao)外倒包層(ceng)的折射率(lv)還低。

多模光纖

多模(mo)光(guang)纖將光(guang)纖按工作波長以(yi)(yi)其(qi)傳(chuan)(chuan)播(bo)可能的模(mo)式為(wei)多個(ge)模(mo)式的光(guang)纖稱作多模(mo)光(guang)纖(MMF:MUlti ModeFiber)。纖芯(xin)直徑為(wei)50μm,由(you)(you)于(yu)傳(chuan)(chuan)輸(shu)模(mo)式可達幾百個(ge),與SMF相比傳(chuan)(chuan)輸(shu)帶寬主(zhu)要受(shou)模(mo)式色散支配。在歷史(shi)上曾用于(yu)有線電視(shi)和通信(xin)系統(tong)的短距離(li)傳(chuan)(chuan)輸(shu)。自從出現SMF光(guang)纖后,似乎形(xing)成歷史(shi)產品。但(dan)實(shi)際上,由(you)(you)于(yu)MMF較(jiao)SMF的芯(xin)徑大且(qie)與LED等光(guang)源(yuan)結(jie)合容易,在眾多LAN中(zhong)更(geng)有優勢(shi)。所(suo)以(yi)(yi),在短距離(li)通信(xin)領域中(zhong)MMF仍在重(zhong)新受(shou)到重(zhong)視(shi)。MMF按折射(she)(she)(she)率分布進行分類時(shi),有:漸變(GI)型和階(jie)躍(SI)型兩(liang)種。GI型的折射(she)(she)(she)率以(yi)(yi)纖芯(xin)中(zhong)心(xin)為(wei)最高(gao),沿向包(bao)層(ceng)徐徐降低。由(you)(you)于(yu)SI型光(guang)波在光(guang)纖中(zhong)的反射(she)(she)(she)前進過(guo)程中(zhong),產生各個(ge)光(guang)路徑的時(shi)差,致使射(she)(she)(she)出光(guang)波失真,色激較(jiao)大。其(qi)結(jie)果是(shi)傳(chuan)(chuan)輸(shu)帶寬變窄(zhai),SI型MMF應用較(jiao)少。

色散位移光纖

單模光(guang)纖(xian)(xian)的工作波長(chang)(chang)在1.3Pm時,模場直徑約9Pm,其傳(chuan)(chuan)(chuan)輸損(sun)耗約0.3dB/km。此時,零(ling)色(se)(se)散(san)(san)波長(chang)(chang)恰(qia)好在1.3pm處。石(shi)英(ying)光(guang)纖(xian)(xian)中,從原(yuan)(yuan)材(cai)料(liao)上看(kan)1.55pm段(duan)的傳(chuan)(chuan)(chuan)輸損(sun)耗最小(約0.2dB/km)。由于(yu)已經實用的摻鉺光(guang)纖(xian)(xian)放大(da)(da)器(EDFA)是(shi)工作在1.55pm波段(duan)的,如果在此波段(duan)也能(neng)實現零(ling)色(se)(se)散(san)(san),就(jiu)更有利(li)于(yu)應(ying)用1.55Pm波段(duan)的長(chang)(chang)距(ju)離傳(chuan)(chuan)(chuan)輸。于(yu)是(shi),巧妙(miao)地利(li)用光(guang)纖(xian)(xian)材(cai)料(liao)中的石(shi)英(ying)材(cai)料(liao)色(se)(se)散(san)(san)與(yu)纖(xian)(xian)芯結構(gou)色(se)(se)散(san)(san)的合(he)成抵消特性,就(jiu)可使原(yuan)(yuan)在1.3Pm段(duan)的零(ling)色(se)(se)散(san)(san),移(yi)(yi)位到1.55pm段(duan)也構(gou)成零(ling)色(se)(se)散(san)(san)。因此,被命名為色(se)(se)散(san)(san)位移(yi)(yi)光(guang)纖(xian)(xian)(DSF:DispersionShifted Fiber)。加大(da)(da)結構(gou)色(se)(se)散(san)(san)的方(fang)法,主要是(shi)在纖(xian)(xian)芯的折射(she)率分布性能(neng)進行(xing)改善。在光(guang)通信的長(chang)(chang)距(ju)離傳(chuan)(chuan)(chuan)輸中,光(guang)纖(xian)(xian)色(se)(se)散(san)(san)為零(ling)是(shi)重要的,但不是(shi)唯一的。其它性能(neng)還有損(sun)耗小、接續容(rong)易、成纜化或工作中的特性變化小(包括彎(wan)曲、拉伸和環境變化影(ying)響)。DSF就(jiu)是(shi)在設計(ji)中,綜合(he)考慮這些因素。

色散平坦光纖

色(se)散(san)移位(wei)光(guang)纖(xian)(xian)(DSF)是將(jiang)(jiang)單模光(guang)纖(xian)(xian)設(she)計零色(se)散(san)位(wei)于(yu)1.55pm波段(duan)的光(guang)纖(xian)(xian)。而色(se)散(san)平坦光(guang)纖(xian)(xian)(DFF:Dispersion Flattened Fiber)卻(que)是將(jiang)(jiang)從1.3Pm到1.55pm的較(jiao)寬(kuan)波段(duan)的色(se)散(san),都能作(zuo)到很低(di),幾乎(hu)達到零色(se)散(san)的光(guang)纖(xian)(xian)稱作(zuo)DFF。由(you)于(yu)DFF要作(zuo)到1.3pm~1.55pm范圍的色(se)散(san)都減少(shao)。就需(xu)要對光(guang)纖(xian)(xian)的折射率分(fen)布進(jin)行復(fu)雜的設(she)計。不(bu)過這種光(guang)纖(xian)(xian)對于(yu)波分(fen)復(fu)用(yong)(WDM)的線(xian)路卻(que)是很適(shi)宜的。由(you)于(yu)DFF光(guang)纖(xian)(xian)的工藝比較(jiao)復(fu)雜,費用(yong)較(jiao)貴。今后隨著產(chan)量的增加,價格也會降低(di)。

色散補償光纖

對于(yu)采用(yong)單(dan)模光(guang)纖的(de)(de)(de)干線(xian)系統,由于(yu)多數是(shi)(shi)利用(yong)1.3pm波段(duan)(duan)色(se)(se)散(san)為零(ling)的(de)(de)(de)光(guang)纖構(gou)成(cheng)的(de)(de)(de)。可是(shi)(shi),損(sun)耗最小(xiao)的(de)(de)(de)1.55pm,由于(yu)EDFA的(de)(de)(de)實(shi)用(yong)化,如(ru)果(guo)能在1.3pm零(ling)色(se)(se)散(san)的(de)(de)(de)光(guang)纖上也能令1.55pm波長工作(zuo),將是(shi)(shi)非常有(you)益的(de)(de)(de)。因(yin)為,在1.3Pm零(ling)色(se)(se)散(san)的(de)(de)(de)光(guang)纖中,1.55Pm波段(duan)(duan)的(de)(de)(de)色(se)(se)散(san)約有(you)16ps/km/nm之(zhi)多。如(ru)果(guo)在此光(guang)纖線(xian)路(lu)中,插入一段(duan)(duan)與此色(se)(se)散(san)符號相反的(de)(de)(de)光(guang)纖,就可使整個光(guang)線(xian)路(lu)的(de)(de)(de)色(se)(se)散(san)為零(ling)。為此目的(de)(de)(de)所用(yong)的(de)(de)(de)是(shi)(shi)光(guang)纖則稱作(zuo)色(se)(se)散(san)補償光(guang)纖(DCF:DisPersion Compe-nsation Fiber)。DCF與標(biao)準的(de)(de)(de)1.3pm零(ling)色(se)(se)散(san)光(guang)纖相比,纖芯(xin)直(zhi)徑更細,而且折(zhe)射率差也較(jiao)大。DCF也是(shi)(shi)WDM光(guang)線(xian)路(lu)的(de)(de)(de)重要組成(cheng)部分。

偏振保持光纖

在光(guang)(guang)(guang)纖中(zhong)傳播(bo)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)波,因(yin)為(wei)具有電(dian)磁波的(de)(de)(de)性質,所(suo)以(yi)(yi),除了(le)基本的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)波單一模(mo)式之外(wai),實質上還存在著電(dian)磁場(TE、TM)分(fen)布的(de)(de)(de)兩(liang)個正交模(mo)式。通常,由于(yu)光(guang)(guang)(guang)纖截面的(de)(de)(de)結構是圓(yuan)對(dui)稱(cheng)的(de)(de)(de),這兩(liang)個偏振模(mo)式的(de)(de)(de)傳播(bo)常數相等,兩(liang)束偏振光(guang)(guang)(guang)互不(bu)干涉,但實際上,光(guang)(guang)(guang)纖不(bu)是完全地圓(yuan)對(dui)稱(cheng),例如有著彎(wan)曲部分(fen),就會(hui)出(chu)現兩(liang)個偏振模(mo)式之間的(de)(de)(de)結合(he)因(yin)素,在光(guang)(guang)(guang)軸上呈不(bu)規則分(fen)布。偏振光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)這種變化造成的(de)(de)(de)色(se)散,稱(cheng)之偏振模(mo)式色(se)散(PMD)。對(dui)于(yu)以(yi)(yi)分(fen)配圖(tu)像為(wei)主的(de)(de)(de)有線(xian)電(dian)視,影響尚不(bu)太大,但對(dui)于(yu)一些未來超寬(kuan)帶有特殊(shu)要求的(de)(de)(de)業務,如:

①相干通信(xin)中采用(yong)外差檢波(bo),要求光波(bo)偏(pian)振(zhen)更穩定時;

②光機(ji)器(qi)等對輸入輸出(chu)特性要求與偏振相關時;

③在制作(zuo)偏振(zhen)保持(chi)光耦合器和偏振(zhen)器或去偏振(zhen)器等時(shi);

④制作利用光干(gan)涉的光纖敏(min)感器等,

凡要求(qiu)偏(pian)振(zhen)波(bo)保(bao)持(chi)恒定的情況下,對光(guang)纖經過改進使偏(pian)振(zhen)狀態(tai)不變(bian)的光(guang)纖稱(cheng)作(zuo)偏(pian)振(zhen)保(bao)持(chi)光(guang)纖(PMF:Polarization Maintaining fiber),或稱(cheng)其(qi)為固定偏(pian)振(zhen)光(guang)纖。

雙折射光纖

雙(shuang)折(zhe)(zhe)射(she)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)是(shi)指(zhi)在(zai)單模光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)中,可以傳輸相(xiang)互正交(jiao)的(de)(de)兩(liang)個固有偏(pian)(pian)(pian)振(zhen)模式(shi)的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)。折(zhe)(zhe)射(she)率隨偏(pian)(pian)(pian)振(zhen)方(fang)向(xiang)變異的(de)(de)現象稱(cheng)為雙(shuang)折(zhe)(zhe)射(she)。它又(you)稱(cheng)作PANDA光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian),即偏(pian)(pian)(pian)振(zhen)保持與吸收減少光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(Polarization-maintai-ning AND Absorption-reducing fiber)。它是(shi)在(zai)纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯的(de)(de)橫向(xiang)兩(liang)則,設置熱膨(peng)脹系數(shu)大、截(jie)面是(shi)圓形(xing)的(de)(de)玻璃(li)部(bu)分。在(zai)高溫的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)拉(la)絲過(guo)程中,這些部(bu)分收縮(suo),其結果(guo)在(zai)纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯y方(fang)向(xiang)產生拉(la)伸,同時又(you)在(zai)x方(fang)向(xiang)呈現壓縮(suo)應力。致使纖(xian)(xian)(xian)(xian)材出現光(guang)(guang)彈性效(xiao)應,使折(zhe)(zhe)射(she)率在(zai)X方(fang)向(xiang)和y方(fang)向(xiang)出現差(cha)異。依(yi)此原理達到(dao)偏(pian)(pian)(pian)振(zhen)保持恒定的(de)(de)效(xiao)果(guo)。

