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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

微細的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)封裝在塑料護套中,使得它能夠(gou)彎曲而不至于斷裂。通常,光(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)一(yi)端(duan)的(de)(de)發射(she)裝置使用(yong)(yong)發光(guang)(guang)二極管(light emitting diode,LED)或一(yi)束激光(guang)(guang)將光(guang)(guang)脈沖傳送至光(guang)(guang)纖(xian),光(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)另一(yi)端(duan)的(de)(de)接收裝置使用(yong)(yong)光(guang)(guang)敏元件檢測(ce)脈沖。

在日常生活(huo)中,由于光(guang)在光(guang)導纖(xian)維的(de)(de)傳導損耗比電(dian)在電(dian)線傳導的(de)(de)損耗低得多,光(guang)纖(xian)被用作長距離的(de)(de)信息傳遞。

通常光(guang)纖與光(guang)纜兩個名(ming)詞會被混淆。多數光(guang)纖在使用前必須由(you)幾層(ceng)保護(hu)(hu)結構包覆(fu),包覆(fu)后(hou)的(de)纜線即被稱為(wei)光(guang)纜。光(guang)纖外層(ceng)的(de)保護(hu)(hu)層(ceng)和(he)絕緣層(ceng)可防止周(zhou)圍環(huan)境(jing)對光(guang)纖的(de)傷害,如水(shui)、火、電擊等(deng)。

光(guang)纜分(fen)為:纜皮、芳綸絲、緩沖層(ceng)和光(guang)纖(xian)(xian)(xian)。光(guang)纖(xian)(xian)(xian)和同軸電(dian)纜相似,只是沒有網(wang)狀屏蔽層(ceng)。中心是光(guang)傳播的玻璃芯。核為50μm,包層(ceng)為125μm,50/125μm是多模光(guang)纖(xian)(xian)(xian)的一個重要的特征。

其中金(jin)磚國家(jia)光纜(lan)計劃(hua)是直(zhi)接連通5個金(jin)磚國家(jia)的海底(di)光纜(lan)項(xiang)目,將于2014年(nian)(nian)初開工,2015年(nian)(nian)中啟用。該項(xiang)目總(zong)長3.4萬千米(mi),其中直(zhi)接連通5個金(jin)磚國家(jia)的海底(di)光纜(lan)長約2.4萬千米(mi)。

2013年(nian),全(quan)球100G光(guang)纖的收(shou)入預計(ji)將首(shou)次超過10億美(mei)元。該公(gong)司分析了2013年(nian)一季度全(quan)球光(guang)網絡市場的財務結果(guo),發(fa)現了一些趨勢,包括一個令人失(shi)望的趨勢,即市場的總體增長(chang)仍然是困(kun)難的,只有日本的富士公(gong)司利潤逐年(nian)增長(chang)。

雖然光纖市場在(zai)第(di)一季(ji)度(du)出現衰(shuai)退的(de)情況并不少見,但這次下降令(ling)人擔(dan)憂(you)是因為這已經(jing)是連續第(di)五個(ge)季(ji)度(du)市場有(you)所下降,并且季(ji)度(du)收入達到六年來的(de)最低值。

100G光(guang)(guang)纖的情況較(jiao)為樂觀,不管環比(bi)、同比(bi)都表現出(chu)強勁增長。2013年一季度(du)(du),100G光(guang)(guang)纖的出(chu)貨量較(jiao)2012年四季度(du)(du)增長了41%,收入較(jiao)2012年四季度(du)(du)增長了24%。以此(ci)計算,年收入有望(wang)首次超(chao)過10億美元。2013年一季度(du)(du),有20家供(gong)應(ying)商出(chu)售100G光(guang)(guang)纖,將有更多的廠商加入市場競爭。供(gong)應(ying)商持謹慎樂觀的態(tai)度(du)(du),短期訂單量看漲(zhang),長期訂單量并不樂觀。

發展歷史

發明

1870年的(de)(de)一(yi)天,英(ying)國物理(li)學家丁達爾到皇家學會的(de)(de)演講廳講光(guang)的(de)(de)全反(fan)射原理(li),他做了(le)一(yi)個(ge)簡單的(de)(de)實驗:在裝滿水(shui)的(de)(de)木(mu)桶(tong)上鉆個(ge)孔,然(ran)后用燈(deng)從桶(tong)上邊把水(shui)照亮。結果使觀眾們大吃一(yi)驚。人(ren)們看到,放光(guang)的(de)(de)水(shui)從水(shui)桶(tong)的(de)(de)小孔里流了(le)出來,水(shui)流彎(wan)曲(qu),光(guang)線也跟著彎(wan)曲(qu),光(guang)居(ju)然(ran)被(bei)彎(wan)彎(wan)曲(qu)曲(qu)的(de)(de)水(shui)俘(fu)獲了(le)。

人們曾(ceng)經發(fa)(fa)現(xian),光(guang)(guang)能(neng)沿著從酒桶中噴出的(de)(de)(de)(de)細酒流傳輸(shu);人們還發(fa)(fa)現(xian),光(guang)(guang)能(neng)順著彎曲(qu)的(de)(de)(de)(de)玻璃棒前(qian)進。這(zhe)(zhe)是(shi)為(wei)什么呢?難道光(guang)(guang)線不再直進了嗎?這(zhe)(zhe)些現(xian)象(xiang)引起了丁達爾的(de)(de)(de)(de)注意,經過(guo)他(ta)的(de)(de)(de)(de)研究,發(fa)(fa)現(xian)這(zhe)(zhe)是(shi)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)全反(fan)射(she)的(de)(de)(de)(de)作用,由(you)于水(shui)等介質密度比周圍的(de)(de)(de)(de)物(wu)質(如空氣)大(da),即光(guang)(guang)從水(shui)中射(she)向空氣,當(dang)入射(she)角大(da)于某一角度時,折射(she)光(guang)(guang)線消(xiao)失,全部光(guang)(guang)線都反(fan)射(she)回水(shui)中。表(biao)面上看,光(guang)(guang)好像(xiang)在水(shui)流中彎曲(qu)前(qian)進。

后(hou)來人們造(zao)出(chu)一種透(tou)明(ming)度很高(gao)、粗細像蜘蛛絲(si)一樣的玻(bo)璃(li)(li)絲(si)──玻(bo)璃(li)(li)纖(xian)(xian)維(wei)(wei),當光(guang)線以合適(shi)的角度射(she)入玻(bo)璃(li)(li)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)時(shi),光(guang)就(jiu)沿著(zhu)彎(wan)(wan)彎(wan)(wan)曲(qu)曲(qu)的玻(bo)璃(li)(li)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)前進。由于這種纖(xian)(xian)維(wei)(wei)能夠用來傳輸光(guang)線,所以稱它(ta)為(wei)光(guang)導(dao)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)。

大事記

1880 AlexandraGrahamBell發(fa)明光束(shu)通話傳輸

1960 電射及(ji)光纖之發明(ming)

1960 玻璃(li)纖(xian)維的傳輸(shu)損耗大(da)于1000dB/km,其(qi)他材(cai)料包括(kuo)光圈波(bo)導(dao)、氣體透鏡(jing)波(bo)導(dao)、空心金屬波(bo)導(dao)管(guan)等(deng)

1966 七月,英籍、華裔學者高錕博士(shi)(K.C.Kao)在PIEE雜志(zhi)上(shang)發表論文《光(guang)頻(pin)率的(de)(de)介質纖維(wei)表面(mian)波導》,從理論上(shang)分析證明了用光(guang)纖作為傳輸媒體以實(shi)現光(guang)通信的(de)(de)可能性,并預言了制造(zao)通信用的(de)(de)超(chao)低(di)耗光(guang)纖的(de)(de)可能性

1970美國康寧公司三名科(ke)研人員馬瑞爾、卡普隆(long)、凱克用改(gai)進型化學相沉積法(MCVD法)成功研制(zhi)成傳輸(shu)損耗只(zhi)有20dB/km的低損耗石(shi)英(ying)光纖。

1970 美國貝(bei)爾實驗室(shi)研制出(chu)世界(jie)上(shang)第一只在室(shi)溫下連續波工作的(de)砷化鎵鋁(lv)半(ban)導(dao)體激光(guang)器

1972 傳(chuan)輸損耗降低至4dB/km

1974 美國(guo)貝(bei)爾研究所發明了低損耗光纖制作法――CVD法(化學氣(qi)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(de)(de)貝爾實(shi)驗(yan)室地下(xia)管道開通了世界上(shang)第(di)一條光(guang)(guang)纖通信系統(tong)的(de)(de)試驗(yan)線路(lu)。采(cai)(cai)用(yong)(yong)一條擁有(you)144個光(guang)(guang)纖的(de)(de)光(guang)(guang)纜以44.736Mbps的(de)(de)速(su)率傳輸信號,中(zhong)繼距離為10km。采(cai)(cai)用(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)多模(mo)光(guang)(guang)纖,光(guang)(guang)源用(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)發光(guang)(guang)管LED,波長(chang)是(shi)0.85微米的(de)(de)紅外光(guang)(guang)。

1976 傳輸損耗(hao)降低至0.5dB/km

1977 貝爾研究所和日本電報電話公(gong)司幾乎同時研制成功壽(shou)命達100萬(wan)小時(實用(yong)中(zhong)10年左右)的半(ban)導體(ti)激光器(qi)

1977 世界(jie)上第一條光纖通(tong)信(xin)系統在美國芝(zhi)加哥市投入商(shang)用,速率為45Mb/s

1977 首次實(shi)際安裝電話(hua)光纖網路

1978 FORT在法國(guo)首次安裝其生產之光纖電

1979趙梓森拉制出我國自主研發的第一根實(shi)用光纖(xian)(xian),被譽(yu)為“中國光纖(xian)(xian)之(zhi)父”

1979 傳輸損耗降低至0.2dB/km

1980 多模光(guang)纖(xian)通(tong)信系(xi)統(tong)商用(yong)化(hua)(140Mb/s),并著手單模光(guang)纖(xian)通(tong)信系(xi)統(tong)的現場試驗工作

1990 單模光(guang)纖通(tong)信(xin)系統進入商(shang)用(yong)化階段(565Mb/s),并著手進行(xing)零色(se)散移位(wei)光(guang)纖和波(bo)分(fen)復(fu)用(yong)及相干通(tong)信(xin)的現(xian)場(chang)試驗,而且陸(lu)續制定數字同(tong)步體系(SDH)的技術標準

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

1990 區(qu)域網絡及(ji)其他短距離(li)傳輸應用之(zhi)光纖

1992貝爾實驗室與日(ri)本合作伙伴成功地試驗了(le)可以無錯(cuo)誤(wu)傳輸9000公里的(de)光放大器,其最初速率為(wei)5Gbps,隨后增加到10Gbps

1993 SDH產品開始商用化(622Mb/s 以(yi)下)

1995 2.5Gb/s 的SDH產品進入商用化(hua)階(jie)段

1996 10Gb/s 的SDH產品(pin)進入商用化(hua)階段(duan)

1997 采用波分復用技術(WDM)的(de)20Gb/s 和40Gb/s 的(de)SDH產品試驗取(qu)得重大突(tu)破

2000 到(dao)屋邊光纖=>到(dao)桌邊光纖

2005 3.2Tbps超大容量的光(guang)纖通信系統在上(shang)海至杭州開通

2005 FTTH(Fiber To The Home)光(guang)纖直(zhi)接到家(jia)庭

原理種類

光及其特性:

1.光是一種電磁波

可見光(guang)部分(fen)波長(chang)范(fan)圍是(shi):390~760nm(納(na)米)。大于(yu)760nm部分(fen)是(shi)紅外(wai)光(guang),小于(yu)390nm部分(fen)是(shi)紫外(wai)光(guang)。光(guang)纖中應(ying)用的是(shi):850nm,1310nm,1550nm三(san)種(zhong)。

2.光的折射(she),反(fan)射(she)和全反(fan)射(she)。

因光(guang)(guang)在(zai)不(bu)同(tong)(tong)物(wu)(wu)質(zhi)中的(de)(de)(de)傳播速度是(shi)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de),所(suo)以(yi)(yi)光(guang)(guang)從(cong)一種物(wu)(wu)質(zhi)射(she)(she)向(xiang)另一種物(wu)(wu)質(zhi)時,在(zai)兩種物(wu)(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)交界面處會(hui)產生折(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)射(she)(she)和反射(she)(she)。而且,折(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)射(she)(she)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)角(jiao)度會(hui)隨入射(she)(she)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)角(jiao)度變化而變化。當(dang)入射(she)(she)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)角(jiao)度達(da)到或超(chao)過某一角(jiao)度時,折(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)射(she)(she)光(guang)(guang)會(hui)消失,入射(she)(she)光(guang)(guang)全(quan)部被反射(she)(she)回來,這就是(shi)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)全(quan)反射(she)(she)。不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)對相同(tong)(tong)波長(chang)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)射(she)(she)角(jiao)度是(shi)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(即不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)有不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)折(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)射(she)(she)率),相同(tong)(tong)的(de)(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)對不(bu)同(tong)(tong)波長(chang)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)射(she)(she)角(jiao)度也是(shi)不(bu)同(tong)(tong)。光(guang)(guang)纖通(tong)訊(xun)就是(shi)基于以(yi)(yi)上(shang)原理而形成的(de)(de)(de)。

1.光纖裸纖一(yi)般分為(wei)(wei)三層(ceng):中(zhong)(zhong)心高折射率(lv)玻(bo)璃(li)芯(芯徑一(yi)般為(wei)(wei)50或(huo)62.5μm),中(zhong)(zhong)間為(wei)(wei)低折射率(lv)硅玻(bo)璃(li)包層(ceng)(直徑一(yi)般為(wei)(wei)125μm),最外是加強用(yong)的(de)樹脂涂層(ceng)。光線(xian)在纖芯傳送,當光纖射到(dao)纖芯和外層(ceng)界面的(de)角度(du)大于產生全反射的(de)臨(lin)界角時,光線(xian)透不(bu)過界面,會全部反射回(hui)來,繼續在纖芯內向(xiang)前傳送,而包層(ceng)主要起到(dao)保護的(de)作用(yong)。

2.數值孔徑:

入(ru)射(she)到光(guang)(guang)(guang)纖(xian)端(duan)面(mian)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)并不能全部被光(guang)(guang)(guang)纖(xian)所傳輸,只是(shi)在某個角(jiao)度范(fan)圍(wei)內的(de)(de)(de)入(ru)射(she)光(guang)(guang)(guang)才可(ke)以。這(zhe)個角(jiao)度就(jiu)稱為(wei)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)數(shu)值(zhi)孔徑(jing)。光(guang)(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)數(shu)值(zhi)孔徑(jing)大(da)些對于光(guang)(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)對接是(shi)有利的(de)(de)(de)。不同(tong)廠家生產的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)數(shu)值(zhi)孔徑(jing)不同(tong)(AT&T CORNING)。

3.光纖的種類:

光(guang)纖的種類很(hen)多,根據用(yong)途(tu)不同,所需要的功能和性(xing)能也有所差異(yi)。但(dan)對于有線(xian)電視和通信用(yong)的光(guang)纖,其設計和制造的原(yuan)則(ze)基本相同,諸如:

①損耗小;

②有一(yi)定(ding)帶寬且色散小;

③接線容易;

④易于成統;

⑤可靠性高;

⑥制造比較簡單;

⑦價廉等(deng)。光纖的(de)分類主(zhu)要是從工作波長(chang)、折射率分布、傳輸模(mo)式(shi)、原材料和制造方法上(shang)作一(yi)歸納的(de),茲將各種分類舉例(li)如下。

