微細的(de)(de)光(guang)(guang)纖封裝在塑(su)料護套中,使得它能夠彎曲而不至于斷裂。通常,光(guang)(guang)纖的(de)(de)一(yi)端的(de)(de)發射裝置使用(yong)發光(guang)(guang)二極管(light emitting diode,LED)或(huo)一(yi)束激光(guang)(guang)將光(guang)(guang)脈沖傳送(song)至光(guang)(guang)纖,光(guang)(guang)纖的(de)(de)另一(yi)端的(de)(de)接收(shou)裝置使用(yong)光(guang)(guang)敏元(yuan)件(jian)檢測脈沖。
在日常生(sheng)活中,由于光(guang)在光(guang)導(dao)纖維的傳(chuan)導(dao)損耗(hao)比電在電線傳(chuan)導(dao)的損耗(hao)低得多,光(guang)纖被用(yong)作長距離的信息傳(chuan)遞。
通常光(guang)(guang)(guang)纖(xian)與光(guang)(guang)(guang)纜兩(liang)個名詞會被混淆。多(duo)數光(guang)(guang)(guang)纖(xian)在使(shi)用前必須由幾層(ceng)保(bao)護(hu)結(jie)構包覆(fu),包覆(fu)后的(de)(de)纜線即被稱為(wei)光(guang)(guang)(guang)纜。光(guang)(guang)(guang)纖(xian)外層(ceng)的(de)(de)保(bao)護(hu)層(ceng)和絕緣層(ceng)可防(fang)止周圍環境(jing)對光(guang)(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)傷害,如(ru)水、火、電擊等。
光纜(lan)分(fen)為:纜(lan)皮、芳綸絲、緩沖(chong)層(ceng)和光纖。光纖和同軸(zhou)電纜(lan)相(xiang)似,只(zhi)是沒有(you)網(wang)狀屏蔽層(ceng)。中(zhong)心是光傳播的(de)玻璃(li)芯(xin)。核為50μm,包層(ceng)為125μm,50/125μm是多模光纖的(de)一個重要的(de)特征。
其(qi)中(zhong)(zhong)金(jin)磚國(guo)家光纜(lan)計劃是直(zhi)接(jie)連通5個金(jin)磚國(guo)家的海(hai)底光纜(lan)項目,將(jiang)于2014年初開工,2015年中(zhong)(zhong)啟(qi)用。該項目總長(chang)(chang)3.4萬千米(mi),其(qi)中(zhong)(zhong)直(zhi)接(jie)連通5個金(jin)磚國(guo)家的海(hai)底光纜(lan)長(chang)(chang)約2.4萬千米(mi)。
2013年(nian),全球100G光纖的(de)收入預(yu)計將首次超過10億(yi)美(mei)元。該公司分析(xi)了2013年(nian)一季度全球光網(wang)絡市(shi)場的(de)財(cai)務結果,發(fa)現(xian)了一些趨勢,包括一個(ge)令人失(shi)望的(de)趨勢,即市(shi)場的(de)總體增長仍然(ran)是困難的(de),只(zhi)有日(ri)本的(de)富士公司利潤(run)逐年(nian)增長。
雖然光纖市場(chang)(chang)在第一季(ji)度出現衰退的情況(kuang)并不少見,但這次(ci)下降(jiang)(jiang)令人擔憂是(shi)因為(wei)這已經是(shi)連續(xu)第五(wu)個季(ji)度市場(chang)(chang)有所(suo)下降(jiang)(jiang),并且季(ji)度收入(ru)達(da)到六年(nian)來的最低(di)值。