抗惡環境光纖

通信用光(guang)纖(xian)(xian)(xian)通常(chang)的(de)(de)(de)工作環境溫(wen)(wen)度(du)可(ke)在(zai)-40~ 60℃之間,設計時也是以不(bu)受(shou)(shou)大量輻(fu)(fu)射(she)線照射(she)為(wei)(wei)前(qian)提的(de)(de)(de)。相比之下,對于更(geng)低溫(wen)(wen)或(huo)更(geng)高溫(wen)(wen)以及能在(zai)遭(zao)受(shou)(shou)高壓或(huo)外力(li)影響(xiang)、曝曬輻(fu)(fu)射(she)線的(de)(de)(de)惡劣環境下,也能工作的(de)(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)則(ze)稱作抗(kang)惡環境光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(Hard Condition Resistant Fiber)。一般為(wei)(wei)了對光(guang)纖(xian)(xian)(xian)表(biao)面(mian)進行機械(xie)保(bao)護,多涂覆一層塑料。可(ke)是隨(sui)著溫(wen)(wen)度(du)升高,塑料保(bao)護功能有所(suo)下降(jiang),致(zhi)使使用溫(wen)(wen)度(du)也有所(suo)限制(zhi)。如果改用抗(kang)熱性塑料,如聚四氟乙稀(Teflon)等(deng)樹(shu)脂,即(ji)可(ke)工作在(zai)300℃環境。也有在(zai)石英(ying)玻(bo)(bo)璃表(biao)面(mian)涂覆鎳(Ni)和鋁(Al)等(deng)金(jin)屬的(de)(de)(de)。這種光(guang)纖(xian)(xian)(xian)則(ze)稱為(wei)(wei)耐熱光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(Heat Resistant Fiber)。另外,當光(guang)纖(xian)(xian)(xian)受(shou)(shou)到輻(fu)(fu)射(she)線的(de)(de)(de)照射(she)時,光(guang)損耗(hao)(hao)會增加。這是因(yin)為(wei)(wei)石英(ying)玻(bo)(bo)璃遇到輻(fu)(fu)射(she)線照射(she)時,玻(bo)(bo)璃中會出現結構缺(que)陷(xian)(也稱作色心:Colour Center),尤在(zai)0.4~0.7pm波(bo)長時損耗(hao)(hao)增大。防止辦(ban)法是改用摻(chan)雜OH或(huo)F素的(de)(de)(de)石英(ying)玻(bo)(bo)璃,就(jiu)能抑(yi)制(zhi)因(yin)輻(fu)(fu)射(she)線造成(cheng)的(de)(de)(de)損耗(hao)(hao)缺(que)陷(xian)。這種光(guang)纖(xian)(xian)(xian)則(ze)稱作抗(kang)輻(fu)(fu)射(she)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(Radiation Resistant Fiber),多用于核(he)發電站的(de)(de)(de)監測(ce)用光(guang)纖(xian)(xian)(xian)維鏡等(deng)。

密封涂層光纖

為了保持光(guang)纖的(de)(de)機械(xie)強度和損耗(hao)的(de)(de)長時間穩定,而在(zai)玻璃表面涂(tu)裝碳(tan)(tan)化(hua)硅(SiC)、碳(tan)(tan)化(hua)鈦(TiC)、碳(tan)(tan)(C)等(deng)無機材料,用(yong)(yong)來防止(zhi)(zhi)從外部(bu)來的(de)(de)水和氫(qing)的(de)(de)擴散所制(zhi)造的(de)(de)光(guang)纖(HCFHermeticallyCoated Fiber)。通用(yong)(yong)的(de)(de)是在(zai)化(hua)學氣相沉積(CVD)法生產過程(cheng)中(zhong),用(yong)(yong)碳(tan)(tan)層高速堆積來實現充分密(mi)封效應。這(zhe)種碳(tan)(tan)涂(tu)覆光(guang)纖(CCF)能有效地截斷光(guang)纖與外界(jie)氫(qing)分子的(de)(de)侵入。據報道它(ta)在(zai)室溫的(de)(de)氫(qing)氣環境(jing)(jing)中(zhong)可維持20年不增加損耗(hao)。當然,它(ta)在(zai)防止(zhi)(zhi)水分侵入,延緩機械(xie)強度的(de)(de)疲勞(lao)進程(cheng)中(zhong),其疲勞(lao)系數(Fatigue Parameter)可達200以上。所以,HCF被應用(yong)(yong)于嚴酷環境(jing)(jing)中(zhong)要求可靠性高的(de)(de)系統,例(li)如海底(di)光(guang)纜就是一(yi)例(li)。

碳涂層光纖

在石英光纖的(de)(de)(de)表(biao)面涂敷碳膜的(de)(de)(de)光纖,稱之碳涂層(ceng)光纖(CCF:Carbon CoatedFiber)。其(qi)機理是利用(yong)碳素的(de)(de)(de)致密膜層(ceng),使光纖表(biao)面與外界(jie)隔離,以改(gai)善光纖的(de)(de)(de)機械疲勞(lao)損耗(hao)和氫(qing)分子的(de)(de)(de)損耗(hao)增加。CCF是密封涂層(ceng)光纖(HCF)的(de)(de)(de)一種。

金屬涂層光纖

金(jin)(jin)屬(shu)(shu)涂層(ceng)光(guang)纖(xian)(xian)(Metal Coated Fiber)是在(zai)(zai)光(guang)纖(xian)(xian)的表面涂布(bu)(bu)Ni、Cu、Al等金(jin)(jin)屬(shu)(shu)層(ceng)的光(guang)纖(xian)(xian)。也(ye)有(you)再在(zai)(zai)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)層(ceng)外被覆塑(su)料(liao)的,目的在(zai)(zai)于(yu)提高抗熱性和可供通電(dian)及焊接。它(ta)是抗惡(e)環境性光(guang)纖(xian)(xian)之一,也(ye)可作(zuo)為電(dian)子電(dian)路的部(bu)件(jian)用。早期產品是在(zai)(zai)拉絲(si)過程中,涂布(bu)(bu)熔解的金(jin)(jin)屬(shu)(shu)作(zuo)成的。由于(yu)此法(fa)因(yin)被玻璃與金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的膨(peng)脹系數差異(yi)太大,會增(zeng)微小彎曲損(sun)耗(hao),實用化率不高。近期,由于(yu)在(zai)(zai)玻璃光(guang)纖(xian)(xian)的表面采(cai)用低(di)損(sun)耗(hao)的非電(dian)解鍍(du)膜法(fa)的成功(gong),使性能大有(you)改善(shan)。

摻稀土光纖

在(zai)(zai)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)的纖(xian)(xian)(xian)芯中,摻雜(za)(za)如鉺(Er)、欽(Nd)、鐠(pu)(Pr)等稀土族元素(su)的光(guang)纖(xian)(xian)(xian)。1985年(nian)英(ying)國的索斯(si)安普頓(dun)(Sourthampton)大(da)學(xue)的佩思(Payne)等首先發現(xian)摻雜(za)(za)稀土元素(su)的光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(Rare Earth DoPed Fiber)有激光(guang)振蕩和光(guang)放(fang)(fang)大(da)的現(xian)象。于是,從(cong)此(ci)揭開了慘餌等光(guang)放(fang)(fang)大(da)的面紗,已經實用(yong)的1.55pmEDFA就是利用(yong)摻餌的單模光(guang)纖(xian)(xian)(xian),利用(yong)1.47pm的激光(guang)進行(xing)激勵,得到1.55pm光(guang)信號(hao)放(fang)(fang)大(da)的。另外(wai),摻鐠(pu)的氟(fu)化(hua)物(wu)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)放(fang)(fang)大(da)器(qi)(PDFA)正在(zai)(zai)開發中。

喇曼光纖

喇曼(man)(man)效應(ying)是(shi)指往某物(wu)質(zhi)(zhi)中射(she)(she)(she)人頻(pin)率f的(de)單色光(guang)(guang)(guang)時(shi),在散(san)(san)(san)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)(guang)中會出(chu)現(xian)頻(pin)率f之(zhi)(zhi)外的(de)f±fR,f±2fR等頻(pin)率的(de)散(san)(san)(san)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)(guang),對此(ci)現(xian)象稱(cheng)(cheng)喇曼(man)(man)效應(ying)。由于(yu)它是(shi)物(wu)質(zhi)(zhi)的(de)分子運動與格子運動之(zhi)(zhi)間的(de)能(neng)量(liang)交換所產生(sheng)的(de)。當物(wu)質(zhi)(zhi)吸收(shou)能(neng)量(liang)時(shi),光(guang)(guang)(guang)的(de)振動數(shu)變(bian)小(xiao),對此(ci)散(san)(san)(san)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)(guang)稱(cheng)(cheng)斯(si)托克斯(si)(stokes)線。反之(zhi)(zhi),從物(wu)質(zhi)(zhi)得到(dao)能(neng)量(liang),而振動數(shu)變(bian)大(da)的(de)散(san)(san)(san)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)(guang),則稱(cheng)(cheng)反斯(si)托克斯(si)線。于(yu)是(shi)振動數(shu)的(de)偏差FR,反映(ying)了(le)能(neng)級,可顯(xian)示(shi)物(wu)質(zhi)(zhi)中固有的(de)數(shu)值。利用(yong)(yong)這種(zhong)非線性媒體做成的(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian),稱(cheng)(cheng)作喇曼(man)(man)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(RF:Raman Fiber)。為了(le)將光(guang)(guang)(guang)封(feng)閉在細小(xiao)的(de)纖(xian)芯中,進(jin)行長距(ju)離傳播,就(jiu)會出(chu)現(xian)光(guang)(guang)(guang)與物(wu)質(zhi)(zhi)的(de)相互作用(yong)(yong)效應(ying),能(neng)使信號(hao)波形不(bu)畸變(bian),實現(xian)長距(ju)離傳輸(shu)。當輸(shu)入光(guang)(guang)(guang)增強時(shi),就(jiu)會獲得相干的(de)感應(ying)散(san)(san)(san)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)(guang)。應(ying)用(yong)(yong)感應(ying)喇曼(man)(man)散(san)(san)(san)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)(guang)的(de)設備有喇曼(man)(man)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)激光(guang)(guang)(guang)器(qi),可供作分光(guang)(guang)(guang)測(ce)量(liang)電源和光(guang)(guang)(guang)纖(xian)色散(san)(san)(san)測(ce)試用(yong)(yong)電源。另外,感應(ying)喇曼(man)(man)散(san)(san)(san)射(she)(she)(she),在光(guang)(guang)(guang)纖(xian)的(de)長距(ju)離通信中,正在研討作為光(guang)(guang)(guang)放大(da)器(qi)的(de)應(ying)用(yong)(yong)。

偏心光纖

標準光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯是(shi)設置在(zai)包層中心的(de),纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯與(yu)包層的(de)截面形狀(zhuang)為(wei)同心圓型(xing)。但因用(yong)途不(bu)同,也有將纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯位(wei)(wei)置和纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯形狀(zhuang)、包層形狀(zhuang),作(zuo)成(cheng)不(bu)同狀(zhuang)態或(huo)將包層穿孔(kong)形成(cheng)異型(xing)結構的(de)。相對于標準光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian),稱這些(xie)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)叫異型(xing)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)。偏(pian)心光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(Excentric Core Fiber),它是(shi)異型(xing)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)一種。其纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯設置在(zai)偏(pian)離中心且接近包層外線(xian)的(de)偏(pian)心位(wei)(wei)置。由于纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯靠近外表(biao),部分光(guang)場會溢出包層傳播(稱此為(wei)漸消彼,Evanescent Wave)。利用(yong)這一現象(xiang),就(jiu)可檢(jian)測(ce)有無(wu)附(fu)著物質以及折射(she)率的(de)變化。偏(pian)心光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(ECF)主要用(yong)作(zuo)檢(jian)測(ce)物質的(de)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)敏感器。與(yu)光(guang)時域反射(she)計(OTDR)的(de)測(ce)試法(fa)組合(he)一起,還可作(zuo)分布(bu)敏感器用(yong)。