(1)工作波長:紫(zi)外光(guang)(guang)纖(xian)、可觀光(guang)(guang)纖(xian)、近紅(hong)外光(guang)(guang)纖(xian)、紅(hong)外光(guang)(guang)纖(xian)(0.85μm、1.3μm、1.55μm)。

(2)折(zhe)射率分布:階躍(SI)型(xing)光纖(xian)、近階躍型(xing)光纖(xian)、漸變(GI)型(xing)光纖(xian)、其它(如三(san)角型(xing)、W型(xing)、凹陷型(xing)等)。

(3)傳輸模(mo)式:單模(mo)光(guang)纖(xian)(含偏(pian)振保(bao)持光(guang)纖(xian)、非偏(pian)振保(bao)持光(guang)纖(xian))、多模(mo)光(guang)纖(xian)。

(4)原材(cai)(cai)料(liao):石英光纖(xian)、多成(cheng)分玻璃光纖(xian)、塑料(liao)光纖(xian)、復合(he)材(cai)(cai)料(liao)光纖(xian)(如(ru)塑料(liao)包層、液體纖(xian)芯等)、紅(hong)外材(cai)(cai)料(liao)等。按被覆材(cai)(cai)料(liao)還可分為無機(ji)材(cai)(cai)料(liao)(碳等)、金屬材(cai)(cai)料(liao)(銅、鎳等)和塑料(liao)等。

(5)制造(zao)方法(fa):預塑有(you)(you)汽相軸向沉(chen)積(VAD)、化學汽相沉(chen)積(CVD)等,拉絲法(fa)有(you)(you)管律(lv)法(fa)(Rod intube)和雙坩鍋(guo)法(fa)等。

石英光纖

石英光纖(xian)(Silica Fiber)是以二氧化(hua)硅(SiO2)為主要原料,并(bing)按不同的(de)摻雜量,來控(kong)制(zhi)纖(xian)芯和(he)包(bao)層的(de)折射率分(fen)布的(de)光纖(xian)。石英(玻璃)系(xi)列光纖(xian),具有低耗(hao)、寬帶的(de)特點,已廣泛應用(yong)于有線電視和(he)通信系(xi)統。

石英(ying)玻璃光導纖維的優(you)點是損(sun)耗低,當光波長(chang)為(wei)1.0~1.7μm(約1.4μm附(fu)近),損(sun)耗只(zhi)有1dB/km,在1.55μm處最(zui)低,只(zhi)有0.2dB/km。

摻氟光纖

摻(chan)氟(fu)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(Fluorine Doped Fiber)為石英光(guang)(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)典型產品之一。通(tong)常,作(zuo)為1.3μm波域的(de)(de)通(tong)信用光(guang)(guang)(guang)纖(xian)中,控制纖(xian)芯的(de)(de)摻(chan)雜物為二(er)氧化鍺(GeO2),包(bao)(bao)層是(shi)(shi)用SiO2作(zuo)成(cheng)(cheng)的(de)(de)。但接(jie)氟(fu)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)纖(xian)芯,大多(duo)使用SiO2,而在包(bao)(bao)層中卻是(shi)(shi)摻(chan)入氟(fu)素的(de)(de)。由于,瑞利散射(she)損耗是(shi)(shi)因折射(she)率的(de)(de)變動而引(yin)起的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)散射(she)現象。所以,希(xi)望形成(cheng)(cheng)折射(she)率變動因素的(de)(de)摻(chan)雜物,以少(shao)為佳。氟(fu)素的(de)(de)作(zuo)用主要是(shi)(shi)可以降低SIO2的(de)(de)折射(she)率。因而,常用于包(bao)(bao)層的(de)(de)摻(chan)雜。

石英光(guang)(guang)纖與(yu)其它原料的(de)光(guang)(guang)纖相比,還具有(you)從紫外(wai)線光(guang)(guang)到近紅外(wai)線光(guang)(guang)的(de)透光(guang)(guang)廣譜,除(chu)通信用(yong)途(tu)之外(wai),還可用(yong)于(yu)導光(guang)(guang)和圖像(xiang)傳導等領域。

紅外光纖

作(zuo)為(wei)光(guang)(guang)(guang)通信(xin)領域所開發(fa)的(de)石英系列光(guang)(guang)(guang)纖(xian)的(de)工(gong)作(zuo)波長,盡(jin)管(guan)用在(zai)較(jiao)短(duan)的(de)傳(chuan)輸距(ju)離,也只能用于2μm。為(wei)此,能在(zai)更長的(de)紅外(wai)波長領域工(gong)作(zuo),所開發(fa)的(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)稱為(wei)紅外(wai)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)。紅外(wai)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(Infrared Optical Fiber)主要(yao)用于光(guang)(guang)(guang)能傳(chuan)送(song)。例如有:溫度計(ji)量(liang)、熱(re)圖(tu)像傳(chuan)輸、激光(guang)(guang)(guang)手術刀(dao)醫療、熱(re)能加工(gong)等等,普(pu)及率尚低。

復合光纖

復合光纖(Compound Fiber)是在SiO2原料中,再適當混(hun)合諸(zhu)如(ru)氧化(hua)鈉(Na2O)、氧化(hua)硼(B2O3)、氧化(hua)鉀(K2O)等(deng)氧化(hua)物制作成多組(zu)分玻璃光纖,特點是多組(zu)分玻璃比石英玻璃的軟化(hua)點低且纖芯(xin)與(yu)包層的折射率差很大。主要(yao)用在醫療業務(wu)的光纖內窺(kui)鏡。

氟氯化物光纖

氟化(hua)(hua)(hua)物(wu)光(guang)纖(xian)(xian)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)物(wu)光(guang)纖(xian)(xian)(Fluoride Fiber)是由(you)氟化(hua)(hua)(hua)物(wu)玻(bo)璃(li)作成的(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)。這種(zhong)光(guang)纖(xian)(xian)原(yuan)料又簡(jian)稱ZBLAN(即將氟化(hua)(hua)(hua)鋯(ZrF2)、氟化(hua)(hua)(hua)鋇(BaF2)、氟化(hua)(hua)(hua)鑭(LaF3)、氟化(hua)(hua)(hua)鋁(AlF3)、氟化(hua)(hua)(hua)鈉(NaF)等氯(lv)化(hua)(hua)(hua)物(wu)玻(bo)璃(li)原(yuan)料簡(jian)化(hua)(hua)(hua)成的(de)(de)縮語。主要工作在(zai)(zai)(zai)2~10μm波長(chang)的(de)(de)光(guang)傳輸(shu)業務。由(you)于(yu)(yu)ZBLAN具有超低(di)損耗(hao)(hao)光(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)可能性,正在(zai)(zai)(zai)進(jin)行著用于(yu)(yu)長(chang)距(ju)離通信光(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)可行性開發,例(li)如:其(qi)理論上(shang)的(de)(de)最低(di)損耗(hao)(hao),在(zai)(zai)(zai)3μm波長(chang)時可達10.2~10.3dB/km,而石英(ying)光(guang)纖(xian)(xian)在(zai)(zai)(zai)1.55μm時卻在(zai)(zai)(zai)0.15~0.16dB/Km之間(jian)。ZBLAN光(guang)纖(xian)(xian)由(you)于(yu)(yu)難于(yu)(yu)降低(di)散射損耗(hao)(hao),只(zhi)能用在(zai)(zai)(zai)2.4~2.7μm的(de)(de)溫敏器和熱(re)圖像傳輸(shu),尚未廣泛實用。最近(jin),為了利用ZBLAN進(jin)行長(chang)距(ju)離傳輸(shu),正在(zai)(zai)(zai)研(yan)制1.3μm的(de)(de)摻(chan)鐠(pu)光(guang)纖(xian)(xian)放大器(PDFA)。

塑包光纖

塑包光纖(xian)(xian)(Plastic Clad Fiber)是將高純度的(de)(de)(de)石英(ying)玻(bo)璃作(zuo)成纖(xian)(xian)芯(xin),而將折(zhe)射率(lv)比石英(ying)稍低(di)的(de)(de)(de)如硅(gui)膠(jiao)等塑料作(zuo)為包層的(de)(de)(de)階躍(yue)型(xing)光纖(xian)(xian)。它與石英(ying)光纖(xian)(xian)相比較,具有纖(xian)(xian)芯(xin)粗(cu)、數值孔(kong)徑(jing)(NA)高的(de)(de)(de)特點。因(yin)此(ci),易與發光二(er)極管LED光源結合,損耗(hao)也較小。所以,非常適用(yong)于局域網(LAN)和近距離通信。

塑料光纖

這是(shi)將纖(xian)芯和包層都用(yong)(yong)塑料(聚合(he)物)作成的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)。早期產品主要(yao)用(yong)(yong)于裝飾和導光(guang)(guang)(guang)照明及近(jin)距離(li)光(guang)(guang)(guang)鍵路(lu)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)通信中。原料主要(yao)是(shi)有(you)機(ji)玻(bo)璃(PMMA)、聚苯乙稀(PS)和聚碳(tan)酸酯(PC)。損耗受到(dao)塑料固有(you)的(de)(de)C-H結合(he)結構制約(yue),一般每(mei)km可(ke)達幾十dB。為(wei)了降低損耗正在開發(fa)應用(yong)(yong)氟索(suo)系(xi)列塑料。由(you)于塑料光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(Plastic Optical fiber)的(de)(de)纖(xian)芯直徑為(wei)1000μm,比單(dan)模(mo)(mo)石英光(guang)(guang)(guang)纖(xian)大100倍,接續簡單(dan),而且易于彎曲施工容(rong)易。近(jin)年來,加上寬帶(dai)化的(de)(de)進度,作為(wei)漸變(bian)型(GI)折射(she)率(lv)的(de)(de)多模(mo)(mo)塑料光(guang)(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)發(fa)展受到(dao)了社會的(de)(de)重(zhong)視。最近(jin),在汽車(che)內部LAN中應用(yong)(yong)較(jiao)快(kuai),未來在家庭LAN中也可(ke)能得到(dao)應用(yong)(yong)。

單模光纖

單模(mo)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)這是指(zhi)在(zai)工作波長中(zhong),只能(neng)傳輸(shu)一(yi)個傳播模(mo)式(shi)的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian),通常簡稱為單模(mo)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(SMF:Single ModeFiber)。在(zai)有線電視和(he)光(guang)(guang)(guang)(guang)通信中(zhong),是應用最廣泛(fan)的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)。由于,光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)纖(xian)(xian)芯很細(約10μm)而(er)且折(zhe)射(she)率呈階躍狀分布,當歸一(yi)化頻(pin)(pin)率V參(can)數(shu)<2.4時,理論上,只能(neng)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)單模(mo)傳輸(shu)。另外,SMF沒有多(duo)模(mo)色散(san),不僅傳輸(shu)頻(pin)(pin)帶較(jiao)多(duo)模(mo)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)更(geng)寬,再加(jia)上SMF的(de)材(cai)料色散(san)和(he)結構色散(san)的(de)相加(jia)抵消,其合成(cheng)(cheng)(cheng)特性(xing)恰(qia)好形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)零色散(san)的(de)特性(xing),使傳輸(shu)頻(pin)(pin)帶更(geng)加(jia)拓寬。SMF中(zhong),因摻雜物不同與(yu)制(zhi)造方式(shi)的(de)差別有許(xu)多(duo)類型。凹陷型包(bao)(bao)層光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(DePr-essed Clad Fiber),其包(bao)(bao)層形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)兩重結構,鄰近纖(xian)(xian)芯的(de)包(bao)(bao)層,較(jiao)外倒包(bao)(bao)層的(de)折(zhe)射(she)率還低。

多模光纖

多(duo)模光(guang)纖將光(guang)纖按工作(zuo)波長以(yi)(yi)其傳(chuan)播(bo)可(ke)(ke)能的(de)模式(shi)為多(duo)個模式(shi)的(de)光(guang)纖稱(cheng)作(zuo)多(duo)模光(guang)纖(MMF:MUlti ModeFiber)。纖芯(xin)(xin)直徑(jing)(jing)為50μm,由于(yu)傳(chuan)輸(shu)模式(shi)可(ke)(ke)達(da)幾百個,與SMF相比傳(chuan)輸(shu)帶(dai)寬主要(yao)受模式(shi)色散支配。在歷(li)史上曾(ceng)用于(yu)有線電視(shi)和通信系統的(de)短(duan)距離(li)傳(chuan)輸(shu)。自從(cong)出現SMF光(guang)纖后,似乎形成歷(li)史產(chan)品。但實際(ji)上,由于(yu)MMF較SMF的(de)芯(xin)(xin)徑(jing)(jing)大且與LED等光(guang)源(yuan)結合(he)容易,在眾多(duo)LAN中(zhong)(zhong)更有優勢。所以(yi)(yi),在短(duan)距離(li)通信領域中(zhong)(zhong)MMF仍在重新受到重視(shi)。MMF按折射率分布進行(xing)分類時(shi),有:漸變(GI)型(xing)(xing)和階(jie)躍(SI)型(xing)(xing)兩(liang)種。GI型(xing)(xing)的(de)折射率以(yi)(yi)纖芯(xin)(xin)中(zhong)(zhong)心為最高,沿向包層徐徐降低。由于(yu)SI型(xing)(xing)光(guang)波在光(guang)纖中(zhong)(zhong)的(de)反射前進過程中(zhong)(zhong),產(chan)生各個光(guang)路徑(jing)(jing)的(de)時(shi)差,致使(shi)射出光(guang)波失(shi)真,色激(ji)較大。其結果是傳(chuan)輸(shu)帶(dai)寬變窄,SI型(xing)(xing)MMF應用較少。

色散位移光纖

單模光(guang)纖(xian)的(de)(de)工(gong)作波(bo)長(chang)在1.3Pm時,模場直徑(jing)約9Pm,其(qi)傳輸損耗約0.3dB/km。此時,零(ling)色(se)散(san)波(bo)長(chang)恰(qia)好在1.3pm處。石(shi)英光(guang)纖(xian)中,從原(yuan)材料上看(kan)1.55pm段(duan)(duan)(duan)的(de)(de)傳輸損耗最小(約0.2dB/km)。由于已經實用(yong)的(de)(de)摻鉺光(guang)纖(xian)放大器(EDFA)是(shi)工(gong)作在1.55pm波(bo)段(duan)(duan)(duan)的(de)(de),如果在此波(bo)段(duan)(duan)(duan)也(ye)能實現零(ling)色(se)散(san),就更有(you)利(li)于應用(yong)1.55Pm波(bo)段(duan)(duan)(duan)的(de)(de)長(chang)距離傳輸。于是(shi),巧妙(miao)地利(li)用(yong)光(guang)纖(xian)材料中的(de)(de)石(shi)英材料色(se)散(san)與纖(xian)芯(xin)(xin)結(jie)構(gou)色(se)散(san)的(de)(de)合(he)成抵消特(te)性(xing),就可使原(yuan)在1.3Pm段(duan)(duan)(duan)的(de)(de)零(ling)色(se)散(san),移(yi)位到1.55pm段(duan)(duan)(duan)也(ye)構(gou)成零(ling)色(se)散(san)。因此,被命名(ming)為(wei)色(se)散(san)位移(yi)光(guang)纖(xian)(DSF:DispersionShifted Fiber)。加(jia)大結(jie)構(gou)色(se)散(san)的(de)(de)方法,主要是(shi)在纖(xian)芯(xin)(xin)的(de)(de)折(zhe)射(she)率分(fen)布(bu)性(xing)能進行(xing)改(gai)善。在光(guang)通(tong)信(xin)的(de)(de)長(chang)距離傳輸中,光(guang)纖(xian)色(se)散(san)為(wei)零(ling)是(shi)重要的(de)(de),但(dan)不是(shi)唯一(yi)的(de)(de)。其(qi)它性(xing)能還(huan)有(you)損耗小、接(jie)續容易(yi)、成纜化(hua)或工(gong)作中的(de)(de)特(te)性(xing)變(bian)化(hua)小(包括(kuo)彎曲、拉(la)伸和環境變(bian)化(hua)影(ying)響)。DSF就是(shi)在設(she)計中,綜合(he)考慮這些因素。

色散平坦光纖

色(se)散(san)(san)移位光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(DSF)是(shi)將單模(mo)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)設計零色(se)散(san)(san)位于(yu)1.55pm波段的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)。而色(se)散(san)(san)平坦光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(DFF:Dispersion Flattened Fiber)卻是(shi)將從1.3Pm到1.55pm的(de)(de)(de)(de)(de)較寬波段的(de)(de)(de)(de)(de)色(se)散(san)(san),都(dou)能作到很低,幾(ji)乎達(da)到零色(se)散(san)(san)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)稱(cheng)作DFF。由(you)于(yu)DFF要(yao)(yao)作到1.3pm~1.55pm范圍的(de)(de)(de)(de)(de)色(se)散(san)(san)都(dou)減少。就需要(yao)(yao)對光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射率分(fen)布進行(xing)復雜的(de)(de)(de)(de)(de)設計。不過(guo)這種(zhong)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)對于(yu)波分(fen)復用(WDM)的(de)(de)(de)(de)(de)線路卻是(shi)很適宜的(de)(de)(de)(de)(de)。由(you)于(yu)DFF光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)工藝比較復雜,費用較貴。今后隨(sui)著產量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)增加,價(jia)格也(ye)會降(jiang)低。

色散補償光纖

對于(yu)采用單模光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)干(gan)線(xian)(xian)(xian)(xian)系(xi)統,由(you)于(yu)多數(shu)是(shi)利(li)用1.3pm波段色(se)(se)(se)(se)散(san)為零的(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)構成的(de)。可是(shi),損耗最小的(de)1.55pm,由(you)于(yu)EDFA的(de)實(shi)用化,如(ru)(ru)果能在(zai)1.3pm零色(se)(se)(se)(se)散(san)的(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)上也(ye)能令1.55pm波長工(gong)作,將是(shi)非常有(you)(you)益的(de)。因為,在(zai)1.3Pm零色(se)(se)(se)(se)散(san)的(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)中,1.55Pm波段的(de)色(se)(se)(se)(se)散(san)約有(you)(you)16ps/km/nm之多。如(ru)(ru)果在(zai)此(ci)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)線(xian)(xian)(xian)(xian)路中,插入一段與(yu)此(ci)色(se)(se)(se)(se)散(san)符號相(xiang)反的(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian),就(jiu)可使整(zheng)個光(guang)(guang)(guang)線(xian)(xian)(xian)(xian)路的(de)色(se)(se)(se)(se)散(san)為零。為此(ci)目的(de)所用的(de)是(shi)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)則稱(cheng)作色(se)(se)(se)(se)散(san)補(bu)償光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(DCF:DisPersion Compe-nsation Fiber)。DCF與(yu)標準的(de)1.3pm零色(se)(se)(se)(se)散(san)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)相(xiang)比,纖(xian)(xian)(xian)芯直(zhi)徑更(geng)細,而且折射率差(cha)也(ye)較大。DCF也(ye)是(shi)WDM光(guang)(guang)(guang)線(xian)(xian)(xian)(xian)路的(de)重要(yao)組(zu)成部分(fen)。

偏振保持光纖

在(zai)(zai)(zai)光(guang)(guang)纖(xian)中(zhong)傳播(bo)(bo)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)波(bo)(bo),因(yin)為具(ju)有電(dian)(dian)磁(ci)波(bo)(bo)的(de)(de)(de)性質,所以(yi),除了基(ji)本的(de)(de)(de)光(guang)(guang)波(bo)(bo)單一模(mo)式(shi)(shi)之外,實(shi)質上(shang)還(huan)存在(zai)(zai)(zai)著(zhu)電(dian)(dian)磁(ci)場(chang)(TE、TM)分(fen)布的(de)(de)(de)兩個(ge)正交模(mo)式(shi)(shi)。通(tong)常,由于光(guang)(guang)纖(xian)截面的(de)(de)(de)結構是圓對(dui)(dui)(dui)稱(cheng)的(de)(de)(de),這兩個(ge)偏(pian)振模(mo)式(shi)(shi)的(de)(de)(de)傳播(bo)(bo)常數相等,兩束偏(pian)振光(guang)(guang)互不干涉,但實(shi)際上(shang),光(guang)(guang)纖(xian)不是完(wan)全(quan)地圓對(dui)(dui)(dui)稱(cheng),例如有著(zhu)彎曲部分(fen),就(jiu)會(hui)出現兩個(ge)偏(pian)振模(mo)式(shi)(shi)之間的(de)(de)(de)結合因(yin)素,在(zai)(zai)(zai)光(guang)(guang)軸上(shang)呈不規則分(fen)布。偏(pian)振光(guang)(guang)的(de)(de)(de)這種(zhong)變化造(zao)成的(de)(de)(de)色散(san),稱(cheng)之偏(pian)振模(mo)式(shi)(shi)色散(san)(PMD)。對(dui)(dui)(dui)于以(yi)分(fen)配(pei)圖像為主的(de)(de)(de)有線電(dian)(dian)視,影響尚(shang)不太大,但對(dui)(dui)(dui)于一些未來超寬(kuan)帶有特殊(shu)要求(qiu)的(de)(de)(de)業(ye)務(wu),如:

①相干通信中采用外差(cha)檢(jian)波,要求光波偏(pian)振更穩定時;

②光機(ji)器等(deng)對(dui)輸入輸出特性要(yao)求與(yu)偏(pian)振相關時(shi);

③在(zai)制(zhi)作偏(pian)振保(bao)持光耦(ou)合(he)器(qi)和偏(pian)振器(qi)或去偏(pian)振器(qi)等時;

④制作利用光(guang)干(gan)涉(she)的光(guang)纖敏(min)感器等,

凡要求偏(pian)振(zhen)波保持恒定(ding)的(de)情況下,對光纖經(jing)過改(gai)進(jin)使(shi)偏(pian)振(zhen)狀(zhuang)態不變(bian)的(de)光纖稱(cheng)(cheng)作(zuo)偏(pian)振(zhen)保持光纖(PMF:Polarization Maintaining fiber),或稱(cheng)(cheng)其為固定(ding)偏(pian)振(zhen)光纖。

雙折射光纖

雙折(zhe)射(she)光(guang)纖(xian)是(shi)指在(zai)(zai)單模光(guang)纖(xian)中,可以傳輸(shu)相互正(zheng)交(jiao)的(de)兩(liang)個固有偏(pian)振(zhen)模式的(de)光(guang)纖(xian)。折(zhe)射(she)率(lv)隨偏(pian)振(zhen)方向變異的(de)現(xian)(xian)象稱為雙折(zhe)射(she)。它又稱作PANDA光(guang)纖(xian),即偏(pian)振(zhen)保持與吸(xi)收減(jian)少光(guang)纖(xian)(Polarization-maintai-ning AND Absorption-reducing fiber)。它是(shi)在(zai)(zai)纖(xian)芯的(de)橫(heng)向兩(liang)則,設置熱(re)膨脹系數(shu)大、截面是(shi)圓形的(de)玻璃部分(fen)。在(zai)(zai)高溫(wen)的(de)光(guang)纖(xian)拉絲(si)過程中,這些部分(fen)收縮,其(qi)結果在(zai)(zai)纖(xian)芯y方向產(chan)生拉伸,同時又在(zai)(zai)x方向呈(cheng)現(xian)(xian)壓(ya)縮應力。致使纖(xian)材出(chu)現(xian)(xian)光(guang)彈性效(xiao)應,使折(zhe)射(she)率(lv)在(zai)(zai)X方向和y方向出(chu)現(xian)(xian)差異。依此原理(li)達到偏(pian)振(zhen)保持恒定(ding)的(de)效(xiao)果。

抗惡環境光纖

通(tong)信用光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)通(tong)常的(de)(de)工(gong)作(zuo)環(huan)境(jing)溫(wen)(wen)(wen)度(du)可(ke)在(zai)-40~ 60℃之(zhi)間,設(she)計時(shi)(shi)也(ye)(ye)(ye)是(shi)(shi)以(yi)不受(shou)大量輻射(she)(she)線(xian)照(zhao)射(she)(she)為前提的(de)(de)。相比(bi)之(zhi)下(xia),對(dui)于更低溫(wen)(wen)(wen)或更高溫(wen)(wen)(wen)以(yi)及能在(zai)遭受(shou)高壓或外力影響、曝曬輻射(she)(she)線(xian)的(de)(de)惡(e)劣環(huan)境(jing)下(xia),也(ye)(ye)(ye)能工(gong)作(zuo)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)則(ze)稱(cheng)(cheng)作(zuo)抗惡(e)環(huan)境(jing)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(Hard Condition Resistant Fiber)。一般(ban)為了對(dui)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)表面(mian)進行機(ji)械保護(hu),多(duo)涂覆一層塑(su)料(liao)。可(ke)是(shi)(shi)隨著溫(wen)(wen)(wen)度(du)升高,塑(su)料(liao)保護(hu)功能有(you)所(suo)下(xia)降,致使(shi)使(shi)用溫(wen)(wen)(wen)度(du)也(ye)(ye)(ye)有(you)所(suo)限制(zhi)。如果改用抗熱(re)性塑(su)料(liao),如聚四(si)氟乙稀(Teflon)等樹脂,即可(ke)工(gong)作(zuo)在(zai)300℃環(huan)境(jing)。也(ye)(ye)(ye)有(you)在(zai)石英玻(bo)(bo)璃(li)表面(mian)涂覆鎳(Ni)和鋁(Al)等金(jin)屬(shu)的(de)(de)。這(zhe)種光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)則(ze)稱(cheng)(cheng)為耐熱(re)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(Heat Resistant Fiber)。另外,當光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)受(shou)到輻射(she)(she)線(xian)的(de)(de)照(zhao)射(she)(she)時(shi)(shi),光(guang)(guang)(guang)損(sun)耗(hao)(hao)會(hui)(hui)增(zeng)加。這(zhe)是(shi)(shi)因(yin)為石英玻(bo)(bo)璃(li)遇(yu)到輻射(she)(she)線(xian)照(zhao)射(she)(she)時(shi)(shi),玻(bo)(bo)璃(li)中會(hui)(hui)出現結構缺陷(也(ye)(ye)(ye)稱(cheng)(cheng)作(zuo)色心:Colour Center),尤在(zai)0.4~0.7pm波長(chang)時(shi)(shi)損(sun)耗(hao)(hao)增(zeng)大。防止(zhi)辦法是(shi)(shi)改用摻雜OH或F素的(de)(de)石英玻(bo)(bo)璃(li),就能抑制(zhi)因(yin)輻射(she)(she)線(xian)造(zao)成的(de)(de)損(sun)耗(hao)(hao)缺陷。這(zhe)種光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)則(ze)稱(cheng)(cheng)作(zuo)抗輻射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(Radiation Resistant Fiber),多(duo)用于核發電(dian)站的(de)(de)監測用光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)維鏡等。

密封涂層光纖

為了(le)保持光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)機(ji)械(xie)強(qiang)(qiang)度和損(sun)耗(hao)(hao)的(de)(de)長時間穩(wen)定,而在(zai)玻璃表面涂裝碳(tan)化硅(SiC)、碳(tan)化鈦(TiC)、碳(tan)(C)等無機(ji)材料,用(yong)來防止從外部來的(de)(de)水(shui)(shui)和氫的(de)(de)擴散所(suo)(suo)制(zhi)造的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(HCFHermeticallyCoated Fiber)。通(tong)用(yong)的(de)(de)是在(zai)化學氣相沉積(ji)(CVD)法生產過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong),用(yong)碳(tan)層高(gao)速堆積(ji)來實現(xian)充分密封效應。這種碳(tan)涂覆光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(CCF)能有效地截斷光(guang)(guang)纖(xian)(xian)與(yu)外界(jie)氫分子的(de)(de)侵入。據報道它(ta)在(zai)室(shi)溫的(de)(de)氫氣環境中(zhong)(zhong)(zhong)可(ke)維持20年不(bu)增加損(sun)耗(hao)(hao)。當然(ran),它(ta)在(zai)防止水(shui)(shui)分侵入,延(yan)緩機(ji)械(xie)強(qiang)(qiang)度的(de)(de)疲勞進程中(zhong)(zhong)(zhong),其疲勞系數(shu)(Fatigue Parameter)可(ke)達200以上。所(suo)(suo)以,HCF被應用(yong)于嚴(yan)酷環境中(zhong)(zhong)(zhong)要(yao)求可(ke)靠性高(gao)的(de)(de)系統(tong),例(li)(li)如海底光(guang)(guang)纜就是一例(li)(li)。

碳涂層光纖

在石英光(guang)(guang)纖(xian)的表面涂(tu)敷碳膜(mo)(mo)的光(guang)(guang)纖(xian),稱(cheng)之碳涂(tu)層(ceng)(ceng)光(guang)(guang)纖(xian)(CCF:Carbon CoatedFiber)。其機(ji)理是利用碳素(su)的致密膜(mo)(mo)層(ceng)(ceng),使光(guang)(guang)纖(xian)表面與外(wai)界(jie)隔離(li),以(yi)改善光(guang)(guang)纖(xian)的機(ji)械疲(pi)勞損耗和氫分子的損耗增(zeng)加。CCF是密封涂(tu)層(ceng)(ceng)光(guang)(guang)纖(xian)(HCF)的一(yi)種(zhong)。

金屬涂層光纖

金(jin)(jin)(jin)屬(shu)涂層(ceng)光(guang)纖(Metal Coated Fiber)是在(zai)光(guang)纖的(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)涂布(bu)Ni、Cu、Al等金(jin)(jin)(jin)屬(shu)層(ceng)的(de)光(guang)纖。也有再在(zai)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)層(ceng)外被覆塑料的(de),目(mu)的(de)在(zai)于提(ti)高(gao)(gao)抗(kang)熱性(xing)和可供通電(dian)(dian)及焊接(jie)。它是抗(kang)惡環境性(xing)光(guang)纖之一,也可作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)子電(dian)(dian)路的(de)部件用。早期(qi)產品是在(zai)拉絲過程(cheng)中,涂布(bu)熔解的(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)作(zuo)成的(de)。由于此法(fa)(fa)因被玻璃(li)與金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)膨脹系數差異(yi)太大,會增微小彎曲損耗(hao),實用化率不(bu)高(gao)(gao)。近期(qi),由于在(zai)玻璃(li)光(guang)纖的(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)采用低(di)損耗(hao)的(de)非電(dian)(dian)解鍍(du)膜法(fa)(fa)的(de)成功,使性(xing)能大有改善。

摻稀土光纖

在(zai)光(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)纖(xian)芯中,摻雜如鉺(Er)、欽(Nd)、鐠(Pr)等稀土(tu)族元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)纖(xian)。1985年英國的(de)(de)(de)(de)(de)索斯安普頓(Sourthampton)大(da)(da)學的(de)(de)(de)(de)(de)佩思(si)(Payne)等首先發現(xian)(xian)摻雜稀土(tu)元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)纖(xian)(Rare Earth DoPed Fiber)有激光(guang)振蕩(dang)和(he)光(guang)放(fang)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)現(xian)(xian)象(xiang)。于是(shi),從(cong)此揭開了慘餌等光(guang)放(fang)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)面(mian)紗,已(yi)經實用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)1.55pmEDFA就是(shi)利用(yong)(yong)摻餌的(de)(de)(de)(de)(de)單模光(guang)纖(xian),利用(yong)(yong)1.47pm的(de)(de)(de)(de)(de)激光(guang)進行激勵(li),得到1.55pm光(guang)信號放(fang)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)。另外,摻鐠的(de)(de)(de)(de)(de)氟化物光(guang)纖(xian)放(fang)大(da)(da)器(PDFA)正在(zai)開發中。