發光光纖

采(cai)用含有熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)物(wu)質(zhi)制造的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)。它(ta)是在(zai)受(shou)到輻射線(xian)、紫外線(xian)等光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)波照射時,產生(sheng)的(de)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)一部分(fen),可(ke)經光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)閉合進行(xing)傳輸的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)。發(fa)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(Luminescent Fiber)可(ke)以(yi)用于檢(jian)測輻射線(xian)和(he)(he)紫外線(xian),以(yi)及進行(xing)波長(chang)變換(huan),或用作(zuo)溫度(du)敏感器(qi)、化學(xue)敏感器(qi)。在(zai)輻射線(xian)的(de)檢(jian)測中也稱(cheng)作(zuo)閃光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(Scintillation Fiber)。發(fa)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)從(cong)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)材料和(he)(he)摻雜的(de)角度(du)上(shang),正在(zai)開(kai)發(fa)著塑料光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)。

多芯光纖

通常的光纖(xian)是由一(yi)個纖(xian)芯區和圍繞(rao)它(ta)的包層(ceng)區構成(cheng)(cheng)(cheng)的。但多(duo)芯光纖(xian)(Multi Core Fiber)卻(que)是一(yi)個共同(tong)的包層(ceng)區中存在(zai)(zai)多(duo)個纖(xian)芯的。由于(yu)纖(xian)芯的相互接近程度,可有兩種功能。其一(yi)是纖(xian)芯間隔大(da),即不產生(sheng)光耦(ou)會的結構。這種光纖(xian),由于(yu)能提(ti)高傳(chuan)輸線(xian)路的單位(wei)面積的集成(cheng)(cheng)(cheng)密度。在(zai)(zai)光通信中,可以作(zuo)成(cheng)(cheng)(cheng)具(ju)有多(duo)個纖(xian)芯的帶狀光纜,而在(zai)(zai)非通信領(ling)域,作(zuo)為(wei)光纖(xian)傳(chuan)像(xiang)束,有將纖(xian)芯作(zuo)成(cheng)(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)(cheng)千上萬個的。其二是使纖(xian)芯之間的距離靠近,能產生(sheng)光波(bo)耦(ou)合作(zuo)用。利(li)用此(ci)原理正在(zai)(zai)開發雙纖(xian)芯的敏感器或光回(hui)路器件。

空心光纖

將(jiang)光纖(xian)作成空心(xin),形成圓筒狀空間,用于光傳輸的(de)光纖(xian),稱作空心(xin)光纖(xian)(Hollow Fiber)。空心(xin)光纖(xian)主要用于能量傳送,可供(gong)X射(she)線、紫(zi)外線和遠紅外線光能傳輸。

空(kong)心(xin)光纖結(jie)構有兩種:

一是(shi)將玻(bo)璃作成圓筒(tong)狀,其纖(xian)芯與包層原(yuan)理與階躍型相同。利用光(guang)在(zai)空氣與玻(bo)璃之間的(de)(de)全反射傳播(bo)。由于,光(guang)的(de)(de)大部分可在(zai)無損耗的(de)(de)空氣中傳播(bo),具有一定距離的(de)(de)傳播(bo)功(gong)能。

二是使(shi)(shi)圓(yuan)筒內(nei)面的(de)反(fan)射(she)(she)率(lv)接(jie)近1,以減少反(fan)射(she)(she)損耗。為了提高反(fan)射(she)(she)率(lv),有在簡內(nei)設置電介質,使(shi)(shi)工作波(bo)(bo)長段損耗減少的(de)。例如可以作到(dao)波(bo)(bo)長10.6pm損耗達幾(ji)dB/m的(de)。

高分子光導

按材(cai)質分(fen)(fen)(fen),有無機(ji)光導(dao)(dao)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)和高(gao)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)光導(dao)(dao)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei),在(zai)工業(ye)上大(da)量應用(yong)的(de)(de)是前者。無機(ji)光導(dao)(dao)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)材(cai)料(liao)又分(fen)(fen)(fen)為(wei)單(dan)組分(fen)(fen)(fen)和多組分(fen)(fen)(fen)兩類。單(dan)組分(fen)(fen)(fen)即石(shi)(shi)英,主要(yao)原(yuan)料(liao)為(wei)四(si)氯化(hua)硅(gui)、三(san)氯氧(yang)磷(lin)和三(san)溴化(hua)硼(peng)等(deng)(deng)。其純度要(yao)求(qiu)(qiu)銅(tong)、鐵(tie)、鈷、鎳、錳、鉻、釩等(deng)(deng)過渡金屬(shu)離(li)子(zi)(zi)雜質含(han)量低(di)于(yu)(yu)10ppb。除(chu)此(ci)之外,OH離(li)子(zi)(zi)要(yao)求(qiu)(qiu)低(di)于(yu)(yu)10ppb。石(shi)(shi)英纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)已被廣(guang)泛使用(yong)。多組分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)原(yuan)料(liao)較(jiao)多,主要(yao)有二氧(yang)化(hua)硅(gui)、三(san)氧(yang)化(hua)二硼(peng)、硝(xiao)酸鈉、氧(yang)化(hua)鉈等(deng)(deng)。這種材(cai)料(liao)尚未普及。高(gao)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)光導(dao)(dao)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)是以透明(ming)聚合物(wu)制(zhi)得(de)(de)的(de)(de)光導(dao)(dao)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei),由纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)芯材(cai)和包皮鞘材(cai)組成。芯材(cai)為(wei)高(gao)純度高(gao)透光性的(de)(de)聚甲(jia)基丙烯酸甲(jia)酯或(huo)聚苯乙烯抽絲制(zhi)得(de)(de)的(de)(de)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei),外層為(wei)含(han)氟聚合物(wu)或(huo)有機(ji)硅(gui)聚合物(wu)等(deng)(deng)。

高分(fen)子光(guang)導纖(xian)維(wei)的光(guang)損耗(hao)(hao)較高,1982年,日本電信電報(bao)公(gong)司利用(yong)氘化(hua)甲(jia)基丙烯(xi)酸(suan)甲(jia)酯聚合抽(chou)絲作芯材,光(guang)損耗(hao)(hao)率(lv)降(jiang)低到20dB/km。但高分(fen)子光(guang)導纖(xian)維(wei)的特點是能(neng)(neng)制大尺寸,大數(shu)值孔(kong)徑的光(guang)導纖(xian)維(wei),光(guang)源耦合效率(lv)高,撓曲(qu)性好(hao),微彎(wan)曲(qu)不影響導光(guang)能(neng)(neng)力,配列、粘接(jie)容(rong)易,便(bian)于(yu)使用(yong),成本低廉。但光(guang)損耗(hao)(hao)大,只能(neng)(neng)短距(ju)離應用(yong)。光(guang)損耗(hao)(hao)在10~100dB/km的光(guang)導纖(xian)維(wei),可傳輸幾百(bai)米。

保偏光纖

保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian):保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)傳輸線偏(pian)(pian)(pian)振(zhen)光(guang)(guang)(guang),廣泛用(yong)于(yu)航(hang)天、航(hang)空、航(hang)海、工(gong)業制(zhi)造技術及通信(xin)等(deng)(deng)國民經濟的各個領域。在以(yi)(yi)光(guang)(guang)(guang)學相干(gan)檢(jian)測(ce)為基礎的干(gan)涉(she)型(xing)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)傳感器(qi)(qi)中,使用(yong)保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)能夠保(bao)(bao)證線偏(pian)(pian)(pian)振(zhen)方(fang)向不(bu)變,提高相干(gan)信(xin)躁比(bi),以(yi)(yi)實現對(dui)物理量的高精度測(ce)量。保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)作為一(yi)種特種光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian),主要應用(yong)于(yu)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)陀(tuo)螺(luo)(luo),光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)水(shui)聽(ting)(ting)器(qi)(qi)等(deng)(deng)傳感器(qi)(qi)和DWDM、EDFA等(deng)(deng)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)通信(xin)系統。由于(yu)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)陀(tuo)螺(luo)(luo)及光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)水(shui)聽(ting)(ting)器(qi)(qi)等(deng)(deng)可用(yong)于(yu)軍用(yong)慣導和聲(sheng)吶,屬于(yu)新型(xing)科技產品,而保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)又是(shi)其核(he)心(xin)部件(jian),因而保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)一(yi)直(zhi)被西方(fang)發達國家(jia)列(lie)入(ru)對(dui)我禁運的清單。保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)在拉制(zhi)過(guo)程中,由于(yu)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)內部產生的結構缺陷會(hui)造成(cheng)保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)性能的下降,即當線偏(pian)(pian)(pian)振(zhen)光(guang)(guang)(guang)沿(yan)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)的一(yi)個特征軸(zhou)傳輸時(shi),部分光(guang)(guang)(guang)信(xin)號(hao)會(hui)耦合進入(ru)另一(yi)個與(yu)之垂直(zhi)的特征軸(zhou),最終造成(cheng)出(chu)射(she)偏(pian)(pian)(pian)振(zhen)光(guang)(guang)(guang)信(xin)號(hao)偏(pian)(pian)(pian)振(zhen)消(xiao)光(guang)(guang)(guang)比(bi)的下降。這(zhe)種缺陷就是(shi)影響光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)內的雙折射(she)效應。保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)中,雙折射(she)效應越(yue)強,波長越(yue)短,保(bao)(bao)持傳輸光(guang)(guang)(guang)偏(pian)(pian)(pian)振(zhen)態越(yue)好(hao)。

保偏光纖的應用及未來發展(zhan)方向

保(bao)偏光纖在今(jin)后(hou)幾(ji)(ji)年內(nei)將有較大的市場需求。隨著(zhu)(zhu)世(shi)界新(xin)技(ji)術的飛(fei)速發展和新(xin)產品的不斷開發,保(bao)偏光纖將沿著(zhu)(zhu)以下幾(ji)(ji)個方(fang)向發展:

(1)采用光子晶體光纖新(xin)技術制造新(xin)型的高性能(neng)保偏光纖;

(2)開發溫度(du)適應(ying)性保偏(pian)光纖,以適應(ying)航空航天(tian)等領域(yu)環境(jing)的要求;

(3)開(kai)發出各種(zhong)摻(chan)稀土保(bao)偏光(guang)(guang)纖,滿足(zu)光(guang)(guang)放大器等器件應用的需求;

(4)開(kai)發氟化物保偏光(guang)纖,促進纖維光(guang)學干涉技(ji)術在紅外天文學技(ji)術領域的發展;

(5)低衰減(jian)保偏光纖(xian):隨著單模光纖(xian)技術的(de)(de)不(bu)斷完善,損(sun)耗、材料色(se)散(san)和波導色(se)散(san)已(yi)經不(bu)再是影響光纖(xian)通信(xin)的(de)(de)主(zhu)要因素,單模光纖(xian)的(de)(de)偏振模色(se)散(san)(PMD)逐漸(jian)成為限制(zhi)光纖(xian)通信(xin)質(zhi)量(liang)的(de)(de)最嚴重的(de)(de)瓶頸,在10Gbit/s及以上的(de)(de)高(gao)速光纖(xian)通信(xin)系統中(zhong)表現尤為突出。

(6)利用克爾效(xiao)應和法拉第旋光效(xiao)應制造(zao)偏振光器件。

另外根(gen)據(ju)光(guang)纖(xian)頭(tou)不(bu)一樣(yang)還有:C-Lens.G-Lens.格林透鏡

4.常用光纖規格:

單(dan)模(mo):8/125μm,9/125μm,10/125μm

多模:50/125μm,歐洲標(biao)準

62.5/125μm,美國標準

工業,醫療和低速(su)網絡:100/140μm,200/230μm

塑料(liao):98/1000μm,用(yong)于汽車(che)控(kong)制

傳輸優點

直到(dao)1960年,美國(guo)科學家Maiman發明了(le)世(shi)界上第一臺激(ji)光(guang)器后(hou)(hou),為光(guang)通(tong)訊(xun)提供了(le)良(liang)好的(de)光(guang)源。隨(sui)后(hou)(hou)二十多(duo)年,人(ren)們(men)對(dui)光(guang)傳輸介(jie)質進(jin)(jin)行了(le)攻關,終于制成了(le)低損耗光(guang)纖,從而奠定了(le)光(guang)通(tong)訊(xun)的(de)基石。從此,光(guang)通(tong)訊(xun)進(jin)(jin)入了(le)飛速(su)發展(zhan)的(de)階段。

光纖傳(chuan)輸有許(xu)多突出的優(you)點:

頻帶寬

頻(pin)(pin)帶(dai)的(de)(de)(de)(de)寬窄代(dai)表(biao)傳(chuan)輸(shu)(shu)容(rong)量(liang)的(de)(de)(de)(de)大(da)小。載波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率越高,可(ke)(ke)以傳(chuan)輸(shu)(shu)信號的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)帶(dai)寬度(du)就越大(da)。在(zai)VHF頻(pin)(pin)段,載波(bo)(bo)頻(pin)(pin)率為48.5MHz~300Mhz。帶(dai)寬約250MHz,只能傳(chuan)輸(shu)(shu)27套電視和幾十(shi)套調(diao)頻(pin)(pin)廣播(bo)。可(ke)(ke)見光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率達(da)100000GHz,比VHF頻(pin)(pin)段高出(chu)一(yi)百(bai)多萬倍。盡管由(you)于光(guang)(guang)纖對不同頻(pin)(pin)率的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)有不同的(de)(de)(de)(de)損耗,使頻(pin)(pin)帶(dai)寬度(du)受到(dao)影響,但在(zai)最低損耗區的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)帶(dai)寬度(du)也可(ke)(ke)達(da)30000GHz。單個光(guang)(guang)源的(de)(de)(de)(de)帶(dai)寬只占了其中(zhong)很(hen)小的(de)(de)(de)(de)一(yi)部分(多模光(guang)(guang)纖的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)帶(dai)約幾百(bai)兆赫,好的(de)(de)(de)(de)單模光(guang)(guang)纖可(ke)(ke)達(da)10GHz以上(shang)(shang)),采用先(xian)進的(de)(de)(de)(de)相干光(guang)(guang)通信可(ke)(ke)以在(zai)30000GHz范圍內安排2000個光(guang)(guang)載波(bo)(bo),進行(xing)波(bo)(bo)分復用,可(ke)(ke)以容(rong)納上(shang)(shang)百(bai)萬個頻(pin)(pin)道。

損耗低

在(zai)同軸電(dian)纜(lan)組成的(de)系統中(zhong),最(zui)好的(de)電(dian)纜(lan)在(zai)傳(chuan)輸(shu)800MHz信(xin)號(hao)時,每(mei)(mei)公里的(de)損耗(hao)都在(zai)40dB以(yi)上(shang)。相比之下(xia),光(guang)(guang)導纖(xian)維的(de)損耗(hao)則要小得(de)多(duo),傳(chuan)輸(shu)1.31um的(de)光(guang)(guang),每(mei)(mei)公里損耗(hao)在(zai)0.35dB以(yi)下(xia)若傳(chuan)輸(shu)1.55um的(de)光(guang)(guang),每(mei)(mei)公里損耗(hao)更小,可達(da)0.2dB以(yi)下(xia)。這(zhe)就比同軸電(dian)纜(lan)的(de)功率(lv)損耗(hao)要小一(yi)億倍,使其能傳(chuan)輸(shu)的(de)距離要遠得(de)多(duo)。

此外,光纖傳輸損耗還(huan)有兩(liang)個特點(dian),

一是在(zai)全部(bu)有(you)線(xian)電視(shi)頻道內具(ju)有(you)相(xiang)同的損耗,不需要像電纜干線(xian)那樣必須引(yin)入均(jun)衡器進行均(jun)衡;

二是其損耗幾(ji)乎不隨(sui)溫度而(er)變,不用擔心(xin)因環境溫度變化而(er)造成干線電平的波動(dong)。

重量輕

因為光(guang)(guang)纖(xian)(xian)非常細(xi),單模光(guang)(guang)纖(xian)(xian)芯線直(zhi)徑(jing)一般為4um~10um,外徑(jing)也(ye)只有125um,加上防水層、加強筋、護套等(deng),用(yong)4~48根光(guang)(guang)纖(xian)(xian)組(zu)成的光(guang)(guang)纜(lan)直(zhi)徑(jing)還不到13mm,比(bi)標(biao)準同(tong)軸電纜(lan)的直(zhi)徑(jing)47mm要小得多,加上光(guang)(guang)纖(xian)(xian)是玻璃(li)纖(xian)(xian)維,比(bi)重小,使它具有直(zhi)徑(jing)小、重量(liang)輕的特點,安裝十分方(fang)便(bian)。

抗干擾能力強

因(yin)為(wei)光纖的(de)(de)基本成分(fen)是石英(ying),只(zhi)傳光,不(bu)(bu)導電,不(bu)(bu)受(shou)電磁場的(de)(de)作用,在其中傳輸(shu)(shu)的(de)(de)光信(xin)號不(bu)(bu)受(shou)電磁場的(de)(de)影響,故光纖傳輸(shu)(shu)對電磁干(gan)擾、工業干(gan)擾有很強(qiang)的(de)(de)抵御能力。也正(zheng)因(yin)為(wei)如此,在光纖中傳輸(shu)(shu)的(de)(de)信(xin)號不(bu)(bu)易被竊聽(ting),因(yin)而利于保密(mi)。

保真度高

因為光纖傳(chuan)(chuan)輸一(yi)(yi)般不需要中繼放(fang)大,不會因為放(fang)大引入新(xin)的非線性失(shi)真(zhen)(zhen)。只要激(ji)光器的線性好(hao),就可高保真(zhen)(zhen)地傳(chuan)(chuan)輸電視信號。實(shi)際測試表明,好(hao)的調幅光纖系(xi)統(tong)的載波組合三(san)次差拍比(bi)C/CTB在(zai)70dB以上(shang),交調指(zhi)標(biao)cM也在(zai)60dB以上(shang),遠高于一(yi)(yi)般電纜干線系(xi)統(tong)的非線性失(shi)真(zhen)(zhen)指(zhi)標(biao)。

工作性能可靠

我們知(zhi)道,一個系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)可(ke)靠(kao)性與組成該(gai)系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)設備數量有關。設備越多,發生故(gu)障的(de)(de)(de)機(ji)會越大(da)。因為光纖(xian)系(xi)(xi)統包含的(de)(de)(de)設備數量少(不像電纜系(xi)(xi)統那樣需要(yao)幾十個放大(da)器),可(ke)靠(kao)性自(zi)然(ran)也(ye)就高,加上光纖(xian)設備的(de)(de)(de)壽命都(dou)很長,無(wu)故(gu)障工作(zuo)(zuo)時(shi)間達50萬(wan)~75萬(wan)小時(shi),其中壽命最短的(de)(de)(de)是(shi)光發射機(ji)中的(de)(de)(de)激光器,最低壽命也(ye)在10萬(wan)小時(shi)以上。故(gu)一個設計良好、正(zheng)確安裝調試(shi)的(de)(de)(de)光纖(xian)系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)工作(zuo)(zuo)性能是(shi)非常可(ke)靠(kao)的(de)(de)(de)。

成本不斷下降

有(you)(you)人(ren)提出(chu)了新摩爾定(ding)律,也叫做光(guang)(guang)(guang)學(xue)定(ding)律(Optical Law)。該定(ding)律指(zhi)出(chu),光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)傳(chuan)輸(shu)(shu)信(xin)息的帶(dai)寬,每6個(ge)月增加1倍,而(er)價格降低1倍。光(guang)(guang)(guang)通信(xin)技(ji)術的發展(zhan),為(wei)(wei)Internet寬帶(dai)技(ji)術的發展(zhan)奠定(ding)了非常(chang)好的基礎(chu)。這就為(wei)(wei)大(da)型(xing)有(you)(you)線(xian)電(dian)(dian)視系統采用光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)傳(chuan)輸(shu)(shu)方式掃清了最(zui)后一(yi)個(ge)障礙。由于制作光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)的材(cai)料(liao)(石英)來源十(shi)分(fen)豐富,隨著技(ji)術的進步,成本還會進一(yi)步降低;而(er)電(dian)(dian)纜所(suo)需的銅原(yuan)料(liao)有(you)(you)限,價格會越來越高(gao)。顯然,今后光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)傳(chuan)輸(shu)(shu)將(jiang)占絕(jue)對優勢,成為(wei)(wei)建立全省、以至(zhi)全國有(you)(you)線(xian)電(dian)(dian)視網的最(zui)主要傳(chuan)輸(shu)(shu)手段。

結構原理

光導纖維是(shi)由(you)兩層(ceng)(ceng)折射(she)率不同的(de)玻(bo)璃組(zu)成(cheng)。內層(ceng)(ceng)為光內芯,直徑在幾微米至幾十微米,外(wai)(wai)層(ceng)(ceng)的(de)直徑0.1~0.2mm。一般內芯玻(bo)璃的(de)折射(she)率比外(wai)(wai)層(ceng)(ceng)玻(bo)璃大1%。根據光的(de)折射(she)和全(quan)(quan)反(fan)(fan)(fan)射(she)原理,當光線射(she)到(dao)內芯和外(wai)(wai)層(ceng)(ceng)界面(mian)(mian)的(de)角度大于產生全(quan)(quan)反(fan)(fan)(fan)射(she)的(de)臨(lin)界角時,光線透不過界面(mian)(mian),全(quan)(quan)部反(fan)(fan)(fan)射(she)。

光纖衰減

造成光纖(xian)衰減的主要(yao)因素有:本征,彎(wan)曲,擠壓(ya),雜質(zhi),不均勻(yun)和對接等(deng)。

本征

是光纖(xian)的固有損耗,包括:瑞(rui)利散(san)射(she),固有吸收(shou)等。

彎曲

光纖彎曲(qu)時部分光纖內的(de)光會(hui)因(yin)散射而損(sun)失掉,造成的(de)損(sun)耗。

擠壓

光纖(xian)受到(dao)擠壓時產生(sheng)微小的彎(wan)曲而造(zao)成的損(sun)耗。

雜質

光纖(xian)內雜質吸收和(he)散射在(zai)光纖(xian)中傳(chuan)播的光,造成的損失(shi)。

不均勻

光纖材料的折射率不(bu)均勻(yun)造(zao)成的損耗。

對接

光(guang)(guang)纖對接時產生的損耗,如:不同軸(單模光(guang)(guang)纖同軸度(du)要求(qiu)小于0.8μm),端(duan)面(mian)與軸心(xin)不垂直,端(duan)面(mian)不平,對接心(xin)徑(jing)不匹配和熔接質(zhi)量差等(deng)。