喇曼光纖

喇(la)(la)曼(man)效(xiao)應(ying)(ying)是指往某(mou)物質(zhi)中(zhong)(zhong)射(she)人頻(pin)(pin)率f的(de)(de)單色(se)光(guang)(guang)(guang)(guang)時,在(zai)散(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)中(zhong)(zhong)會(hui)(hui)(hui)出現頻(pin)(pin)率f之外的(de)(de)f±fR,f±2fR等頻(pin)(pin)率的(de)(de)散(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang),對此(ci)現象(xiang)稱(cheng)喇(la)(la)曼(man)效(xiao)應(ying)(ying)。由于它是物質(zhi)的(de)(de)分子運動(dong)與(yu)(yu)格子運動(dong)之間的(de)(de)能量交換(huan)所產生的(de)(de)。當物質(zhi)吸收能量時,光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)數變(bian)小,對此(ci)散(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)稱(cheng)斯托克(ke)斯(stokes)線。反(fan)之,從物質(zhi)得到(dao)能量,而振(zhen)(zhen)動(dong)數變(bian)大的(de)(de)散(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang),則(ze)稱(cheng)反(fan)斯托克(ke)斯線。于是振(zhen)(zhen)動(dong)數的(de)(de)偏差FR,反(fan)映了能級,可顯示物質(zhi)中(zhong)(zhong)固有(you)的(de)(de)數值。利用這種(zhong)非線性(xing)媒體做成(cheng)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian),稱(cheng)作(zuo)(zuo)喇(la)(la)曼(man)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(RF:Raman Fiber)。為了將光(guang)(guang)(guang)(guang)封閉在(zai)細小的(de)(de)纖(xian)(xian)芯中(zhong)(zhong),進行(xing)長(chang)距離傳(chuan)播(bo),就會(hui)(hui)(hui)出現光(guang)(guang)(guang)(guang)與(yu)(yu)物質(zhi)的(de)(de)相(xiang)互作(zuo)(zuo)用效(xiao)應(ying)(ying),能使信號波形不畸變(bian),實現長(chang)距離傳(chuan)輸(shu)。當輸(shu)入光(guang)(guang)(guang)(guang)增(zeng)強時,就會(hui)(hui)(hui)獲得相(xiang)干的(de)(de)感應(ying)(ying)散(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)。應(ying)(ying)用感應(ying)(ying)喇(la)(la)曼(man)散(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)設備有(you)喇(la)(la)曼(man)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)激光(guang)(guang)(guang)(guang)器,可供作(zuo)(zuo)分光(guang)(guang)(guang)(guang)測(ce)量電源和(he)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)色(se)散(san)測(ce)試(shi)用電源。另外,感應(ying)(ying)喇(la)(la)曼(man)散(san)射(she),在(zai)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)長(chang)距離通(tong)信中(zhong)(zhong),正在(zai)研討作(zuo)(zuo)為光(guang)(guang)(guang)(guang)放大器的(de)(de)應(ying)(ying)用。

偏心光纖

標準光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)纖(xian)(xian)芯(xin)是設(she)置在包(bao)層(ceng)(ceng)中心(xin)的(de)(de),纖(xian)(xian)芯(xin)與(yu)包(bao)層(ceng)(ceng)的(de)(de)截面形(xing)狀(zhuang)(zhuang)為同心(xin)圓型。但(dan)因用途不(bu)同,也有(you)將(jiang)纖(xian)(xian)芯(xin)位(wei)置和纖(xian)(xian)芯(xin)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)、包(bao)層(ceng)(ceng)形(xing)狀(zhuang)(zhuang),作成不(bu)同狀(zhuang)(zhuang)態(tai)或將(jiang)包(bao)層(ceng)(ceng)穿孔形(xing)成異型結構的(de)(de)。相對于(yu)標準光(guang)(guang)纖(xian)(xian),稱(cheng)(cheng)這(zhe)些(xie)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)叫異型光(guang)(guang)纖(xian)(xian)。偏(pian)心(xin)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(Excentric Core Fiber),它是異型光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)一(yi)種。其纖(xian)(xian)芯(xin)設(she)置在偏(pian)離(li)中心(xin)且接近(jin)包(bao)層(ceng)(ceng)外線的(de)(de)偏(pian)心(xin)位(wei)置。由于(yu)纖(xian)(xian)芯(xin)靠近(jin)外表,部分(fen)光(guang)(guang)場會溢(yi)出包(bao)層(ceng)(ceng)傳(chuan)播(稱(cheng)(cheng)此為漸(jian)消彼,Evanescent Wave)。利用這(zhe)一(yi)現象,就(jiu)可(ke)檢(jian)測有(you)無附著(zhu)物質以及(ji)折射(she)率的(de)(de)變(bian)化。偏(pian)心(xin)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(ECF)主(zhu)要(yao)用作檢(jian)測物質的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)敏(min)(min)感器。與(yu)光(guang)(guang)時域反射(she)計(OTDR)的(de)(de)測試法組合一(yi)起,還可(ke)作分(fen)布敏(min)(min)感器用。

發光光纖

采用(yong)含有熒光(guang)(guang)物質制造的(de)光(guang)(guang)纖(xian)。它是在受到輻(fu)射(she)線、紫外線等光(guang)(guang)波照(zhao)射(she)時,產生的(de)熒光(guang)(guang)一部分,可經光(guang)(guang)纖(xian)閉合進(jin)行(xing)傳輸的(de)光(guang)(guang)纖(xian)。發(fa)光(guang)(guang)光(guang)(guang)纖(xian)(Luminescent Fiber)可以用(yong)于檢(jian)測輻(fu)射(she)線和紫外線,以及進(jin)行(xing)波長變換(huan),或用(yong)作溫度(du)敏感器、化學敏感器。在輻(fu)射(she)線的(de)檢(jian)測中(zhong)也稱(cheng)作閃光(guang)(guang)光(guang)(guang)纖(xian)(Scintillation Fiber)。發(fa)光(guang)(guang)光(guang)(guang)纖(xian)從熒光(guang)(guang)材料和摻雜的(de)角度(du)上(shang),正在開發(fa)著塑料光(guang)(guang)纖(xian)。

多芯光纖

通常的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)是由(you)一個(ge)(ge)纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)(xin)區和(he)圍(wei)繞(rao)它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)包層區構(gou)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。但多(duo)芯(xin)(xin)(xin)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(Multi Core Fiber)卻是一個(ge)(ge)共同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)包層區中存在(zai)多(duo)個(ge)(ge)纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。由(you)于(yu)纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相互接近程(cheng)度,可有兩種功(gong)能(neng)。其(qi)一是纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)(xin)間隔大(da),即不產(chan)生光(guang)(guang)耦會(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)。這種光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian),由(you)于(yu)能(neng)提高傳輸線(xian)路(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)位面積的(de)(de)(de)(de)(de)(de)集成密度。在(zai)光(guang)(guang)通信中,可以作(zuo)成具有多(duo)個(ge)(ge)纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)帶狀光(guang)(guang)纜,而在(zai)非通信領域(yu),作(zuo)為光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)傳像束,有將纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)(xin)作(zuo)成成千上萬個(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。其(qi)二是使纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)(xin)之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)距離靠(kao)近,能(neng)產(chan)生光(guang)(guang)波耦合作(zuo)用。利用此原理正在(zai)開(kai)發雙纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)敏感(gan)器或光(guang)(guang)回路(lu)器件。

空心光纖

將光(guang)(guang)纖作成空心(xin),形成圓筒狀(zhuang)空間,用于光(guang)(guang)傳輸的光(guang)(guang)纖,稱作空心(xin)光(guang)(guang)纖(Hollow Fiber)。空心(xin)光(guang)(guang)纖主要(yao)用于能(neng)量傳送,可(ke)供X射線、紫外(wai)(wai)線和遠紅外(wai)(wai)線光(guang)(guang)能(neng)傳輸。

空(kong)心光纖結構有(you)兩(liang)種:

一(yi)是將玻璃作成圓筒狀,其纖芯與(yu)包層(ceng)原理與(yu)階躍型(xing)相(xiang)同。利用光在(zai)空氣(qi)與(yu)玻璃之間的全反射傳(chuan)播(bo)。由于,光的大(da)部分(fen)可在(zai)無損(sun)耗的空氣(qi)中傳(chuan)播(bo),具有一(yi)定距離的傳(chuan)播(bo)功能(neng)。

二是使(shi)圓筒內(nei)面(mian)的反射率(lv)接近(jin)1,以(yi)減少反射損(sun)耗(hao)(hao)。為了提高(gao)反射率(lv),有在簡內(nei)設置電介質(zhi),使(shi)工作波長(chang)段損(sun)耗(hao)(hao)減少的。例(li)如(ru)可以(yi)作到(dao)波長(chang)10.6pm損(sun)耗(hao)(hao)達幾(ji)dB/m的。

高分子光導

按材(cai)(cai)質(zhi)分(fen)(fen)(fen),有無機(ji)光導(dao)纖(xian)維(wei)和(he)高(gao)(gao)分(fen)(fen)(fen)子(zi)光導(dao)纖(xian)維(wei),在工業(ye)上大量應用的(de)(de)是前(qian)者。無機(ji)光導(dao)纖(xian)維(wei)材(cai)(cai)料又分(fen)(fen)(fen)為(wei)單組(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)和(he)多(duo)組(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)兩類(lei)。單組(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)即(ji)石英(ying)(ying),主(zhu)要(yao)原料為(wei)四氯化(hua)硅(gui)、三(san)氯氧(yang)磷和(he)三(san)溴化(hua)硼(peng)等(deng)(deng)。其純(chun)度要(yao)求銅、鐵(tie)、鈷、鎳(nie)、錳、鉻、釩等(deng)(deng)過渡金屬離子(zi)雜質(zhi)含量低(di)于10ppb。除此之(zhi)外,OH離子(zi)要(yao)求低(di)于10ppb。石英(ying)(ying)纖(xian)維(wei)已被廣泛(fan)使用。多(duo)組(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)原料較多(duo),主(zhu)要(yao)有二氧(yang)化(hua)硅(gui)、三(san)氧(yang)化(hua)二硼(peng)、硝酸(suan)鈉、氧(yang)化(hua)鉈(she)等(deng)(deng)。這種(zhong)材(cai)(cai)料尚未普及。高(gao)(gao)分(fen)(fen)(fen)子(zi)光導(dao)纖(xian)維(wei)是以(yi)透(tou)(tou)明(ming)聚合(he)(he)物(wu)制得的(de)(de)光導(dao)纖(xian)維(wei),由纖(xian)維(wei)芯(xin)材(cai)(cai)和(he)包皮鞘(qiao)材(cai)(cai)組(zu)(zu)成(cheng)。芯(xin)材(cai)(cai)為(wei)高(gao)(gao)純(chun)度高(gao)(gao)透(tou)(tou)光性(xing)的(de)(de)聚甲基丙(bing)烯酸(suan)甲酯或聚苯乙烯抽絲制得的(de)(de)纖(xian)維(wei),外層為(wei)含氟聚合(he)(he)物(wu)或有機(ji)硅(gui)聚合(he)(he)物(wu)等(deng)(deng)。

高分(fen)子(zi)(zi)光(guang)(guang)導(dao)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)的(de)(de)光(guang)(guang)損(sun)(sun)耗(hao)較高,1982年,日本電(dian)信(xin)電(dian)報(bao)公司利用(yong)(yong)氘化甲基丙(bing)烯酸甲酯聚合(he)抽絲作(zuo)芯材(cai),光(guang)(guang)損(sun)(sun)耗(hao)率降低到20dB/km。但高分(fen)子(zi)(zi)光(guang)(guang)導(dao)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)的(de)(de)特(te)點(dian)是能(neng)(neng)制大(da)尺(chi)寸,大(da)數值孔徑的(de)(de)光(guang)(guang)導(dao)纖(xian)(xian)(xian)維(wei),光(guang)(guang)源耦合(he)效(xiao)率高,撓(nao)曲性好,微彎曲不影響導(dao)光(guang)(guang)能(neng)(neng)力,配列(lie)、粘(zhan)接容易,便于使用(yong)(yong),成本低廉(lian)。但光(guang)(guang)損(sun)(sun)耗(hao)大(da),只(zhi)能(neng)(neng)短距離應用(yong)(yong)。光(guang)(guang)損(sun)(sun)耗(hao)在10~100dB/km的(de)(de)光(guang)(guang)導(dao)纖(xian)(xian)(xian)維(wei),可傳輸(shu)幾百米。

保偏光纖

保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian):保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)傳輸線偏(pian)(pian)(pian)振光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),廣泛用于航(hang)天、航(hang)空、航(hang)海、工(gong)業(ye)制(zhi)造技術(shu)及通信(xin)(xin)(xin)(xin)等國民經濟的各個領域。在以光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)學相(xiang)干(gan)(gan)檢(jian)測(ce)為(wei)基礎(chu)的干(gan)(gan)涉(she)型光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)傳感器中(zhong),使用保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)能(neng)夠(gou)保(bao)(bao)證線偏(pian)(pian)(pian)振方向不變,提高相(xiang)干(gan)(gan)信(xin)(xin)(xin)(xin)躁比,以實現對(dui)物理(li)量(liang)的高精度(du)測(ce)量(liang)。保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)作為(wei)一種特(te)種光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian),主要(yao)應(ying)用于光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)陀螺,光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)水聽器等傳感器和(he)DWDM、EDFA等光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)通信(xin)(xin)(xin)(xin)系統(tong)。由(you)于光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)陀螺及光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)水聽器等可用于軍用慣導(dao)和(he)聲吶,屬于新(xin)型科技產品,而保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)又(you)是其核心部件,因而保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)一直被西方發(fa)達國家(jia)列入對(dui)我(wo)禁運的清單(dan)。保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)在拉制(zhi)過程中(zhong),由(you)于光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)內部產生的結構(gou)缺陷(xian)會(hui)造成(cheng)保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)性能(neng)的下(xia)降,即當線偏(pian)(pian)(pian)振光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)沿光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)的一個特(te)征(zheng)軸傳輸時,部分光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)會(hui)耦合進入另一個與之垂直的特(te)征(zheng)軸,最終造成(cheng)出射偏(pian)(pian)(pian)振光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)偏(pian)(pian)(pian)振消(xiao)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)比的下(xia)降。這種缺陷(xian)就是影響光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)內的雙(shuang)折(zhe)射效應(ying)。保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)中(zhong),雙(shuang)折(zhe)射效應(ying)越強,波長越短,保(bao)(bao)持傳輸光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)偏(pian)(pian)(pian)振態越好。

保偏光(guang)纖的(de)應用及未來(lai)發展方向(xiang)

保偏光纖(xian)在今(jin)后幾年內(nei)將(jiang)有較大的市場(chang)需(xu)求(qiu)。隨著世界新技術的飛速發展(zhan)(zhan)和新產品的不斷(duan)開發,保偏光纖(xian)將(jiang)沿著以下(xia)幾個(ge)方向發展(zhan)(zhan):

(1)采用光(guang)子晶體光(guang)纖(xian)新技術制(zhi)造新型(xing)的高(gao)性能保偏光(guang)纖(xian);