人為衰減

在實際的工(gong)作(zuo)中,有(you)時也有(you)必要進行人為的光(guang)纖(xian)衰減,如用(yong)于(yu)光(guang)通(tong)信系統(tong)當(dang)中的調(diao)試光(guang)功率性能、調(diao)試光(guang)纖(xian)儀(yi)表的定標校正(zheng),光(guang)纖(xian)信號衰減的光(guang)纖(xian)衰減器。

生產方法

通(tong)信(xin)(xin)中(zhong)所用(yong)的(de)(de)光纖一般(ban)是(shi)石(shi)英(ying)(ying)光纖。石(shi)英(ying)(ying)的(de)(de)化學名稱(cheng)叫二氧化硅(SiO2),它(ta)和我(wo)們日常用(yong)來(lai)建房子所用(yong)的(de)(de)砂子的(de)(de)主要(yao)成分(fen)是(shi)相同(tong)的(de)(de)。但是(shi)普通(tong)的(de)(de)石(shi)英(ying)(ying)材(cai)(cai)料制成的(de)(de)光纖是(shi)不能用(yong)于(yu)(yu)通(tong)信(xin)(xin)的(de)(de)。通(tong)信(xin)(xin)光纖必須由純度(du)極高的(de)(de)材(cai)(cai)料組成;不過(guo),在主體材(cai)(cai)料里(li)摻入(ru)微量的(de)(de)摻雜劑,可以使(shi)纖芯和包層的(de)(de)折射率略有(you)不同(tong),這(zhe)是(shi)有(you)利(li)于(yu)(yu)通(tong)信(xin)(xin)的(de)(de)。

制(zhi)造(zao)光纖的方(fang)法(fa)(fa)很多,主要有:管內CVD(化學汽相(xiang)(xiang)(xiang)沉積)法(fa)(fa),棒內CVD法(fa)(fa),PCVD(等離子體(ti)化學汽相(xiang)(xiang)(xiang)沉積)法(fa)(fa)和VAD(軸向汽相(xiang)(xiang)(xiang)沉積)法(fa)(fa)。但不論(lun)用哪(na)一種方(fang)法(fa)(fa),都要先在(zai)高溫下做(zuo)成預(yu)制(zhi)棒,然(ran)后(hou)在(zai)高溫爐(lu)中加(jia)溫軟化,拉成長絲,再進(jin)行涂覆(fu)、套(tao)塑,成為光纖芯線。光纖的制(zhi)造(zao)要求每道(dao)工序都要相(xiang)(xiang)(xiang)稱精密,由計算(suan)機(ji)控制(zhi)。在(zai)制(zhi)造(zao)光纖的過(guo)程中,要注重:

①光纖(xian)原(yuan)材(cai)料(liao)的純度必須(xu)很高。

②必須防止(zhi)雜質污染,以及氣泡混入光纖。

③要準確控制折射率的分布;

④正(zheng)確控制光纖的結構尺(chi)寸(cun);

⑤盡量減小光纖(xian)表面的傷痕(hen)損(sun)害,提高光纖(xian)機(ji)械強度(du)。

管棒法

將內芯玻(bo)璃棒插入(ru)外層玻(bo)璃管中(盡量(liang)緊密(mi)),熔融拉絲;

雙坩堝法

在(zai)兩(liang)個(ge)同(tong)心鉑坩堝內,將內芯和外層玻璃料分別(bie)放入(ru)內、外坩堝中;

分子填充法

將微(wei)孔(kong)石英玻璃棒浸入高折射率的(de)添加劑溶(rong)液中,得所需折射率分布的(de)斷面結構,再進(jin)行拉絲(si)操作,它(ta)的(de)工藝比較復雜。在光導(dao)纖維(wei)(wei)通(tong)信中還可用內外氣相(xiang)沉積法等,以保證能(neng)制造出光損耗(hao)率低的(de)光導(dao)纖維(wei)(wei)。

太空融拉法

將(jiang)光纖的(de)(de)(de)拉(la)絲裝置(zhi)放到太空的(de)(de)(de)微重力(li)環境(jing)下去拉(la)制,可(ke)以獲得地球(qiu)上無法得到的(de)(de)(de)超長的(de)(de)(de)高質量(liang)導光纖維。

施工方法

在實際(ji)應用(yong)中,光(guang)纖與光(guang)纖的連接(jie),一般(ban)采(cai)用(yong)熱(re)熔接(jie)和冷接(jie)兩種方法來進行施工。

熱熔接法

使用光(guang)(guang)(guang)纖(xian)熔(rong)(rong)接(jie)(jie)機的(de)高(gao)(gao)壓電弧將(jiang)兩(liang)根光(guang)(guang)(guang)纖(xian)熔(rong)(rong)化后連接(jie)(jie)起來,這種方(fang)法早期一般用于長距離(li)通訊(xun)施(shi)工,不過隨(sui)著國民對網速(su)需求的(de)提高(gao)(gao)和(he)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)入戶(hu)的(de)興起,熱熔(rong)(rong)接(jie)(jie)法也用于短(duan)距離(li)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)鋪(pu)設施(shi)工(如(ru)小區寬帶網和(he)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)入戶(hu)等),已成為(wei)國際(ji)上主流(liu)的(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)施(shi)工方(fang)法。

冷接法

冷接法是相對于熱熔接法而言的,指(zhi)不需要高壓電弧放電來融化光纖,而使用光纖冷接子來將光纖連接起(qi)來或(huo)將光纖接入到光通訊(xun)設備中。

光纖分類

根據不同(tong)光纖的(de)(de)分(fen)類標(biao)準的(de)(de)分(fen)類方(fang)法,同(tong)一根光纖將會有(you)不同(tong)的(de)(de)名稱。

按光纖的材料分類

按照光(guang)纖(xian)(xian)的材(cai)料,可以將光(guang)纖(xian)(xian)的種類分為石英(ying)光(guang)纖(xian)(xian)和全塑(su)光(guang)纖(xian)(xian)。

石(shi)英(ying)光(guang)纖一(yi)般(ban)是指由摻雜(za)石(shi)英(ying)芯(xin)和(he)(he)摻雜(za)石(shi)英(ying)包(bao)層(ceng)組成的光(guang)纖。這(zhe)種光(guang)纖有很低的損(sun)耗和(he)(he)中等程(cheng)度的色散。通信用(yong)光(guang)纖絕(jue)大多數是石(shi)英(ying)光(guang)纖。

全塑光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)是一(yi)(yi)種通信用(yong)(yong)新型光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian),尚在研制(zhi)、試用(yong)(yong)階段。全塑光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)具有損耗大、纖(xian)(xian)(xian)芯粗(直徑100~600μm)、數(shu)值孔(kong)徑(NA)大(一(yi)(yi)般(ban)為0.3~0.5,可與光(guang)(guang)斑較大的(de)光(guang)(guang)源耦合使用(yong)(yong))及制(zhi)造成本較低等特點。目全塑光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)適(shi)合于(yu)較短長度的(de)應用(yong)(yong),如室內計算機聯網(wang)和船舶內的(de)通信等。

按光(guang)纖剖面折射(she)率分布分類

按照光(guang)纖剖面折射率分(fen)布的不(bu)同,可以將光(guang)纖的種(zhong)類(lei)分(fen)為階躍型光(guang)纖和漸變型光(guang)纖。

按傳輸模式分類

按照(zhao)光纖(xian)(xian)傳(chuan)輸(shu)的模(mo)式(shi)數量,可以將光纖(xian)(xian)的種(zhong)類(lei)分為多模(mo)光纖(xian)(xian)和(he)單模(mo)光纖(xian)(xian)。

單模(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)是只能傳輸一(yi)種模(mo)(mo)式(shi)的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)。單模(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)只能傳輸基模(mo)(mo)(最(zui)低(di)階模(mo)(mo)),不存在模(mo)(mo)間時(shi)延差,具有比多模(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)大(da)(da)得多的(de)(de)帶(dai)寬,這(zhe)對(dui)于(yu)高碼(ma)速傳輸是非常重(zhong)要的(de)(de)。單模(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)模(mo)(mo)場(chang)直徑僅幾微米(μm),其帶(dai)寬一(yi)般比漸變(bian)型多模(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)帶(dai)寬高一(yi)兩個數量級(ji)。因此,它適(shi)用(yong)于(yu)大(da)(da)容(rong)量、長距離通信。

按(an)照(zhao)國際標準規定分類(按(an)照(zhao)ITU-T建議分類)

為(wei)了使光(guang)(guang)纖(xian)具有(you)統一的(de)國際(ji)(ji)標(biao)(biao)準(zhun),國際(ji)(ji)電信聯盟(ITU-T)制定了統一的(de)光(guang)(guang)纖(xian)標(biao)(biao)準(zhun)(G標(biao)(biao)準(zhun))。按照ITU-T關于光(guang)(guang)纖(xian)的(de)建議,可以將光(guang)(guang)纖(xian)的(de)種類分為(wei):

G.651 光(guang)(guang)纖(xian)(50/125μm多模漸(jian)變型(xing)折射率光(guang)(guang)纖(xian))

G.652 光(guang)纖(非(fei)色散位移光(guang)纖)

G.653 光(guang)纖(色散位(wei)移光(guang)纖DSF)

G.654 光纖(截止波長位移(yi)光纖)

G.655 光(guang)纖(非零(ling)色散位移光(guang)纖)。

為了(le)適(shi)應新技術的發展(zhan)需(xu)要,G.652類(lei)(lei)光纖(xian)已進一步分為了(le)G.652A、G.652B、G.652C三個(ge)子類(lei)(lei),G.655類(lei)(lei)光纖(xian)也進一步分為了(le)G.655A、G.655B 兩個(ge)子類(lei)(lei)。

按照IEC 標準(zhun)分類(lei),IEC標準(zhun)將(jiang)光纖(xian)的種類(lei)分為

A 類多模光纖:

A1a 多模光纖(50/125μm型多模光纖)

A1b 多模(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(62.5/125μm型(xing)多模(mo)光(guang)(guang)纖(xian))

A1d 多模(mo)(mo)光(guang)纖(100/140μm型多模(mo)(mo)光(guang)纖)

B 類單模光纖:

B1.1 對應(ying)于G652光(guang)纖,增(zeng)加了(le)B1.3光(guang)纖以對應(ying)于G652C光(guang)纖

B1.2 對應(ying)于G654光纖(xian)

B2 光纖對應于G.653光纖

B4 光(guang)纖對應于G.655光(guang)纖

系統運用

高(gao)(gao)分(fen)子光導(dao)纖維(wei)開發之初,僅(jin)用(yong)于(yu)(yu)汽車(che)照(zhao)明燈(deng)的控制和(he)裝飾。主要(yao)用(yong)于(yu)(yu)醫(yi)學、裝飾、汽車(che)、船舶(bo)等方面(mian),以(yi)顯示(shi)(shi)元件為主。在通信和(he)圖像(xiang)傳輸(shu)方面(mian),高(gao)(gao)分(fen)子光導(dao)纖維(wei)的應用(yong)日益增(zeng)多,工業上用(yong)于(yu)(yu)光導(dao)向(xiang)器、顯示(shi)(shi)盤、標識(shi)、開關類(lei)照(zhao)明調節、光學傳感器等。

通信應用

光(guang)導纖(xian)維可(ke)以用(yong)在(zai)通(tong)信技術(shu)里。1979年9月(yue),一(yi)條3.3公里的120路光(guang)纜通(tong)信系統在(zai)北京建成,幾年后上海(hai)、天津(jin)、武(wu)漢等(deng)地也相繼(ji)鋪設了光(guang)纜線(xian)路,利用(yong)光(guang)導纖(xian)維進行通(tong)信。

多模光導(dao)纖維(wei)做成的(de)光纜可用于通信,它的(de)傳(chuan)導(dao)性能良好(hao),傳(chuan)輸信息(xi)容量大,一(yi)條通路可同時容納數十人通話。可以同時傳(chuan)送(song)數十套電(dian)視節目,供自由選看(kan)。

利用光導(dao)纖維(wei)進行的(de)通信(xin)(xin)叫(jiao)光纖通信(xin)(xin)。一(yi)(yi)對(dui)金屬電(dian)話線至多(duo)只(zhi)能同(tong)(tong)時(shi)傳送一(yi)(yi)千多(duo)路電(dian)話,而根據理(li)論(lun)計算,一(yi)(yi)對(dui)細如蛛絲(si)的(de)光導(dao)纖維(wei)可(ke)以(yi)同(tong)(tong)時(shi)通一(yi)(yi)百億路電(dian)話!鋪設1000公里的(de)同(tong)(tong)軸電(dian)纜大約需要500噸銅(tong),改用光纖通信(xin)(xin)只(zhi)需幾公斤(jin)石(shi)英(ying)就可(ke)以(yi)了。沙石(shi)中就含有石(shi)英(ying),幾乎是(shi)取(qu)之(zhi)不盡的(de)。

醫學應用

光導纖(xian)維內窺鏡可(ke)導入心(xin)臟和(he)(he)腦室,測(ce)量心(xin)臟中的血壓、血液中氧的飽(bao)和(he)(he)度、體溫等。用(yong)光導纖(xian)維連接的激光手術刀已在臨(lin)床應(ying)用(yong),并可(ke)用(yong)作光敏(min)法(fa)治癌(ai)。

另(ling)外,利用光導纖(xian)(xian)維制成(cheng)(cheng)的(de)(de)內窺(kui)鏡,可(ke)以幫(bang)助醫生(sheng)檢查胃、食道、十二指腸等的(de)(de)疾病(bing)。光導纖(xian)(xian)維胃鏡是(shi)由上千根玻璃纖(xian)(xian)維組(zu)成(cheng)(cheng)的(de)(de)軟管(guan),它有(you)輸(shu)送光線、傳導圖(tu)像的(de)(de)本領,又有(you)柔(rou)軟、靈活,可(ke)以任(ren)意彎曲(qu)等優(you)點,可(ke)以通過(guo)食道插入胃里(li)。光導纖(xian)(xian)維把胃里(li)的(de)(de)圖(tu)像傳出來,醫生(sheng)就(jiu)可(ke)以窺(kui)見胃里(li)的(de)(de)情(qing)形,然后根據情(qing)況(kuang)進(jin)行(xing)診(zhen)斷(duan)和治療(liao)。

傳感器應用

光(guang)(guang)導纖維(wei)可(ke)(ke)以(yi)把陽光(guang)(guang)送(song)到各個角落,還可(ke)(ke)以(yi)進(jin)行機械加工。計(ji)算機、機器(qi)人(ren)、汽車(che)配電(dian)盤等也(ye)已(yi)成(cheng)功地用(yong)光(guang)(guang)導纖維(wei)傳輸(shu)光(guang)(guang)源或(huo)圖像(xiang)。如與敏感(gan)元件組合(he)或(huo)利用(yong)本身的(de)特性,則可(ke)(ke)以(yi)做成(cheng)各種傳感(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。在能量(liang)傳輸(shu)和(he)信息傳輸(shu)方(fang)面(mian)也(ye)獲得廣泛的(de)應用(yong)。

藝術應用

由(you)于光纖的良好(hao)的物理特性(xing),光纖照明(ming)和LED照明(ming)已越(yue)來越(yue)成為藝術(shu)裝(zhuang)修美(mei)化的用途。

應用如下:

門頭店名(標設)和LOGO采用粗光(guang)纖(xian)制作光(guang)暈照明(ming)。

門頭的局部輪廓采(cai)用Φ18(Φ14)的側光纖(xian)進(jin)行照(zhao)明。

場所外立(li)面局部采用(yong)光(guang)纖三維鏡(jing)。

采用藝術分布的光纖(xian)點陣,配(pei)置(zhi)光纖(xian)照明YY-S150光纖(xian)掃描機。

在草坪上布置光纖(xian)地燈。

光纖瀑(pu)布、光纖立體球等藝術造型。

同時也用在裝飾顯示、廣告顯示。

光(guang)纖也可(ke)以用(yong)作各種視覺藝術的展示等(deng),光(guang)纖的特性(xing)得到充分的應用(yong),如圖所示:

光(guang)纖(xian)成(cheng)為裝飾品:利用光(guang)纖(xian)發(fa)光(guang)的特(te)性,可以(yi)做成(cheng)各種色彩的熒光(guang)光(guang)纖(xian)、滿天星光(guang)纖(xian)花瓶、做禮品晚會用,還是室內裝飾都很漂亮:如下圖(tu):

井下探測技術

過去,石(shi)油(you)工業(ye)只能利用現有的技(ji)術(shu)開采油(you)氣儲量(liang),常常無(wu)法滿足快速(su)投資回收和最大化(hua)油(you)氣采收率(lv)(lv)的需求(qiu),并導(dao)致(zhi)原(yuan)油(you)采收率(lv)(lv)平均只有35%左(zuo)右。井下系統供應商預測,通過利用智(zhi)能井技(ji)術(shu)可以使原(yuan)油(you)采收率(lv)(lv)提高到50%~60%。

在開發井(jing)中傳感(gan)器之前,收集(ji)井(jing)下信息的(de)唯一方法(fa)是測(ce)井(jing)。測(ce)井(jing)方法(fa)雖然(ran)能(neng)提(ti)供(gong)有價(jia)值的(de)數據,但作業(ye)成本高,并有可能(neng)對井(jing)產生損害(hai)。因此,需要(yao)更好的(de)井(jing)下技術提(ti)高無干擾流(liu)動監(jian)測(ce)和控制。

可以共同提高采收率的技術有:

·電子井下傳感器,提供定點溫度(du)和壓力監測;

·流量和含(han)水量傳(chuan)感(gan)器(qi);

·井下(xia)電-液壓(ya)操控(kong)流動控(kong)制系統(tong);

·基于實(shi)時油藏動態數據;

·優化油藏模擬;

·高溫光纖(xian)井下傳感器;

·電子(zi)與光纖(xian)井口(kou)濕式連接系統。

過去幾年,傳(chuan)感器技術愈(yu)來愈(yu)多地從其它行業轉向(xiang)海上和(he)井(jing)下,特別是(shi)光(guang)纖傳(chuan)感器技術,光(guang)纖傳(chuan)感器極大(da)地提高了高溫系統的可靠性。近期,大(da)型(xing)井(jing)下設備供應商經常(chang)與光(guang)纖探(tan)測(ce)技術專(zhuan)業公司合(he)作或收購這(zhe)類公司,充(chong)分證實了這(zhe)項技術的潛力(li)。

光纖傳感器(qi)系列(lie)包括3項(xiang)(xiang)被證實的核心(xin)技術(shu)和1項(xiang)(xiang)待(dai)開發(fa)的技術(shu):

·分(fen)布(bu)式溫(wen)(wen)度探測(DTS)。該項技術憑借一(yi)定(ding)長度的光纖監(jian)測不同位置上溫(wen)(wen)度的變化。其溫(wen)(wen)度分(fen)辨率(lv)(lv)為0.1oC,位置分(fen)辨率(lv)(lv)為1m(光纖長度大于10000m)。

·光(guang)(guang)(guang)纖還(huan)可以作為直接(jie)讀(du)值的(de)機械點(dian)源傳感器。最簡單的(de)形式,可能只(zhi)是一個(ge)空腔,隨外部(bu)壓力(li)改變長(chang)度(du),入射到空腔的(de)光(guang)(guang)(guang)信(xin)號強度(du)隨空腔長(chang)度(du)而(er)下降。光(guang)(guang)(guang)纖傳送設備允(yun)許在(zai)一根光(guang)(guang)(guang)纖上組合(he)多個(ge)傳感器,測量不同物理變量。

·化(hua)學探(tan)測。專業光(guang)纖的開發與工業應用正(zheng)在(zai)增長(chang),它們對化(hua)學物質的存在(zai)和(he)豐度比(bi)較敏感。這種技術還不太先進,但很有發展潛力。

光纖收發器

光纖收(shou)發器(qi)是一種將短距離的(de)(de)雙絞線電(dian)信號和長距離的(de)(de)光信號進(jin)行互換的(de)(de)以太網傳(chuan)輸媒體轉換單元(yuan),在(zai)很多地方也被稱之為光電(dian)轉換器(qi)。產品一般應(ying)用在(zai)以太網電(dian)纜(lan)無法覆蓋(gai)、必須使用光纖來延長傳(chuan)輸距離的(de)(de)實際網絡環境(jing)中,且通常定位于寬帶城域(yu)網的(de)(de)接入層應(ying)用;同時在(zai)幫(bang)助(zhu)把(ba)光纖最后一公里線路連接到城域(yu)網和更(geng)外層的(de)(de)網絡上(shang)也發揮(hui)了巨大的(de)(de)作(zuo)用。

企(qi)業(ye)在進行信息化基礎建設(she)(she)時,通常更(geng)多地關注路由器(qi)、交換(huan)機乃至網卡等用于節點數據(ju)交換(huan)的(de)網絡設(she)(she)備(bei)(bei),卻往(wang)往(wang)忽(hu)略介(jie)(jie)質(zhi)轉換(huan)這種非(fei)網絡核心(xin)必(bi)不(bu)(bu)可(ke)少(shao)的(de)設(she)(she)備(bei)(bei)。特別是在一些要求信息化程度高、數據(ju)流量較(jiao)大的(de)政(zheng)府機構和企(qi)業(ye),網絡建設(she)(she)時需(xu)要直接上連(lian)到以光(guang)纖為傳(chuan)輸介(jie)(jie)質(zhi)的(de)骨干網,而企(qi)業(ye)內部(bu)局域網的(de)傳(chuan)輸介(jie)(jie)質(zhi)一般為銅線(xian),確保數據(ju)包(bao)在不(bu)(bu)同網絡間順暢(chang)傳(chuan)輸的(de)介(jie)(jie)質(zhi)轉換(huan)設(she)(she)備(bei)(bei)成為必(bi)需(xu)品。

收發器分類

國外和國內生(sheng)產光纖收(shou)(shou)(shou)發器(qi)的廠(chang)商很多(duo),產品(pin)線(xian)也(ye)極為豐富。為了保證與其他廠(chang)家(jia)的網(wang)(wang)卡、中繼器(qi)、集線(xian)器(qi)和交(jiao)換機等網(wang)(wang)絡設(she)(she)備(bei)的完全兼容,光纖收(shou)(shou)(shou)發器(qi)產品(pin)必須嚴(yan)格符(fu)合10Base-T、100Base-TX、100Base-FX、IEEE802.3和IEEE802.3u等以(yi)太(tai)網(wang)(wang)標準,除此(ci)之外,在(zai)EMC防(fang)電(dian)磁(ci)輻射方面應符(fu)合FCC Part15。時下由于國內各大運營商正(zheng)在(zai)大力(li)建設(she)(she)小區網(wang)(wang)、校園網(wang)(wang)和企業網(wang)(wang),因(yin)此(ci)光纖收(shou)(shou)(shou)發器(qi)產品(pin)的用量也(ye)在(zai)不(bu)斷(duan)提高,以(yi)更好地滿足接入(ru)網(wang)(wang)的建設(she)(she)需要。