(2)開發(fa)溫度(du)適應性(xing)保偏光纖,以適應航(hang)空航(hang)天等領域(yu)環境(jing)的要求(qiu);

(3)開發(fa)出各種摻稀(xi)土(tu)保(bao)偏光纖,滿足光放大器(qi)等器(qi)件應(ying)用的(de)需求(qiu);

(4)開(kai)發氟(fu)化物(wu)保偏(pian)光纖(xian),促(cu)進纖(xian)維(wei)光學干涉技(ji)術在紅(hong)外天文學技(ji)術領域的發展;

(5)低(di)衰減保偏(pian)光(guang)(guang)纖(xian):隨著單模(mo)光(guang)(guang)纖(xian)技術(shu)的(de)(de)不斷完善,損耗、材料色散和波導色散已經不再是(shi)影響光(guang)(guang)纖(xian)通(tong)信(xin)的(de)(de)主要因素,單模(mo)光(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)偏(pian)振模(mo)色散(PMD)逐漸成為限制光(guang)(guang)纖(xian)通(tong)信(xin)質量的(de)(de)最嚴重的(de)(de)瓶頸,在10Gbit/s及以上的(de)(de)高速光(guang)(guang)纖(xian)通(tong)信(xin)系(xi)統中表(biao)現尤為突出。

(6)利用克爾(er)效(xiao)(xiao)應和法(fa)拉第(di)旋光效(xiao)(xiao)應制造偏振(zhen)光器件。

另外根據(ju)光纖頭不一(yi)樣(yang)還有:C-Lens.G-Lens.格林(lin)透鏡

4.常用光纖規格:

單模:8/125μm,9/125μm,10/125μm

多模(mo):50/125μm,歐洲(zhou)標準

62.5/125μm,美國(guo)標準

工業,醫療(liao)和低速(su)網(wang)絡:100/140μm,200/230μm

塑(su)料:98/1000μm,用于汽車控制(zhi)

傳輸優點

直到1960年(nian),美(mei)國科(ke)學家(jia)Maiman發明了(le)(le)世(shi)界上第一(yi)臺激光(guang)器后(hou),為光(guang)通訊提供(gong)了(le)(le)良好的光(guang)源。隨后(hou)二十(shi)多年(nian),人們對(dui)光(guang)傳輸介質進行(xing)了(le)(le)攻關,終(zhong)于制成了(le)(le)低損耗(hao)光(guang)纖(xian),從而(er)奠定了(le)(le)光(guang)通訊的基石。從此,光(guang)通訊進入了(le)(le)飛速發展的階(jie)段。

光(guang)纖(xian)傳輸有(you)許(xu)多突(tu)出的優點:

頻帶寬

頻(pin)(pin)(pin)(pin)帶(dai)的(de)(de)(de)寬(kuan)窄代表傳輸(shu)容量(liang)的(de)(de)(de)大(da)小。載波(bo)(bo)的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)越高(gao),可以傳輸(shu)信(xin)(xin)號的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)帶(dai)寬(kuan)度(du)就(jiu)越大(da)。在(zai)VHF頻(pin)(pin)(pin)(pin)段(duan),載波(bo)(bo)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)為48.5MHz~300Mhz。帶(dai)寬(kuan)約250MHz,只能傳輸(shu)27套(tao)(tao)電視和幾十(shi)套(tao)(tao)調頻(pin)(pin)(pin)(pin)廣播。可見(jian)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)達100000GHz,比VHF頻(pin)(pin)(pin)(pin)段(duan)高(gao)出一(yi)(yi)百(bai)多萬(wan)倍。盡管(guan)由于光(guang)(guang)纖(xian)對(dui)不同頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)有不同的(de)(de)(de)損耗,使(shi)頻(pin)(pin)(pin)(pin)帶(dai)寬(kuan)度(du)受到(dao)影響,但在(zai)最(zui)低損耗區的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)帶(dai)寬(kuan)度(du)也可達30000GHz。單個(ge)(ge)光(guang)(guang)源的(de)(de)(de)帶(dai)寬(kuan)只占了其中很小的(de)(de)(de)一(yi)(yi)部分(多模光(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)帶(dai)約幾百(bai)兆赫,好的(de)(de)(de)單模光(guang)(guang)纖(xian)可達10GHz以上),采用先進(jin)的(de)(de)(de)相(xiang)干光(guang)(guang)通信(xin)(xin)可以在(zai)30000GHz范圍內安排2000個(ge)(ge)光(guang)(guang)載波(bo)(bo),進(jin)行波(bo)(bo)分復(fu)用,可以容納上百(bai)萬(wan)個(ge)(ge)頻(pin)(pin)(pin)(pin)道。

損耗低

在(zai)同(tong)軸(zhou)電纜組成的(de)(de)系統中,最好的(de)(de)電纜在(zai)傳(chuan)(chuan)輸800MHz信號時,每公里的(de)(de)損(sun)耗(hao)都在(zai)40dB以(yi)上。相比之下,光導(dao)纖維的(de)(de)損(sun)耗(hao)則要小得多,傳(chuan)(chuan)輸1.31um的(de)(de)光,每公里損(sun)耗(hao)在(zai)0.35dB以(yi)下若傳(chuan)(chuan)輸1.55um的(de)(de)光,每公里損(sun)耗(hao)更(geng)小,可達0.2dB以(yi)下。這就比同(tong)軸(zhou)電纜的(de)(de)功率損(sun)耗(hao)要小一(yi)億(yi)倍,使其能(neng)傳(chuan)(chuan)輸的(de)(de)距離(li)要遠得多。

此外,光纖傳輸損耗還(huan)有兩個特點,

一是在(zai)全部有線電(dian)(dian)視(shi)頻(pin)道內具有相同的損耗,不需要(yao)像電(dian)(dian)纜(lan)干線那樣必須引入均衡(heng)器進(jin)行均衡(heng);

二是其損(sun)耗幾(ji)乎不(bu)隨溫度而變,不(bu)用擔心因環境(jing)溫度變化而造成干線(xian)電平的(de)波動。

重量輕

因為(wei)(wei)光纖(xian)非常(chang)細(xi),單模光纖(xian)芯線直徑(jing)一般(ban)為(wei)(wei)4um~10um,外徑(jing)也只有(you)125um,加(jia)上防水層、加(jia)強筋、護套等(deng),用4~48根(gen)光纖(xian)組(zu)成的(de)光纜(lan)直徑(jing)還不到(dao)13mm,比(bi)標(biao)準同(tong)軸(zhou)電纜(lan)的(de)直徑(jing)47mm要小(xiao)得多,加(jia)上光纖(xian)是玻璃纖(xian)維,比(bi)重(zhong)小(xiao),使它具有(you)直徑(jing)小(xiao)、重(zhong)量輕(qing)的(de)特點,安裝十分方便。

抗干擾能力強

因(yin)(yin)為(wei)光(guang)纖的(de)(de)基本成分是(shi)石英,只傳(chuan)光(guang),不(bu)導電(dian),不(bu)受電(dian)磁(ci)場的(de)(de)作(zuo)用,在(zai)(zai)其(qi)中傳(chuan)輸(shu)的(de)(de)光(guang)信(xin)號(hao)不(bu)受電(dian)磁(ci)場的(de)(de)影響,故光(guang)纖傳(chuan)輸(shu)對電(dian)磁(ci)干擾、工(gong)業干擾有很強的(de)(de)抵御能(neng)力。也正因(yin)(yin)為(wei)如此,在(zai)(zai)光(guang)纖中傳(chuan)輸(shu)的(de)(de)信(xin)號(hao)不(bu)易(yi)被(bei)竊聽,因(yin)(yin)而利于保密。

保真度高

因(yin)為(wei)光(guang)纖傳(chuan)(chuan)輸(shu)一(yi)般(ban)(ban)不需要中繼放大,不會(hui)因(yin)為(wei)放大引入新的非線性(xing)失(shi)真(zhen)。只要激光(guang)器的線性(xing)好,就可高保(bao)真(zhen)地傳(chuan)(chuan)輸(shu)電(dian)視信號。實際測試(shi)表明,好的調幅光(guang)纖系(xi)統的載波組合(he)三次差(cha)拍比C/CTB在(zai)70dB以(yi)上,交調指(zhi)標cM也(ye)在(zai)60dB以(yi)上,遠高于一(yi)般(ban)(ban)電(dian)纜干線系(xi)統的非線性(xing)失(shi)真(zhen)指(zhi)標。

工作性能可靠

我(wo)們知道(dao),一個(ge)系(xi)(xi)(xi)統的(de)(de)可靠性(xing)與組(zu)成(cheng)該系(xi)(xi)(xi)統的(de)(de)設備數(shu)量有關(guan)。設備越(yue)多,發(fa)生故障(zhang)的(de)(de)機會(hui)越(yue)大。因(yin)為光(guang)纖系(xi)(xi)(xi)統包(bao)含的(de)(de)設備數(shu)量少(不像電(dian)纜(lan)系(xi)(xi)(xi)統那樣需要(yao)幾十個(ge)放大器(qi)),可靠性(xing)自然也(ye)就高,加上(shang)光(guang)纖設備的(de)(de)壽命都很長(chang),無故障(zhang)工(gong)作(zuo)時(shi)間達(da)50萬(wan)~75萬(wan)小(xiao)時(shi),其中壽命最短的(de)(de)是(shi)光(guang)發(fa)射機中的(de)(de)激光(guang)器(qi),最低壽命也(ye)在10萬(wan)小(xiao)時(shi)以上(shang)。故一個(ge)設計良好(hao)、正確安裝調試的(de)(de)光(guang)纖系(xi)(xi)(xi)統的(de)(de)工(gong)作(zuo)性(xing)能是(shi)非常可靠的(de)(de)。

成本不斷下降

有人提出了新摩(mo)爾定(ding)律,也叫(jiao)做光(guang)學(xue)定(ding)律(Optical Law)。該定(ding)律指(zhi)出,光(guang)纖(xian)(xian)傳(chuan)(chuan)輸信息的(de)(de)(de)帶(dai)寬,每6個(ge)月增加1倍(bei),而(er)價格降(jiang)(jiang)低(di)1倍(bei)。光(guang)通(tong)信技術(shu)(shu)的(de)(de)(de)發展,為(wei)Internet寬帶(dai)技術(shu)(shu)的(de)(de)(de)發展奠(dian)定(ding)了非常好的(de)(de)(de)基礎(chu)。這(zhe)就為(wei)大型有線電視(shi)系統(tong)采用光(guang)纖(xian)(xian)傳(chuan)(chuan)輸方(fang)式掃清(qing)了最后一(yi)個(ge)障礙。由于制作(zuo)光(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)(de)材料(石英)來源十分豐富,隨著技術(shu)(shu)的(de)(de)(de)進步(bu),成本(ben)還(huan)會進一(yi)步(bu)降(jiang)(jiang)低(di);而(er)電纜所需的(de)(de)(de)銅(tong)原料有限(xian),價格會越來越高。顯然,今(jin)后光(guang)纖(xian)(xian)傳(chuan)(chuan)輸將占(zhan)絕對優勢,成為(wei)建(jian)立全省、以至全國有線電視(shi)網的(de)(de)(de)最主(zhu)要傳(chuan)(chuan)輸手段。

結構原理

光導纖維是由兩(liang)層(ceng)(ceng)(ceng)折(zhe)射率不同(tong)的(de)(de)玻璃組成。內層(ceng)(ceng)(ceng)為(wei)光內芯(xin),直(zhi)徑在幾微米至幾十(shi)微米,外(wai)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)直(zhi)徑0.1~0.2mm。一般內芯(xin)玻璃的(de)(de)折(zhe)射率比外(wai)層(ceng)(ceng)(ceng)玻璃大(da)1%。根據光的(de)(de)折(zhe)射和全反射原理(li),當光線(xian)射到內芯(xin)和外(wai)層(ceng)(ceng)(ceng)界(jie)面(mian)的(de)(de)角(jiao)(jiao)度大(da)于產(chan)生全反射的(de)(de)臨界(jie)角(jiao)(jiao)時,光線(xian)透不過界(jie)面(mian),全部(bu)反射。

光纖衰減

造成(cheng)光纖衰減的主要因素有:本征,彎曲,擠壓,雜質,不均勻和對接等。

本征

是光纖(xian)的固有損耗,包括:瑞利散射(she),固有吸收等(deng)。

彎曲

光(guang)纖彎曲時部分光(guang)纖內的光(guang)會(hui)因散射(she)而(er)損失掉,造成的損耗(hao)。

擠壓

光纖(xian)受到擠(ji)壓時(shi)產(chan)生微小的彎曲而造成的損耗。

雜質

光纖(xian)內雜(za)質吸(xi)收和(he)散射在光纖(xian)中傳播的光,造成的損失。

不均勻

光纖材料的折射率不均勻(yun)造(zao)成(cheng)的損耗。

對接

光(guang)纖對(dui)接時產生的損耗,如:不(bu)同(tong)軸(zhou)(zhou)(zhou)(單模光(guang)纖同(tong)軸(zhou)(zhou)(zhou)度要求(qiu)小于0.8μm),端(duan)(duan)面(mian)與軸(zhou)(zhou)(zhou)心不(bu)垂直,端(duan)(duan)面(mian)不(bu)平,對(dui)接心徑不(bu)匹配和熔接質量差等。

人為衰減

在實際的(de)工(gong)作中(zhong),有(you)時也有(you)必要進行(xing)人為的(de)光(guang)纖(xian)衰減,如用(yong)于(yu)光(guang)通信(xin)(xin)系統當中(zhong)的(de)調(diao)試光(guang)功率性(xing)能、調(diao)試光(guang)纖(xian)儀表的(de)定(ding)標校(xiao)正,光(guang)纖(xian)信(xin)(xin)號(hao)衰減的(de)光(guang)纖(xian)衰減器(qi)。

生產方法

通(tong)信(xin)中(zhong)所(suo)用(yong)(yong)的(de)光纖(xian)一(yi)般是石英光纖(xian)。石英的(de)化(hua)學名稱叫二氧化(hua)硅(gui)(SiO2),它和我們日常用(yong)(yong)來建(jian)房子所(suo)用(yong)(yong)的(de)砂子的(de)主要成分是相(xiang)同的(de)。但是普通(tong)的(de)石英材(cai)料制成的(de)光纖(xian)是不能用(yong)(yong)于通(tong)信(xin)的(de)。通(tong)信(xin)光纖(xian)必須由純度(du)極高的(de)材(cai)料組成;不過,在主體材(cai)料里摻(chan)入微量的(de)摻(chan)雜劑,可以使纖(xian)芯和包層的(de)折射(she)率略有不同,這是有利于通(tong)信(xin)的(de)。

制(zhi)造光(guang)纖的(de)方法(fa)很(hen)多,主要(yao)(yao)有:管內CVD(化學汽(qi)相沉(chen)積(ji))法(fa),棒(bang)(bang)內CVD法(fa),PCVD(等離子體化學汽(qi)相沉(chen)積(ji))法(fa)和VAD(軸向汽(qi)相沉(chen)積(ji))法(fa)。但不(bu)論用(yong)哪一(yi)種方法(fa),都(dou)(dou)要(yao)(yao)先在高溫(wen)下做成(cheng)預制(zhi)棒(bang)(bang),然后在高溫(wen)爐中加溫(wen)軟化,拉成(cheng)長(chang)絲,再進行涂覆、套塑(su),成(cheng)為光(guang)纖芯線。光(guang)纖的(de)制(zhi)造要(yao)(yao)求每道工序(xu)都(dou)(dou)要(yao)(yao)相稱精密,由計(ji)算機(ji)控制(zhi)。在制(zhi)造光(guang)纖的(de)過程中,要(yao)(yao)注重:

①光(guang)纖原材料(liao)的純度必須很高。

②必須防止雜質污染,以及(ji)氣泡(pao)混入光纖。

③要準確控(kong)制折射率的分(fen)布(bu);

④正(zheng)確控制光纖的結構尺寸;

⑤盡量(liang)減小光纖(xian)表(biao)面的傷痕(hen)損害(hai),提高(gao)光纖(xian)機械強度。

管棒法

將內芯玻(bo)璃(li)棒插入外(wai)層玻(bo)璃(li)管中(盡(jin)量緊密(mi)),熔融拉絲(si);

雙坩堝法

在兩個同心鉑坩堝(guo)內,將內芯和外層玻璃料分別放入內、外坩堝(guo)中;

分子填充法

將微孔石英玻璃棒浸入高折(zhe)射率的(de)(de)添加劑(ji)溶液中,得所(suo)需折(zhe)射率分布的(de)(de)斷(duan)面結構,再進行拉絲操(cao)作,它的(de)(de)工藝比較(jiao)復雜。在光導纖維(wei)通信(xin)中還可用內外氣相沉積法(fa)等,以(yi)保證能制造出(chu)光損耗率低的(de)(de)光導纖維(wei)。

太空融拉法

將光纖的拉絲裝置放(fang)到(dao)太空的微(wei)重力環(huan)境(jing)下去拉制,可(ke)以(yi)獲得地球上無法得到(dao)的超長的高(gao)質量導光纖維。

施工方法

在實際(ji)應用中(zhong),光纖與(yu)光纖的連接,一(yi)般采(cai)用熱熔接和冷接兩(liang)種方法(fa)來(lai)進行施工(gong)。

熱熔接法

使用光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖熔(rong)接機的高(gao)壓電弧將兩根(gen)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖熔(rong)化(hua)后(hou)連接起(qi)來,這(zhe)種方法早期(qi)一般用于(yu)長距(ju)離通(tong)訊(xun)施工(gong),不過隨著國民對網速(su)需求的提高(gao)和光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖入戶(hu)的興起(qi),熱熔(rong)接法也用于(yu)短(duan)距(ju)離光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖鋪設(she)施工(gong)(如小(xiao)區寬帶網和光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖入戶(hu)等(deng)),已成為國際上主流的光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖施工(gong)方法。

冷接法

冷接(jie)(jie)法是相對于(yu)熱熔接(jie)(jie)法而言的,指不(bu)需(xu)要高壓電(dian)弧放電(dian)來(lai)融化光(guang)(guang)纖,而使用(yong)光(guang)(guang)纖冷接(jie)(jie)子來(lai)將(jiang)光(guang)(guang)纖連接(jie)(jie)起來(lai)或(huo)將(jiang)光(guang)(guang)纖接(jie)(jie)入到光(guang)(guang)通(tong)訊設備中。

光纖分類

根(gen)據不同(tong)光纖的(de)(de)(de)分類標準的(de)(de)(de)分類方法,同(tong)一根(gen)光纖將會(hui)有不同(tong)的(de)(de)(de)名稱(cheng)。

按光纖的材料分類

按照(zhao)光(guang)纖(xian)(xian)的材(cai)料,可以將(jiang)光(guang)纖(xian)(xian)的種類分為石英光(guang)纖(xian)(xian)和全塑(su)光(guang)纖(xian)(xian)。

石英光(guang)纖一般是指由摻雜石英芯和摻雜石英包層(ceng)組成的(de)光(guang)纖。這種光(guang)纖有很低的(de)損耗和中等程度的(de)色散。通信(xin)用(yong)光(guang)纖絕大多(duo)數是石英光(guang)纖。

全(quan)塑光(guang)纖是一種(zhong)通信用(yong)新(xin)型光(guang)纖,尚在研制、試(shi)用(yong)階段。全(quan)塑光(guang)纖具(ju)有損耗大(da)、纖芯粗(直徑100~600μm)、數(shu)值(zhi)孔徑(NA)大(da)(一般為0.3~0.5,可與(yu)光(guang)斑較(jiao)大(da)的光(guang)源耦合使用(yong))及制造(zao)成本較(jiao)低(di)等特點。目全(quan)塑光(guang)纖適合于較(jiao)短長(chang)度(du)的應(ying)用(yong),如(ru)室內計(ji)算機聯(lian)網和船舶內的通信等。

按光(guang)纖剖面折射率(lv)分布分類

按照光纖剖(pou)面折射率分布的不(bu)同,可以將光纖的種類分為(wei)階躍(yue)型光纖和漸(jian)變型光纖。

按傳輸模式分類

按照光(guang)纖傳輸的(de)模式數量,可以將(jiang)光(guang)纖的(de)種類分(fen)為(wei)多模光(guang)纖和單模光(guang)纖。

單(dan)模光纖(xian)是只(zhi)能傳(chuan)(chuan)輸(shu)一種模式的(de)光纖(xian)。單(dan)模光纖(xian)只(zhi)能傳(chuan)(chuan)輸(shu)基模(最低階模),不存在(zai)模間時延差,具(ju)有比多(duo)模光纖(xian)大得多(duo)的(de)帶(dai)寬,這(zhe)對于高(gao)碼(ma)速傳(chuan)(chuan)輸(shu)是非常重(zhong)要的(de)。單(dan)模光纖(xian)的(de)模場(chang)直(zhi)徑僅幾(ji)微米(μm),其帶(dai)寬一般比漸變型多(duo)模光纖(xian)的(de)帶(dai)寬高(gao)一兩個數量級。因此(ci),它適用于大容量、長距離通(tong)信。

按(an)照(zhao)(zhao)國際標(biao)準規定分(fen)類(lei)(按(an)照(zhao)(zhao)ITU-T建議分(fen)類(lei))

為(wei)了使光(guang)(guang)纖(xian)具有統(tong)一的國(guo)際標(biao)準,國(guo)際電(dian)信聯盟(ITU-T)制(zhi)定了統(tong)一的光(guang)(guang)纖(xian)標(biao)準(G標(biao)準)。按照ITU-T關于光(guang)(guang)纖(xian)的建議,可(ke)以將光(guang)(guang)纖(xian)的種類分為(wei):

G.651 光纖(50/125μm多模(mo)漸變型折射率光纖)

G.652 光纖(非色散位移(yi)光纖)

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

G.654 光(guang)纖(xian)(截止(zhi)波長位(wei)移光(guang)纖(xian))

G.655 光(guang)纖(非零色散位移光(guang)纖)。

為了適應新技術的發展需要,G.652類(lei)光纖已進(jin)一步分(fen)為了G.652A、G.652B、G.652C三個子(zi)類(lei),G.655類(lei)光纖也進(jin)一步分(fen)為了G.655A、G.655B 兩個子(zi)類(lei)。

按照IEC 標準(zhun)(zhun)分(fen)類,IEC標準(zhun)(zhun)將光(guang)纖(xian)的種(zhong)類分(fen)為(wei)

A 類多模光纖:

A1a 多模光纖(xian)(50/125μm型多模光纖(xian))

A1b 多(duo)模(mo)光纖(62.5/125μm型多(duo)模(mo)光纖)

A1d 多模(mo)(mo)光纖(xian)(xian)(100/140μm型(xing)多模(mo)(mo)光纖(xian)(xian))

B 類單模光纖:

B1.1 對應于(yu)G652光(guang)纖(xian)(xian),增加了B1.3光(guang)纖(xian)(xian)以對應于(yu)G652C光(guang)纖(xian)(xian)

B1.2 對應(ying)于G654光纖

B2 光(guang)纖(xian)對應于G.653光(guang)纖(xian)

B4 光纖對(dui)應于(yu)G.655光纖

系統運用

高分子光(guang)導纖維(wei)開發(fa)之初,僅用(yong)于汽(qi)車照明燈的控制和(he)裝飾。主(zhu)要用(yong)于醫學(xue)(xue)、裝飾、汽(qi)車、船舶等方面,以顯(xian)示元件為(wei)主(zhu)。在通信(xin)和(he)圖像傳(chuan)輸方面,高分子光(guang)導纖維(wei)的應用(yong)日益增多,工(gong)業上用(yong)于光(guang)導向(xiang)器、顯(xian)示盤(pan)、標識(shi)、開關類(lei)照明調節、光(guang)學(xue)(xue)傳(chuan)感器等。

通信應用

光(guang)導(dao)纖(xian)(xian)維可以用在通(tong)(tong)信技(ji)術里。1979年9月,一(yi)條3.3公里的120路(lu)光(guang)纜(lan)通(tong)(tong)信系統(tong)在北(bei)京建成(cheng),幾年后(hou)上海(hai)、天津、武漢等地也相(xiang)繼鋪設(she)了(le)光(guang)纜(lan)線(xian)路(lu),利用光(guang)導(dao)纖(xian)(xian)維進行通(tong)(tong)信。

多模光導(dao)纖維做成的(de)光纜(lan)可用于通(tong)信,它的(de)傳(chuan)導(dao)性能(neng)良(liang)好(hao),傳(chuan)輸(shu)信息容(rong)量(liang)大,一條通(tong)路可同(tong)時容(rong)納數十人(ren)通(tong)話。可以同(tong)時傳(chuan)送(song)數十套電視節(jie)目,供(gong)自由選看。

利(li)用(yong)(yong)光導(dao)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)進行的(de)(de)通(tong)(tong)信(xin)叫光纖(xian)(xian)通(tong)(tong)信(xin)。一對金屬電(dian)(dian)話(hua)線至多只能同(tong)時(shi)傳送一千多路(lu)電(dian)(dian)話(hua),而根據理論計算,一對細如蛛(zhu)絲的(de)(de)光導(dao)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)可(ke)以(yi)同(tong)時(shi)通(tong)(tong)一百億路(lu)電(dian)(dian)話(hua)!鋪(pu)設1000公里的(de)(de)同(tong)軸電(dian)(dian)纜大約(yue)需(xu)要500噸(dun)銅,改用(yong)(yong)光纖(xian)(xian)通(tong)(tong)信(xin)只需(xu)幾(ji)公斤石(shi)英就可(ke)以(yi)了。沙石(shi)中就含有石(shi)英,幾(ji)乎是取之不盡的(de)(de)。

醫學應用

光(guang)(guang)導(dao)纖維內窺(kui)鏡(jing)可導(dao)入心臟和(he)腦室,測量心臟中的(de)血(xue)壓、血(xue)液中氧的(de)飽和(he)度(du)、體溫等。用(yong)光(guang)(guang)導(dao)纖維連(lian)接(jie)的(de)激光(guang)(guang)手術(shu)刀已(yi)在臨床應用(yong),并可用(yong)作光(guang)(guang)敏法治癌。

另外,利用光(guang)(guang)導纖維(wei)制(zhi)成(cheng)的(de)(de)內窺(kui)鏡(jing),可(ke)以幫助醫生檢查胃、食道、十二(er)指腸等的(de)(de)疾病。光(guang)(guang)導纖維(wei)胃鏡(jing)是(shi)由上千根玻璃(li)纖維(wei)組成(cheng)的(de)(de)軟管,它有(you)輸送光(guang)(guang)線(xian)、傳(chuan)導圖(tu)像的(de)(de)本領,又有(you)柔軟、靈活,可(ke)以任意彎曲等優點(dian),可(ke)以通過食道插入胃里(li)。光(guang)(guang)導纖維(wei)把胃里(li)的(de)(de)圖(tu)像傳(chuan)出(chu)來,醫生就(jiu)可(ke)以窺(kui)見胃里(li)的(de)(de)情(qing)形(xing),然后根據(ju)情(qing)況進行診斷和(he)治療。

傳感器應用

光(guang)(guang)導纖維可(ke)以(yi)把陽光(guang)(guang)送到各個角(jiao)落,還可(ke)以(yi)進行機械加工。計算(suan)機、機器(qi)人(ren)、汽(qi)車(che)配電盤等(deng)也已成功地用光(guang)(guang)導纖維傳輸光(guang)(guang)源或(huo)圖像。如(ru)與(yu)敏(min)感(gan)元件組(zu)合或(huo)利用本身的特性,則(ze)可(ke)以(yi)做成各種傳感(gan)器(qi),測量(liang)壓力、流量(liang)、溫度、位移、光(guang)(guang)澤和顏(yan)色等(deng)。在(zai)能量(liang)傳輸和信息傳輸方面也獲得廣泛的應用。

藝術應用

由于光纖的良好的物理特性,光纖照明和LED照明已(yi)越來(lai)越成為藝術(shu)裝修(xiu)美化(hua)的用(yong)途。

應用如下:

門(men)頭店名(標設)和LOGO采用(yong)粗光(guang)纖(xian)制作(zuo)光(guang)暈(yun)照(zhao)明。

門(men)頭的(de)局部(bu)輪廓采用Φ18(Φ14)的(de)側光纖進行照明。

場所外(wai)立面(mian)局部采用光纖三維(wei)鏡。

采(cai)用(yong)藝術分布的(de)光(guang)(guang)纖點陣,配(pei)置光(guang)(guang)纖照明YY-S150光(guang)(guang)纖掃描機。

在(zai)草坪(ping)上(shang)布置光纖地燈。

光纖瀑布、光纖立體球(qiu)等藝術造型。

同時(shi)也用在裝飾(shi)顯示、廣告(gao)顯示。

光(guang)纖也(ye)可以用作(zuo)各種(zhong)視覺藝術的(de)展示等,光(guang)纖的(de)特性得到充分的(de)應用,如圖所示:

光(guang)(guang)(guang)纖成(cheng)為裝(zhuang)飾品(pin):利用光(guang)(guang)(guang)纖發光(guang)(guang)(guang)的特性,可以做(zuo)成(cheng)各種色彩的熒光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)纖、滿(man)天星光(guang)(guang)(guang)纖花瓶、做(zuo)禮品(pin)晚會用,還是室內裝(zhuang)飾都(dou)很漂亮(liang):如下圖(tu):

井下探測技術

過去,石(shi)油(you)(you)工業只(zhi)能(neng)利用現有(you)的技術(shu)開采(cai)油(you)(you)氣儲(chu)量(liang),常常無(wu)法滿足快(kuai)速投資回收(shou)和最大化(hua)油(you)(you)氣采(cai)收(shou)率的需求(qiu),并導致(zhi)原油(you)(you)采(cai)收(shou)率平均只(zhi)有(you)35%左(zuo)右。井下系統供應商預測,通過利用智能(neng)井技術(shu)可(ke)以(yi)使原油(you)(you)采(cai)收(shou)率提高(gao)到(dao)50%~60%。

在開發井(jing)中傳感器之前,收集井(jing)下(xia)信息的(de)(de)唯一(yi)方(fang)法是測(ce)井(jing)。測(ce)井(jing)方(fang)法雖然(ran)能提供(gong)有價(jia)值的(de)(de)數據,但(dan)作業成(cheng)本高,并有可能對井(jing)產生損害。因此,需要更好的(de)(de)井(jing)下(xia)技術提高無干擾流動監(jian)測(ce)和(he)控制。

可以共(gong)同提高采收率的技術有:

·電子井下傳感(gan)器,提供定點溫度(du)和(he)壓力(li)監測;

·流量和(he)含水(shui)量傳感器;

·井下電-液壓操控(kong)流動控(kong)制系統;

·基于實(shi)時(shi)油藏動態數據;

·優化油藏模擬;

·高溫(wen)光纖井下傳感器(qi);