隨著光纖收發器(qi)產品的多樣化(hua)發展,其分類方法(fa)也各異,但各種(zhong)分類方法(fa)之間又有著一定的關聯。

按光纖性質分類

單模光纖收發器:傳輸距離(li)20公里至120公里

多(duo)模光(guang)纖收發器:傳輸距離2公(gong)里到(dao)5公(gong)里

按光纖(xian)來分(fen),可以(yi)分(fen)為多(duo)模(mo)光纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)(qi)和(he)單模(mo)光纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)(qi)。由于使用的光纖(xian)不(bu)同,收(shou)(shou)發(fa)器(qi)(qi)所能傳輸(shu)(shu)的距離也(ye)不(bu)一樣,多(duo)模(mo)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)(qi)一般的傳輸(shu)(shu)距離在(zai)2公(gong)里到5公(gong)里之間(jian),而單模(mo)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)(qi)覆(fu)蓋的范圍(wei)可以(yi)從20公(gong)里至120公(gong)里。需要指出的是因傳輸(shu)(shu)距離的不(bu)同,光纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)(qi)本身的發(fa)射功率、接收(shou)(shou)靈敏(min)度和(he)使用波長也(ye)會不(bu)一樣。

如(ru)5公(gong)里光纖收發(fa)器(qi)的(de)發(fa)射(she)功率一(yi)般(ban)在-20~-14db之(zhi)間,接收靈敏度為-30db,使用1310nm的(de)波長(chang);而(er)120公(gong)里光纖收發(fa)器(qi)的(de)發(fa)射(she)功率多在-5~0dB之(zhi)間,接收靈敏度為-38dB,使用1550nm的(de)波長(chang)。

按所需光纖分類:

單纖(xian)光纖(xian)收發器:接(jie)收發送(song)的數據在一(yi)根光纖(xian)上(shang)傳(chuan)輸(shu)

雙纖(xian)(xian)光纖(xian)(xian)收發(fa)器:接收發(fa)送(song)的數據在一(yi)對光纖(xian)(xian)上傳輸

顧名(ming)思義(yi),單纖(xian)設備可(ke)以節(jie)省(sheng)一(yi)半的光纖(xian),即在一(yi)根(gen)光纖(xian)上(shang)實現數據的接(jie)收(shou)和(he)發送,在光纖(xian)資源緊張的地方十分適用(yong)。這類產(chan)品(pin)(pin)采(cai)用(yong)了波分復用(yong)的技(ji)術,使用(yong)的波長多(duo)為1310nm和(he)1550nm。但(dan)由于單纖(xian)收(shou)發器(qi)產(chan)品(pin)(pin)沒(mei)有統一(yi)國際(ji)標(biao)準,因此不同廠商產(chan)品(pin)(pin)在互聯互通時(shi)可(ke)能(neng)會存在不兼(jian)容(rong)的情(qing)況。另外由于使用(yong)了波分復用(yong),單纖(xian)收(shou)發器(qi)產(chan)品(pin)(pin)普遍存在信(xin)號衰耗大(da)的特(te)點。市面上(shang)的光纖(xian)收(shou)發器(qi)多(duo)為雙纖(xian)產(chan)品(pin)(pin),此類產(chan)品(pin)(pin)較為成(cheng)熟(shu)和(he)穩定(ding),但(dan)需要更多(duo)的光纖(xian)。

按工作層次/速率分類

100M以太網光纖收發(fa)器(qi):工作(zuo)在物理層

10/100M以太(tai)網光纖收發(fa)器:工作(zuo)在數據鏈路層

按(an)工作層(ceng)次/速(su)(su)率來(lai)分,可(ke)以分為單10M、100M的(de)(de)(de)光(guang)纖收(shou)發(fa)器、10/100M自適應的(de)(de)(de)光(guang)纖收(shou)發(fa)器和1000M光(guang)纖收(shou)發(fa)器。其中單10M和100M的(de)(de)(de)收(shou)發(fa)器產品(pin)工作在(zai)物理層(ceng),在(zai)這一(yi)(yi)層(ceng)工作的(de)(de)(de)收(shou)發(fa)器產品(pin)是按(an)位來(lai)轉(zhuan)發(fa)數據。該轉(zhuan)發(fa)方式具有(you)轉(zhuan)發(fa)速(su)(su)度快、通透率高、時(shi)延低(di)等方面的(de)(de)(de)優(you)勢,適合(he)應用于(yu)速(su)(su)率固定(ding)的(de)(de)(de)鏈路上,同時(shi)由于(yu)此類(lei)設備在(zai)正常通信前沒有(you)一(yi)(yi)個自協商的(de)(de)(de)過程,因此在(zai)兼容性和穩定(ding)性方面做得更好。

而10/100M光纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)是工作在(zai)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)鏈(lian)路層,在(zai)這(zhe)一(yi)(yi)層光纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)使用存儲轉發(fa)的(de)(de)機制(zhi),這(zhe)樣轉發(fa)機制(zhi)對接(jie)收(shou)(shou)到的(de)(de)每一(yi)(yi)個數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)包(bao)都要讀取它的(de)(de)源(yuan)MAC地址、目的(de)(de)MAC地址和數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)凈荷,并(bing)在(zai)完成(cheng)CRC循環冗余(yu)校驗(yan)以后(hou)才將該數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)包(bao)轉發(fa)出(chu)去。存儲轉發(fa)的(de)(de)好處一(yi)(yi)來可以防止一(yi)(yi)些錯(cuo)誤的(de)(de)幀在(zai)網(wang)絡(luo)(luo)(luo)中傳播,占用寶貴的(de)(de)網(wang)絡(luo)(luo)(luo)資源(yuan),同(tong)時(shi)還可以很好地防止由于(yu)網(wang)絡(luo)(luo)(luo)擁塞造成(cheng)的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)包(bao)丟失(shi),當(dang)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)鏈(lian)路飽和時(shi)存儲轉發(fa)可以將無法轉發(fa)的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)先(xian)放在(zai)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)的(de)(de)緩存中,等待網(wang)絡(luo)(luo)(luo)空閑時(shi)再進行轉發(fa)。這(zhe)樣既減少了數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)沖突的(de)(de)可能又(you)保證了數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)傳輸的(de)(de)可靠性(xing),因此10/100M的(de)(de)光纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)適合(he)于(yu)工作在(zai)速率不固定的(de)(de)鏈(lian)路上。

格林透鏡

按結構分類

桌面(mian)式(shi)(獨立式(shi))光纖收發器:獨立式(shi)用戶端設備

機(ji)架(jia)式(模塊化(hua))光纖(xian)收發(fa)器(qi):安裝于十(shi)六槽機(ji)箱,采用集中供電方式

按結構來分,可(ke)以分為桌面式(獨立式)光纖(xian)(xian)收(shou)(shou)發器(qi)和機(ji)架(jia)式光纖(xian)(xian)收(shou)(shou)發器(qi)。桌面式光纖(xian)(xian)收(shou)(shou)發器(qi)適(shi)合于(yu)(yu)(yu)單(dan)個(ge)用(yong)戶使用(yong),如(ru)滿足(zu)樓(lou)道中(zhong)(zhong)(zhong)單(dan)臺交(jiao)換機(ji)的(de)(de)上(shang)(shang)聯。機(ji)架(jia)式(模(mo)塊化)光纖(xian)(xian)收(shou)(shou)發器(qi)適(shi)用(yong)于(yu)(yu)(yu)多用(yong)戶的(de)(de)匯聚(ju),如(ru)小(xiao)區(qu)的(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)心機(ji)房必須滿足(zu)小(xiao)區(qu)內(nei)所(suo)有交(jiao)換機(ji)的(de)(de)上(shang)(shang)聯,使用(yong)機(ji)架(jia)便于(yu)(yu)(yu)實現(xian)對(dui)所(suo)有模(mo)塊型光纖(xian)(xian)收(shou)(shou)發器(qi)的(de)(de)統一(yi)管理和統一(yi)供電,國(guo)內(nei)的(de)(de)機(ji)架(jia)多為16槽產品,即一(yi)個(ge)機(ji)架(jia)中(zhong)(zhong)(zhong)最(zui)多可(ke)加插(cha)16個(ge)模(mo)塊式光纖(xian)(xian)收(shou)(shou)發器(qi)。

按管理類型分類

非網管型收發器:即插即用,通過硬件撥碼(ma)開關設(she)置電(dian)口(kou)工作模式

網(wang)管(guan)型收發器:支持(chi)電信(xin)級網(wang)絡(luo)管(guan)理

按網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)來(lai)分(fen),可(ke)以分(fen)為網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)型光(guang)(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)和非網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)型光(guang)(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)。隨著(zhu)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)絡向著(zhu)可(ke)運營可(ke)管(guan)(guan)(guan)(guan)理的(de)(de)方(fang)向發(fa)(fa)(fa)展,大(da)多(duo)數運營商都希(xi)望自(zi)己網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)絡中的(de)(de)所有設備均能做到可(ke)遠程網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)程度,光(guang)(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)產(chan)品(pin)與交(jiao)(jiao)(jiao)換機(ji)、路由器(qi)一(yi)(yi)樣也逐步向這(zhe)個方(fang)向發(fa)(fa)(fa)展。對于可(ke)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)還可(ke)以細分(fen)為局(ju)端(duan)可(ke)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)和用戶端(duan)可(ke)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)。局(ju)端(duan)可(ke)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)主(zhu)要是機(ji)架式(shi)產(chan)品(pin),多(duo)采用主(zhu)從式(shi)的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)理結構,即一(yi)(yi)個主(zhu)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)模塊(kuai)(kuai)可(ke)串聯N個從網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)模塊(kuai)(kuai),每個從網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)模塊(kuai)(kuai)定期輪(lun)詢它所在子架上所有光(guang)(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)的(de)(de)狀態(tai)信息(xi),向主(zhu)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)模塊(kuai)(kuai)提交(jiao)(jiao)(jiao)。主(zhu)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)模塊(kuai)(kuai)一(yi)(yi)方(fang)面需要輪(lun)詢自(zi)己機(ji)架上的(de)(de)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)信息(xi),另(ling)一(yi)(yi)方(fang)面還需收(shou)(shou)集所有從子架上的(de)(de)信息(xi),然后匯總(zong)并提交(jiao)(jiao)(jiao)給網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)服(fu)務器(qi)。如(ru)武漢(han)烽火(huo)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)絡所提供的(de)(de)OL200系列網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)型光(guang)(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)產(chan)品(pin)支持1(主(zhu))9(從)的(de)(de)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)結構,一(yi)(yi)次性最多(duo)可(ke)管(guan)(guan)(guan)(guan)理150個光(guang)(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)。

按電源分類

內(nei)置電(dian)源:內(nei)置開關(guan)電(dian)源為電(dian)信級電(dian)源

外(wai)置電源(yuan):外(wai)置變壓器電源(yuan)多使用(yong)在民用(yong)設備上

按(an)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)來分,可(ke)以分為內置(zhi)(zhi)(zhi)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)和外置(zhi)(zhi)(zhi)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)兩種。其中內置(zhi)(zhi)(zhi)開關電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)為電(dian)(dian)信級(ji)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan),而(er)外置(zhi)(zhi)(zhi)變壓(ya)器(qi)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)多使用(yong)在民用(yong)設備上(shang)。前(qian)者的優勢在于能(neng)支持超寬(kuan)的電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)電(dian)(dian)壓(ya),更好地實現穩壓(ya)、濾波和設備電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)保護(hu),減少機械式接觸造成的外置(zhi)(zhi)(zhi)故(gu)障點;后者的優勢在于設備體積小巧和價格便(bian)宜。

按工作方式分類

全(quan)(quan)雙(shuang)工(gong)(gong)(gong)方(fang)式(shi)(full duplex)是(shi)指當數(shu)據的(de)發(fa)送(song)和(he)接(jie)收分流,分別由兩根不同的(de)傳輸線傳送(song)時,通信雙(shuang)方(fang)都能在同一時刻進(jin)行(xing)發(fa)送(song)和(he)接(jie)收操(cao)作,這樣的(de)傳送(song)方(fang)式(shi)就是(shi)全(quan)(quan)雙(shuang)工(gong)(gong)(gong)制,如圖1所示。在全(quan)(quan)雙(shuang)工(gong)(gong)(gong)方(fang)式(shi)下(xia),通信系(xi)統的(de)每一端都設置了發(fa)送(song)器和(he)接(jie)收器,因此(ci),能控制數(shu)據同時在兩個方(fang)向上(shang)傳送(song)。全(quan)(quan)雙(shuang)工(gong)(gong)(gong)方(fang)式(shi)無需(xu)進(jin)行(xing)方(fang)向的(de)切換,因此(ci),沒(mei)有切換操(cao)作所產生的(de)時間延(yan)遲。

半(ban)雙(shuang)(shuang)式方(fang)(fang)(fang)式(half duplex)是指使用(yong)同一根傳(chuan)(chuan)輸線既作接(jie)(jie)(jie)收(shou)(shou)又作發(fa)送(song)(song),雖然數(shu)據可(ke)以在兩個方(fang)(fang)(fang)向上傳(chuan)(chuan)送(song)(song),但(dan)通信(xin)雙(shuang)(shuang)方(fang)(fang)(fang)不能同時收(shou)(shou)發(fa)數(shu)據,這樣的(de)傳(chuan)(chuan)送(song)(song)方(fang)(fang)(fang)式就是半(ban)雙(shuang)(shuang)工制。采用(yong)半(ban)雙(shuang)(shuang)工方(fang)(fang)(fang)式時,通信(xin)系(xi)統每一端的(de)發(fa)送(song)(song)器(qi)(qi)和(he)接(jie)(jie)(jie)收(shou)(shou)器(qi)(qi),通過收(shou)(shou)/發(fa)開關轉接(jie)(jie)(jie)到通信(xin)線上,進(jin)行方(fang)(fang)(fang)向的(de)切(qie)換,因此(ci),會(hui)產生(sheng)時間(jian)延遲。市面上有些晶(jing)片,只能使用(yong)全(quan)雙(shuang)(shuang)工環(huan)境(jing),無法支持半(ban)雙(shuang)(shuang)工,若接(jie)(jie)(jie)至其他品牌的(de)交換機(N-Way Switch)或集線器(qi)(qi)(HUB),其又使用(yong)半(ban)雙(shuang)(shuang)工模式,則一定會(hui)造(zao)成嚴重(zhong)的(de)沖撞及丟包。

辨別方法

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(bing)且可能(neng)標有mm

9/125(g652)為單模,并且可能(neng)標有sm

光纖磨制端頭

在放(fang)大鏡下可辨別,多(duo)模呈(cheng)同心(xin)圓

單模中間有一黑點

熔接(jie)機熔接(jie)時從(cong)屏上可辨別

多模纖中間沒白條

單模中間有一白條

同時,熔接機(ji)對(dui)多模光(guang)纜不(bu)做熔接損耗(hao)計算。再(zai),單模與多模光(guang)纖熔接機(ji)不(bu)能熔接。

單模(mo)(mo)收發(fa)器可以用(yong)于多模(mo)(mo)光纜鏈路,但(dan)注意跳線(xian)要用(yong)多模(mo)(mo)的(de)。

依據信(xin)號(hao)在(zai)(zai)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)中傳(chuan)(chuan)輸的(de)(de)模式,主要分兩大類(lei):單(dan)模和多(duo)模。模式通常是指光(guang)(guang)(guang)信(xin)號(hao)在(zai)(zai)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)內的(de)(de)傳(chuan)(chuan)輸路(lu)(lu)徑(jing),單(dan)模的(de)(de)傳(chuan)(chuan)輸路(lu)(lu)徑(jing)就是中心軸線;將光(guang)(guang)(guang)纖(xian)沿中軸線切(qie)出一個(ge)刨面(mian),光(guang)(guang)(guang)信(xin)號(hao)在(zai)(zai)刨面(mian)上利用全反射進行傳(chuan)(chuan)輸。光(guang)(guang)(guang)纖(xian)可以(yi)擁有(you)這種(zhong)刨面(mian)無(wu)限(xian)多(duo)個(ge),所以(yi)光(guang)(guang)(guang)信(xin)號(hao)的(de)(de)傳(chuan)(chuan)輸路(lu)(lu)徑(jing)就會有(you)無(wu)限(xian)多(duo)條,即有(you)無(wu)限(xian)多(duo)種(zhong)模式,如此傳(chuan)(chuan)輸的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)就被稱作多(duo)模光(guang)(guang)(guang)纖(xian)。

單(dan)模(mo)的(de)纖芯(xin)尺(chi)寸一般(ban)是8~10um,在(zai)單(dan)模(mo)中(zhong)信號沿直線進行(xing)傳播,也就是一種模(mo)式(shi)。多(duo)模(mo)的(de)纖芯(xin)比較大,50um或是62.5um,可以(yi)同時進行(xing)多(duo)種模(mo)式(shi)的(de)傳輸。

單(dan)模的(de)傳輸(shu)帶寬高(gao),傳輸(shu)距離(li)遠,主(zhu)要用(yong)于(yu)中長(chang)距離(li)的(de)信號傳輸(shu)系統,如(ru)光(guang)纖(xian)到(dao)戶(hu)、地鐵和道路等(deng)長(chang)距離(li)網絡。但是,因為單(dan)模的(de)纖(xian)芯比(bi)較小(xiao),與發射機(ji)連接(jie)時需要精(jing)確對接(jie),從(cong)而耦合到(dao)較高(gao)的(de)光(guang)源。這使(shi)得單(dan)模光(guang)纖(xian)網絡系統的(de)其(qi)他配件價格升高(gao),單(dan)模光(guang)發射機(ji)的(de)價格比(bi)多模的(de)就貴不少。使(shi)用(yong)單(dan)模連接(jie)器(qi)進(jin)行端接(jie)時,要注(zhu)意精(jing)確對接(jie),不然(ran)會產生數(shu)值較高(gao)的(de)插(cha)入(ru)損耗,降低光(guang)纖(xian)傳輸(shu)性能(neng)。

而多(duo)模能主要用于滿足短(duan)距離網(wang)絡的傳輸。事(shi)實上,多(duo)模光纖能夠(gou)支持萬兆以太網(wang)550米內(nei)的垂直子系(xi)統布(bu)線和(he)短(duan)距離建(jian)筑群子系(xi)統布(bu)線,以及(ji)40G/100G網(wang)絡150米內(nei)的數據中心布(bu)線。并且,多(duo)模光纖系(xi)統的光電轉換元件比單(dan)模更便宜(yi),現場安裝和(he)端接也更簡單(dan)。

國內發展

光纖作為寬帶接(jie)入一種主流的方式,有著通信容量大、中繼距離長(chang)、保密性能好(hao)、適應能力強、體積小重量輕、原材(cai)料來(lai)源(yuan)廣(guang)價格低廉等(deng)的優點,未來(lai)在寬帶互聯網接(jie)入的應用(yong)可預料會非常廣(guang)泛。

根據(ju)市場(chang)研究與預測公司(si)IDC預計(ji)2012年(nian)(nian)中(zhong)國(guo)光(guang)纖(xian)(xian)接入(ru)(ru)用戶(hu)數將超過(guo)(guo)(guo)2660萬戶(hu),未來5年(nian)(nian)保持56.4%的(de)(de)年(nian)(nian)復合增長(chang)率,而且(qie)中(zhong)國(guo)已(yi)成(cheng)為全球最大的(de)(de)光(guang)網絡設備市場(chang)之一。截(jie)至2011年(nian)(nian)底,中(zhong)國(guo)光(guang)纖(xian)(xian)接入(ru)(ru)端口數已(yi)超過(guo)(guo)(guo)1億(yi)(yi)個,同比(bi)增長(chang)超過(guo)(guo)(guo)100%;中(zhong)國(guo)光(guang)纖(xian)(xian)接入(ru)(ru)用戶(hu)數已(yi)達1556萬戶(hu),同比(bi)增長(chang)超過(guo)(guo)(guo)370%。比(bi)起中(zhong)國(guo)1.58億(yi)(yi)的(de)(de)寬(kuan)(kuan)(kuan)帶(dai)(dai)用戶(hu)數,光(guang)纖(xian)(xian)接入(ru)(ru)用戶(hu)數還將會有非常廣闊的(de)(de)上升空間。根據(ju)我(wo)國(guo)光(guang)纖(xian)(xian)寬(kuan)(kuan)(kuan)帶(dai)(dai)發展計(ji)劃(hua),到(dao)(dao)2015年(nian)(nian)全國(guo)互聯網出口帶(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)(kuan)達到(dao)(dao)5T,城市家(jia)庭(ting)帶(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)(kuan)接入(ru)(ru)能力基(ji)本(ben)達到(dao)(dao)20M以(yi)上,農村家(jia)庭(ting)帶(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)(kuan)能力基(ji)本(ben)達到(dao)(dao)4M以(yi)上;家(jia)庭(ting)光(guang)纖(xian)(xian)接入(ru)(ru)覆蓋超過(guo)(guo)(guo)500萬戶(hu);無線(xian)局域網的(de)(de)公共運(yun)營(ying)熱點規(gui)模將超過(guo)(guo)(guo)15萬個;屆時將實現全市公益性(xing)機構光(guang)纖(xian)(xian)到(dao)(dao)達率100%,實現全部科技(ji)園區、工(gong)業(ye)園區、商(shang)務樓宇、賓館酒店等商(shang)務類場(chang)所(suo)的(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)到(dao)(dao)樓、到(dao)(dao)辦公室。

這些數據都表(biao)明,中國的(de)(de)寬(kuan)帶(dai)(dai)市場(chang)(chang)蘊藏著(zhu)巨大(da)的(de)(de)潛力,必將(jiang)是(shi)未來寬(kuan)帶(dai)(dai)運營商對抗的(de)(de)主戰(zhan)場(chang)(chang)之一。而光(guang)纖(xian)寬(kuan)帶(dai)(dai)的(de)(de)普及(ji)也(ye)是(shi)大(da)勢(shi)所趨(qu)。所以(yi)未來寬(kuan)帶(dai)(dai)市場(chang)(chang)的(de)(de)斗爭很(hen)大(da)程度上是(shi)光(guang)纖(xian)寬(kuan)帶(dai)(dai)的(de)(de)斗爭。

中國電信集團副總(zong)工程師(shi)靳東濱表示,中國電信光(guang)纖寬帶(dai)用戶數量(liang)三年后(hou)將超過1億(yi),達到世界領(ling)先水平(ping)。中國聯通(tong)也明確了(le)2012年新增光(guang)纖到戶家庭1000萬。中國移動在2010年在三大運(yun)營(ying)商光(guang)纖光(guang)纜招標量(liang)達40%~50%。可(ke)以看(kan)出各大運(yun)營(ying)商對于光(guang)纖寬帶(dai)這項前景看(kan)好(hao)的業務(wu)都給(gei)予了(le)很大的重視。

光纖之父

光纖之父——高錕

高(gao)錕從(cong)理論上分(fen)析(xi)證明了用光纖作為傳輸(shu)媒體以實現光通(tong)信(xin)的可能性(xing),并預(yu)言了制造(zao)通(tong)信(xin)用的超低耗光纖的可能性(xing)。被(bei)譽(yu)為“光纖之父”。

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