·電子與光纖井口濕式(shi)連接系統。

過去幾年,傳(chuan)感(gan)器技(ji)術(shu)(shu)愈(yu)來愈(yu)多(duo)地(di)從其它行業(ye)轉向海上和井下,特別是光(guang)纖傳(chuan)感(gan)器技(ji)術(shu)(shu),光(guang)纖傳(chuan)感(gan)器極大(da)地(di)提高了(le)高溫系統的可靠性。近期,大(da)型(xing)井下設備(bei)供應商經(jing)常與光(guang)纖探(tan)測技(ji)術(shu)(shu)專(zhuan)業(ye)公司(si)合作或(huo)收購(gou)這類(lei)公司(si),充(chong)分證實了(le)這項(xiang)技(ji)術(shu)(shu)的潛力。

光(guang)纖(xian)傳感器系列包括3項被證實的(de)核(he)心技(ji)術(shu)和1項待開(kai)發的(de)技(ji)術(shu):

·分(fen)(fen)布式溫度(du)探測(ce)(ce)(DTS)。該項技術憑借一定長(chang)度(du)的(de)光纖監測(ce)(ce)不(bu)同位(wei)置(zhi)上溫度(du)的(de)變化。其(qi)溫度(du)分(fen)(fen)辨率為0.1oC,位(wei)置(zhi)分(fen)(fen)辨率為1m(光纖長(chang)度(du)大于10000m)。

·光纖(xian)還可以作為直接讀值的機械點源傳(chuan)感(gan)器(qi)。最(zui)簡單的形式,可能只是一個空(kong)(kong)腔,隨外部壓力改變長度,入射到空(kong)(kong)腔的光信號強(qiang)度隨空(kong)(kong)腔長度而(er)下降。光纖(xian)傳(chuan)送設備允(yun)許在一根(gen)光纖(xian)上組(zu)合多個傳(chuan)感(gan)器(qi),測量不(bu)同物(wu)理變量。

·化學探測。專(zhuan)業(ye)光纖的開發與工(gong)業(ye)應(ying)用正在增(zeng)長(chang),它們對化學物質(zhi)的存(cun)在和豐度比較敏(min)感。這種技術還不(bu)太先進,但很有發展潛(qian)力。

光纖收發器

光(guang)纖(xian)收(shou)發器是(shi)一(yi)(yi)種將短距離的雙絞線(xian)電(dian)信(xin)號和長距離的光(guang)信(xin)號進行互換的以太(tai)(tai)網(wang)傳輸(shu)媒體轉(zhuan)(zhuan)換單元(yuan),在(zai)(zai)(zai)很多地(di)方也被稱之為(wei)光(guang)電(dian)轉(zhuan)(zhuan)換器。產(chan)品一(yi)(yi)般應用(yong)在(zai)(zai)(zai)以太(tai)(tai)網(wang)電(dian)纜(lan)無法覆蓋(gai)、必(bi)須使用(yong)光(guang)纖(xian)來延長傳輸(shu)距離的實(shi)際網(wang)絡環境(jing)中(zhong),且通(tong)常定位于寬帶(dai)城(cheng)域(yu)網(wang)的接(jie)入層(ceng)應用(yong);同時在(zai)(zai)(zai)幫助把(ba)光(guang)纖(xian)最后(hou)一(yi)(yi)公里線(xian)路連(lian)接(jie)到城(cheng)域(yu)網(wang)和更外(wai)層(ceng)的網(wang)絡上(shang)也發揮了巨大的作(zuo)用(yong)。

企業(ye)(ye)在(zai)進行信息化基礎建設(she)時(shi),通常更(geng)多地關(guan)注路由器(qi)、交換(huan)機乃至網(wang)(wang)卡(ka)等用于(yu)節點數(shu)(shu)據交換(huan)的(de)(de)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)設(she)備(bei),卻往往忽(hu)略介質(zhi)(zhi)轉(zhuan)換(huan)這(zhe)種非(fei)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)核(he)心必不可(ke)少的(de)(de)設(she)備(bei)。特(te)別是在(zai)一些要求(qiu)信息化程(cheng)度高、數(shu)(shu)據流量較大的(de)(de)政府機構和企業(ye)(ye),網(wang)(wang)絡(luo)(luo)建設(she)時(shi)需要直接(jie)上連(lian)到(dao)以光(guang)纖為(wei)傳(chuan)輸(shu)介質(zhi)(zhi)的(de)(de)骨(gu)干網(wang)(wang),而企業(ye)(ye)內部局域網(wang)(wang)的(de)(de)傳(chuan)輸(shu)介質(zhi)(zhi)一般(ban)為(wei)銅線(xian),確(que)保數(shu)(shu)據包在(zai)不同網(wang)(wang)絡(luo)(luo)間(jian)順暢傳(chuan)輸(shu)的(de)(de)介質(zhi)(zhi)轉(zhuan)換(huan)設(she)備(bei)成(cheng)為(wei)必需品。

收發器分類

國(guo)外(wai)和(he)國(guo)內生(sheng)產光纖收(shou)(shou)發器(qi)的(de)廠商(shang)(shang)很多(duo),產品(pin)(pin)線(xian)也極為(wei)豐富(fu)。為(wei)了保證與其他廠家的(de)網(wang)(wang)卡、中繼器(qi)、集(ji)線(xian)器(qi)和(he)交(jiao)換(huan)機等(deng)網(wang)(wang)絡設備(bei)的(de)完全(quan)兼容,光纖收(shou)(shou)發器(qi)產品(pin)(pin)必須(xu)嚴格符(fu)合(he)10Base-T、100Base-TX、100Base-FX、IEEE802.3和(he)IEEE802.3u等(deng)以太網(wang)(wang)標準,除此之外(wai),在EMC防電(dian)磁輻(fu)射方面應符(fu)合(he)FCC Part15。時下由于國(guo)內各大(da)運營商(shang)(shang)正在大(da)力建設小區(qu)網(wang)(wang)、校(xiao)園(yuan)網(wang)(wang)和(he)企(qi)業(ye)網(wang)(wang),因此光纖收(shou)(shou)發器(qi)產品(pin)(pin)的(de)用量也在不斷(duan)提高,以更好地滿足接入網(wang)(wang)的(de)建設需要。

隨著光纖收(shou)發(fa)器產品的多樣化發(fa)展,其分類方法(fa)也(ye)各(ge)異(yi),但各(ge)種分類方法(fa)之間又有著一定的關(guan)聯(lian)。

按光纖性質分類

單模光纖收發器:傳輸距(ju)離20公里至120公里

多模光纖(xian)收發器:傳輸距(ju)離2公里到5公里

按光(guang)纖來分,可以分為(wei)多(duo)模(mo)光(guang)纖收發(fa)器(qi)(qi)和(he)(he)單模(mo)光(guang)纖收發(fa)器(qi)(qi)。由于使用的(de)光(guang)纖不(bu)同,收發(fa)器(qi)(qi)所能(neng)傳輸的(de)距(ju)離(li)也(ye)不(bu)一樣,多(duo)模(mo)收發(fa)器(qi)(qi)一般的(de)傳輸距(ju)離(li)在(zai)2公(gong)里到(dao)5公(gong)里之間,而單模(mo)收發(fa)器(qi)(qi)覆蓋(gai)的(de)范圍可以從(cong)20公(gong)里至(zhi)120公(gong)里。需(xu)要指出的(de)是因傳輸距(ju)離(li)的(de)不(bu)同,光(guang)纖收發(fa)器(qi)(qi)本身的(de)發(fa)射(she)功率、接收靈敏度(du)和(he)(he)使用波長也(ye)會不(bu)一樣。

如(ru)5公(gong)(gong)里光纖收發(fa)器(qi)的(de)發(fa)射(she)功率(lv)一般在(zai)-20~-14db之間(jian),接收靈敏度(du)(du)為-30db,使用(yong)1310nm的(de)波長(chang);而120公(gong)(gong)里光纖收發(fa)器(qi)的(de)發(fa)射(she)功率(lv)多在(zai)-5~0dB之間(jian),接收靈敏度(du)(du)為-38dB,使用(yong)1550nm的(de)波長(chang)。

按所需光纖分類:

單纖(xian)光纖(xian)收發器:接收發送(song)的(de)數據在(zai)一(yi)根(gen)光纖(xian)上傳輸

雙纖光(guang)纖收發器:接收發送的數據在一對光(guang)纖上(shang)傳輸

顧名思義,單(dan)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)設備可以節省一半的光纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian),即在(zai)一根光纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)上實現數據的接收(shou)(shou)和發(fa)送,在(zai)光纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)資(zi)源緊張的地方(fang)十分(fen)適用。這類產品采用了波分(fen)復(fu)用的技術,使(shi)用的波長多為(wei)1310nm和1550nm。但由于單(dan)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)產品沒有統一國際標準,因此不(bu)(bu)同(tong)廠商產品在(zai)互聯互通(tong)時(shi)可能會存(cun)在(zai)不(bu)(bu)兼容(rong)的情況。另外(wai)由于使(shi)用了波分(fen)復(fu)用,單(dan)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)產品普遍存(cun)在(zai)信號衰耗大的特點。市面上的光纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)多為(wei)雙纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)產品,此類產品較為(wei)成熟和穩定,但需要(yao)更多的光纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)。

按工作層次/速率分類(lei)

100M以太網光纖收發器:工作在物(wu)理(li)層

10/100M以太(tai)網光纖收發器:工作在(zai)數據鏈路層(ceng)

按工作(zuo)層(ceng)(ceng)(ceng)次/速(su)率(lv)來(lai)分,可以分為(wei)單(dan)(dan)10M、100M的(de)光(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)器、10/100M自(zi)適(shi)(shi)應的(de)光(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)器和1000M光(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)器。其中單(dan)(dan)10M和100M的(de)收(shou)(shou)發(fa)器產品工作(zuo)在(zai)(zai)物(wu)理層(ceng)(ceng)(ceng),在(zai)(zai)這一(yi)層(ceng)(ceng)(ceng)工作(zuo)的(de)收(shou)(shou)發(fa)器產品是按位(wei)來(lai)轉(zhuan)發(fa)數據(ju)。該轉(zhuan)發(fa)方式(shi)具有(you)轉(zhuan)發(fa)速(su)度快、通透率(lv)高、時延低等方面的(de)優勢,適(shi)(shi)合應用于(yu)速(su)率(lv)固定的(de)鏈路上,同(tong)時由于(yu)此類設備(bei)在(zai)(zai)正(zheng)常通信前沒有(you)一(yi)個自(zi)協商的(de)過程,因此在(zai)(zai)兼容性和穩定性方面做得更好。

而10/100M光(guang)纖收(shou)(shou)(shou)發(fa)器是工(gong)作在(zai)(zai)數(shu)據(ju)(ju)鏈路層,在(zai)(zai)這(zhe)一(yi)(yi)層光(guang)纖收(shou)(shou)(shou)發(fa)器使用存(cun)儲轉(zhuan)(zhuan)發(fa)的(de)(de)(de)(de)機(ji)制(zhi),這(zhe)樣轉(zhuan)(zhuan)發(fa)機(ji)制(zhi)對接收(shou)(shou)(shou)到(dao)的(de)(de)(de)(de)每一(yi)(yi)個數(shu)據(ju)(ju)包都(dou)要讀(du)取它的(de)(de)(de)(de)源MAC地址、目的(de)(de)(de)(de)MAC地址和(he)數(shu)據(ju)(ju)凈荷,并在(zai)(zai)完成CRC循環冗余校(xiao)驗以(yi)后才將該數(shu)據(ju)(ju)包轉(zhuan)(zhuan)發(fa)出去。存(cun)儲轉(zhuan)(zhuan)發(fa)的(de)(de)(de)(de)好處一(yi)(yi)來可(ke)以(yi)防止一(yi)(yi)些(xie)錯誤的(de)(de)(de)(de)幀在(zai)(zai)網(wang)(wang)絡中傳(chuan)播(bo),占用寶貴的(de)(de)(de)(de)網(wang)(wang)絡資源,同時還可(ke)以(yi)很好地防止由于(yu)網(wang)(wang)絡擁(yong)塞造成的(de)(de)(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)包丟失,當數(shu)據(ju)(ju)鏈路飽和(he)時存(cun)儲轉(zhuan)(zhuan)發(fa)可(ke)以(yi)將無法轉(zhuan)(zhuan)發(fa)的(de)(de)(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)先放在(zai)(zai)收(shou)(shou)(shou)發(fa)器的(de)(de)(de)(de)緩存(cun)中,等待網(wang)(wang)絡空閑時再(zai)進行轉(zhuan)(zhuan)發(fa)。這(zhe)樣既減(jian)少了數(shu)據(ju)(ju)沖(chong)突的(de)(de)(de)(de)可(ke)能又保(bao)證了數(shu)據(ju)(ju)傳(chuan)輸的(de)(de)(de)(de)可(ke)靠性(xing),因此(ci)10/100M的(de)(de)(de)(de)光(guang)纖收(shou)(shou)(shou)發(fa)器適合于(yu)工(gong)作在(zai)(zai)速(su)率不(bu)固定的(de)(de)(de)(de)鏈路上。

格林透鏡

按結構分類

桌面(mian)式(shi)(獨立(li)式(shi))光纖收發器(qi):獨立(li)式(shi)用戶端設(she)備

機架式(模(mo)塊化)光纖收(shou)發器:安裝(zhuang)于十六槽(cao)機箱,采(cai)用集中供電方式

按(an)結(jie)構來分,可(ke)以(yi)分為桌面式(shi)(shi)(獨立式(shi)(shi))光纖(xian)(xian)收(shou)發器和機(ji)架(jia)式(shi)(shi)光纖(xian)(xian)收(shou)發器。桌面式(shi)(shi)光纖(xian)(xian)收(shou)發器適合于單(dan)個用(yong)(yong)戶(hu)使(shi)用(yong)(yong),如滿(man)(man)足樓道(dao)中單(dan)臺交(jiao)換(huan)機(ji)的上聯。機(ji)架(jia)式(shi)(shi)(模(mo)塊化)光纖(xian)(xian)收(shou)發器適用(yong)(yong)于多用(yong)(yong)戶(hu)的匯(hui)聚(ju),如小區(qu)的中心機(ji)房必須滿(man)(man)足小區(qu)內所有交(jiao)換(huan)機(ji)的上聯,使(shi)用(yong)(yong)機(ji)架(jia)便于實(shi)現(xian)對所有模(mo)塊型光纖(xian)(xian)收(shou)發器的統(tong)一管理(li)和統(tong)一供電,國內的機(ji)架(jia)多為16槽產品,即一個機(ji)架(jia)中最多可(ke)加(jia)插16個模(mo)塊式(shi)(shi)光纖(xian)(xian)收(shou)發器。

按管理類型分類

非網管型收發器:即插即用(yong),通過(guo)硬件撥碼開關設置電口工作模(mo)式

網管型(xing)收發器:支持電(dian)信級網絡管理

按網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)來分(fen),可(ke)(ke)以分(fen)為網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)型(xing)光(guang)纖收(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)和(he)非網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)型(xing)光(guang)纖收(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)。隨著網(wang)(wang)(wang)絡向(xiang)(xiang)著可(ke)(ke)運(yun)營(ying)可(ke)(ke)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)方向(xiang)(xiang)發(fa)(fa)(fa)展(zhan),大(da)多(duo)數運(yun)營(ying)商都希(xi)望(wang)自(zi)己網(wang)(wang)(wang)絡中的(de)(de)(de)(de)(de)所有(you)(you)設備均(jun)能做到可(ke)(ke)遠程(cheng)網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)程(cheng)度,光(guang)纖收(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)產品與交(jiao)(jiao)換機、路由器(qi)(qi)一樣也逐(zhu)步向(xiang)(xiang)這個方向(xiang)(xiang)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)。對于(yu)可(ke)(ke)網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)纖收(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)還(huan)可(ke)(ke)以細分(fen)為局端可(ke)(ke)網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)和(he)用戶端可(ke)(ke)網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)。局端可(ke)(ke)網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)纖收(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)主(zhu)要是(shi)機架(jia)式產品,多(duo)采用主(zhu)從(cong)式的(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)理(li)結(jie)構(gou)(gou),即一個主(zhu)網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)模(mo)(mo)塊可(ke)(ke)串聯(lian)N個從(cong)網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)模(mo)(mo)塊,每(mei)個從(cong)網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)模(mo)(mo)塊定(ding)期輪詢它所在子架(jia)上所有(you)(you)光(guang)纖收(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)狀態信息(xi),向(xiang)(xiang)主(zhu)網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)模(mo)(mo)塊提(ti)(ti)交(jiao)(jiao)。主(zhu)網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)模(mo)(mo)塊一方面(mian)需要輪詢自(zi)己機架(jia)上的(de)(de)(de)(de)(de)網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)信息(xi),另一方面(mian)還(huan)需收(shou)(shou)(shou)集所有(you)(you)從(cong)子架(jia)上的(de)(de)(de)(de)(de)信息(xi),然后匯總(zong)并提(ti)(ti)交(jiao)(jiao)給網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)服務器(qi)(qi)。如武(wu)漢烽火(huo)網(wang)(wang)(wang)絡所提(ti)(ti)供的(de)(de)(de)(de)(de)OL200系列(lie)網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)型(xing)光(guang)纖收(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)產品支(zhi)持1(主(zhu))9(從(cong))的(de)(de)(de)(de)(de)網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)結(jie)構(gou)(gou),一次(ci)性最(zui)多(duo)可(ke)(ke)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)理(li)150個光(guang)纖收(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)。

按電源分類

內置電(dian)(dian)(dian)源:內置開關電(dian)(dian)(dian)源為電(dian)(dian)(dian)信(xin)級(ji)電(dian)(dian)(dian)源

外(wai)(wai)置(zhi)電(dian)源:外(wai)(wai)置(zhi)變(bian)壓器(qi)電(dian)源多使用(yong)在(zai)民(min)用(yong)設備上

按(an)電(dian)源(yuan)(yuan)來(lai)分(fen),可以(yi)分(fen)為內(nei)(nei)置(zhi)電(dian)源(yuan)(yuan)和外置(zhi)電(dian)源(yuan)(yuan)兩種。其(qi)中內(nei)(nei)置(zhi)開關(guan)電(dian)源(yuan)(yuan)為電(dian)信級電(dian)源(yuan)(yuan),而外置(zhi)變壓器電(dian)源(yuan)(yuan)多(duo)使用在(zai)民用設(she)備(bei)上(shang)。前者的(de)優勢在(zai)于能支持(chi)超寬的(de)電(dian)源(yuan)(yuan)電(dian)壓,更好地實現穩壓、濾波和設(she)備(bei)電(dian)源(yuan)(yuan)保護(hu),減少(shao)機械式接觸造成的(de)外置(zhi)故障點;后(hou)者的(de)優勢在(zai)于設(she)備(bei)體積小巧和價格便宜。

按工作方式分類

全雙工(gong)(gong)(gong)方(fang)式(shi)(shi)(full duplex)是(shi)指當數據的(de)(de)發(fa)(fa)送和(he)(he)接收(shou)分流,分別由(you)兩(liang)根不同(tong)的(de)(de)傳(chuan)(chuan)輸線(xian)傳(chuan)(chuan)送時,通(tong)(tong)信雙方(fang)都能(neng)在同(tong)一時刻進行發(fa)(fa)送和(he)(he)接收(shou)操作(zuo),這樣的(de)(de)傳(chuan)(chuan)送方(fang)式(shi)(shi)就是(shi)全雙工(gong)(gong)(gong)制(zhi)(zhi),如圖(tu)1所(suo)示。在全雙工(gong)(gong)(gong)方(fang)式(shi)(shi)下,通(tong)(tong)信系(xi)統的(de)(de)每一端(duan)都設(she)置了發(fa)(fa)送器(qi)和(he)(he)接收(shou)器(qi),因此(ci),能(neng)控制(zhi)(zhi)數據同(tong)時在兩(liang)個(ge)方(fang)向上傳(chuan)(chuan)送。全雙工(gong)(gong)(gong)方(fang)式(shi)(shi)無需進行方(fang)向的(de)(de)切換,因此(ci),沒有切換操作(zuo)所(suo)產生(sheng)的(de)(de)時間延遲(chi)。

半雙(shuang)式方(fang)(fang)式(half duplex)是指使(shi)用同(tong)一根傳輸線(xian)(xian)既(ji)作(zuo)接(jie)收(shou)又(you)作(zuo)發(fa)送,雖然數據可以在(zai)兩(liang)個(ge)方(fang)(fang)向上(shang)傳送,但通信(xin)雙(shuang)方(fang)(fang)不能同(tong)時(shi)收(shou)發(fa)數據,這樣(yang)的傳送方(fang)(fang)式就是半雙(shuang)工(gong)(gong)制(zhi)。采用半雙(shuang)工(gong)(gong)方(fang)(fang)式時(shi),通信(xin)系統每一端的發(fa)送器(qi)和(he)接(jie)收(shou)器(qi),通過(guo)收(shou)/發(fa)開關(guan)轉接(jie)到通信(xin)線(xian)(xian)上(shang),進行(xing)方(fang)(fang)向的切換,因此(ci),會產(chan)生時(shi)間延遲(chi)。市面上(shang)有些晶片,只(zhi)能使(shi)用全雙(shuang)工(gong)(gong)環境,無法(fa)支持半雙(shuang)工(gong)(gong),若(ruo)接(jie)至其(qi)他品牌的交(jiao)換機(N-Way Switch)或集線(xian)(xian)器(qi)(HUB),其(qi)又(you)使(shi)用半雙(shuang)工(gong)(gong)模式,則(ze)一定會造成嚴重的沖撞及丟包。

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,并且(qie)可能標有mm

9/125(g652)為單模,并且可能(neng)標有sm

光纖磨制端頭

在放大(da)鏡下(xia)可辨別,多(duo)模呈同(tong)心(xin)圓

單模中間有一黑點

熔接機(ji)熔接時(shi)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(jie)機對多(duo)(duo)模(mo)光纜(lan)不(bu)做熔接(jie)損(sun)耗計算(suan)。再,單(dan)模(mo)與多(duo)(duo)模(mo)光纖(xian)熔接(jie)機不(bu)能熔接(jie)。

單(dan)模(mo)收發器可以用(yong)于多(duo)(duo)模(mo)光纜(lan)鏈路,但注意跳線要用(yong)多(duo)(duo)模(mo)的。

依據信(xin)(xin)號(hao)(hao)在(zai)光(guang)(guang)纖(xian)中(zhong)傳輸(shu)的(de)模(mo)(mo)(mo)(mo)式(shi)(shi),主要分兩(liang)大類:單(dan)模(mo)(mo)(mo)(mo)和多(duo)(duo)模(mo)(mo)(mo)(mo)。模(mo)(mo)(mo)(mo)式(shi)(shi)通常是(shi)指光(guang)(guang)信(xin)(xin)號(hao)(hao)在(zai)光(guang)(guang)纖(xian)內的(de)傳輸(shu)路徑(jing),單(dan)模(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)傳輸(shu)路徑(jing)就(jiu)是(shi)中(zhong)心軸線;將光(guang)(guang)纖(xian)沿中(zhong)軸線切出(chu)一個刨面(mian)(mian),光(guang)(guang)信(xin)(xin)號(hao)(hao)在(zai)刨面(mian)(mian)上(shang)利用全反射進行傳輸(shu)。光(guang)(guang)纖(xian)可以擁有(you)這(zhe)種(zhong)刨面(mian)(mian)無限多(duo)(duo)個,所以光(guang)(guang)信(xin)(xin)號(hao)(hao)的(de)傳輸(shu)路徑(jing)就(jiu)會(hui)有(you)無限多(duo)(duo)條,即(ji)有(you)無限多(duo)(duo)種(zhong)模(mo)(mo)(mo)(mo)式(shi)(shi),如此傳輸(shu)的(de)光(guang)(guang)纖(xian)就(jiu)被(bei)稱作多(duo)(duo)模(mo)(mo)(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)。

單(dan)模的(de)纖芯(xin)尺寸(cun)一(yi)般是(shi)(shi)8~10um,在單(dan)模中信號沿直線(xian)進行(xing)傳(chuan)播,也就是(shi)(shi)一(yi)種模式。多(duo)模的(de)纖芯(xin)比較大,50um或是(shi)(shi)62.5um,可以(yi)同(tong)時進行(xing)多(duo)種模式的(de)傳(chuan)輸(shu)。

單(dan)(dan)模(mo)(mo)的(de)(de)(de)傳(chuan)輸帶寬高(gao),傳(chuan)輸距離(li)(li)遠,主要(yao)用于中(zhong)長(chang)距離(li)(li)的(de)(de)(de)信(xin)號傳(chuan)輸系統,如光纖到戶(hu)、地鐵(tie)和道路等長(chang)距離(li)(li)網絡。但是,因為單(dan)(dan)模(mo)(mo)的(de)(de)(de)纖芯比較(jiao)(jiao)小,與(yu)發(fa)射(she)機連接時(shi)需要(yao)精確(que)對接,從(cong)而(er)耦(ou)合(he)到較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)光源。這(zhe)使(shi)得單(dan)(dan)模(mo)(mo)光纖網絡系統的(de)(de)(de)其(qi)他配件價(jia)格(ge)升高(gao),單(dan)(dan)模(mo)(mo)光發(fa)射(she)機的(de)(de)(de)價(jia)格(ge)比多(duo)模(mo)(mo)的(de)(de)(de)就貴不少。使(shi)用單(dan)(dan)模(mo)(mo)連接器(qi)進(jin)行(xing)端(duan)接時(shi),要(yao)注意精確(que)對接,不然會產生(sheng)數(shu)值較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)插入損耗,降低(di)光纖傳(chuan)輸性能。

而多(duo)(duo)(duo)模能(neng)(neng)主要用于滿足短距離網(wang)絡的傳輸(shu)。事實上,多(duo)(duo)(duo)模光(guang)(guang)纖能(neng)(neng)夠支持(chi)萬兆以太網(wang)550米內的垂直子(zi)系統(tong)(tong)布(bu)線(xian)和短距離建筑群子(zi)系統(tong)(tong)布(bu)線(xian),以及40G/100G網(wang)絡150米內的數(shu)據中心布(bu)線(xian)。并且,多(duo)(duo)(duo)模光(guang)(guang)纖系統(tong)(tong)的光(guang)(guang)電轉換(huan)元件比(bi)單模更(geng)便宜(yi),現場安裝(zhuang)和端接也(ye)更(geng)簡單。

國內發展

光纖作為寬帶接入一(yi)種主(zhu)流的方式,有著通信容量大、中(zhong)繼距離長、保密性能好、適應(ying)能力強(qiang)、體(ti)積小重量輕、原材料(liao)來(lai)源廣(guang)價格低(di)廉等(deng)的優點,未來(lai)在寬帶互聯網(wang)接入的應(ying)用(yong)可預料(liao)會非常廣(guang)泛。

根(gen)據市場研(yan)究與預(yu)測(ce)公(gong)(gong)司IDC預(yu)計2012年中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)光纖(xian)接入(ru)用(yong)(yong)戶(hu)(hu)數(shu)將(jiang)(jiang)超(chao)過(guo)2660萬(wan)(wan)戶(hu)(hu),未來5年保持(chi)56.4%的(de)年復合增(zeng)(zeng)長率(lv),而且中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)已成為全(quan)球最大的(de)光網絡設備市場之一(yi)。截至2011年底,中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)光纖(xian)接入(ru)端口數(shu)已超(chao)過(guo)1億個,同比(bi)增(zeng)(zeng)長超(chao)過(guo)100%;中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)光纖(xian)接入(ru)用(yong)(yong)戶(hu)(hu)數(shu)已達1556萬(wan)(wan)戶(hu)(hu),同比(bi)增(zeng)(zeng)長超(chao)過(guo)370%。比(bi)起中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)1.58億的(de)寬(kuan)帶用(yong)(yong)戶(hu)(hu)數(shu),光纖(xian)接入(ru)用(yong)(yong)戶(hu)(hu)數(shu)還(huan)將(jiang)(jiang)會有(you)非常廣闊的(de)上(shang)升(sheng)空間。根(gen)據我國(guo)(guo)光纖(xian)寬(kuan)帶發展計劃,到(dao)(dao)(dao)(dao)2015年全(quan)國(guo)(guo)互聯網出口帶寬(kuan)達到(dao)(dao)(dao)(dao)5T,城市家(jia)庭(ting)帶寬(kuan)接入(ru)能(neng)力基本達到(dao)(dao)(dao)(dao)20M以上(shang),農村家(jia)庭(ting)帶寬(kuan)能(neng)力基本達到(dao)(dao)(dao)(dao)4M以上(shang);家(jia)庭(ting)光纖(xian)接入(ru)覆蓋超(chao)過(guo)500萬(wan)(wan)戶(hu)(hu);無線局域網的(de)公(gong)(gong)共運(yun)營熱點規模(mo)將(jiang)(jiang)超(chao)過(guo)15萬(wan)(wan)個;屆(jie)時將(jiang)(jiang)實(shi)現全(quan)市公(gong)(gong)益(yi)性機構光纖(xian)到(dao)(dao)(dao)(dao)達率(lv)100%,實(shi)現全(quan)部科技園區、工業園區、商務(wu)樓宇、賓館(guan)酒(jiu)店等商務(wu)類(lei)場所(suo)的(de)光纖(xian)到(dao)(dao)(dao)(dao)樓、到(dao)(dao)(dao)(dao)辦公(gong)(gong)室。

這些數據都表明,中(zhong)國的(de)寬(kuan)帶(dai)市場蘊藏著巨大(da)(da)(da)的(de)潛力,必將是未來寬(kuan)帶(dai)運營商對(dui)抗(kang)的(de)主戰場之一。而光纖寬(kuan)帶(dai)的(de)普(pu)及也是大(da)(da)(da)勢所(suo)趨。所(suo)以未來寬(kuan)帶(dai)市場的(de)斗(dou)爭(zheng)(zheng)很大(da)(da)(da)程度上是光纖寬(kuan)帶(dai)的(de)斗(dou)爭(zheng)(zheng)。

中(zhong)國(guo)(guo)電信集團副總工程師靳(jin)東濱(bin)表示(shi),中(zhong)國(guo)(guo)電信光(guang)纖(xian)寬帶用戶數量(liang)三年后將超過1億,達到(dao)世界領先水平。中(zhong)國(guo)(guo)聯通(tong)也(ye)明確了2012年新(xin)增(zeng)光(guang)纖(xian)到(dao)戶家庭1000萬。中(zhong)國(guo)(guo)移(yi)動在2010年在三大(da)運營商光(guang)纖(xian)光(guang)纜招標量(liang)達40%~50%。可以看出各大(da)運營商對于光(guang)纖(xian)寬帶這項(xiang)前景看好的(de)業務都給予了很大(da)的(de)重視。

光纖之父

光纖之父——高錕

高錕從理(li)論(lun)上分(fen)析(xi)證明了用(yong)光(guang)纖(xian)作為傳輸媒體以實現光(guang)通信(xin)的可能性,并預言了制造通信(xin)用(yong)的超低(di)耗光(guang)纖(xian)的可能性。被(bei)譽為“光(guang)纖(xian)之父”。

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