100G光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)情況較(jiao)(jiao)為樂觀,不管環比、同(tong)比都表(biao)現(xian)出強(qiang)勁增(zeng)長。2013年(nian)一(yi)季(ji)度(du)(du),100G光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)出貨量較(jiao)(jiao)2012年(nian)四(si)季(ji)度(du)(du)增(zeng)長了(le)41%,收(shou)入較(jiao)(jiao)2012年(nian)四(si)季(ji)度(du)(du)增(zeng)長了(le)24%。以此計(ji)算,年(nian)收(shou)入有(you)望(wang)首次超過10億美元。2013年(nian)一(yi)季(ji)度(du)(du),有(you)20家供(gong)(gong)應商出售100G光(guang)(guang)纖(xian)(xian),將有(you)更多的(de)廠商加入市場競爭。供(gong)(gong)應商持謹慎樂觀的(de)態度(du)(du),短期訂(ding)單量看漲,長期訂(ding)單量并不樂觀。
1870年的(de)一天,英國物理(li)學(xue)家丁達爾(er)到皇家學(xue)會的(de)演講(jiang)(jiang)廳(ting)講(jiang)(jiang)光(guang)的(de)全反射原理(li),他做了一個(ge)簡單的(de)實驗:在(zai)裝滿水(shui)(shui)的(de)木桶上(shang)鉆個(ge)孔,然(ran)后(hou)用燈(deng)從桶上(shang)邊把水(shui)(shui)照(zhao)亮。結果(guo)使觀眾(zhong)們大吃一驚。人們看到,放(fang)光(guang)的(de)水(shui)(shui)從水(shui)(shui)桶的(de)小孔里流了出來,水(shui)(shui)流彎(wan)曲,光(guang)線也跟著彎(wan)曲,光(guang)居然(ran)被彎(wan)彎(wan)曲曲的(de)水(shui)(shui)俘獲了。
人(ren)們(men)曾經發(fa)現,光(guang)(guang)(guang)能沿著(zhu)從酒桶中噴出(chu)的(de)(de)(de)細酒流傳輸;人(ren)們(men)還發(fa)現,光(guang)(guang)(guang)能順著(zhu)彎(wan)曲的(de)(de)(de)玻璃(li)棒前進(jin)。這是為什么呢?難道光(guang)(guang)(guang)線(xian)(xian)不再直(zhi)進(jin)了嗎(ma)?這些現象引起(qi)了丁達爾的(de)(de)(de)注意,經過(guo)他的(de)(de)(de)研究,發(fa)現這是光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)全(quan)反射的(de)(de)(de)作(zuo)用,由于(yu)水等介質(zhi)(zhi)密度(du)比周圍的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)(zhi)(如空氣)大,即光(guang)(guang)(guang)從水中射向(xiang)空氣,當入射角大于(yu)某一角度(du)時(shi),折射光(guang)(guang)(guang)線(xian)(xian)消失,全(quan)部光(guang)(guang)(guang)線(xian)(xian)都反射回水中。表(biao)面上看,光(guang)(guang)(guang)好像在水流中彎(wan)曲前進(jin)。
后來(lai)人們(men)造出一種透明度很高、粗細(xi)像蜘(zhi)蛛(zhu)絲(si)一樣的(de)玻璃(li)絲(si)──玻璃(li)纖(xian)維(wei),當光(guang)(guang)(guang)線以合適的(de)角度射(she)入玻璃(li)纖(xian)維(wei)時,光(guang)(guang)(guang)就(jiu)沿著彎彎曲(qu)曲(qu)的(de)玻璃(li)纖(xian)維(wei)前進。由(you)于(yu)這(zhe)種纖(xian)維(wei)能夠用來(lai)傳輸光(guang)(guang)(guang)線,所以稱它(ta)為(wei)光(guang)(guang)(guang)導纖(xian)維(wei)。
1880 AlexandraGrahamBell發明(ming)光束通話傳輸
1960 電射及光纖之發明
1960 玻璃纖維的傳輸(shu)損(sun)耗大于1000dB/km,其他(ta)材料包括光圈波(bo)導、氣體透鏡波(bo)導、空心金屬波(bo)導管等(deng)
1966 七(qi)月(yue),英(ying)籍、華裔(yi)學者高(gao)錕博士(K.C.Kao)在PIEE雜志(zhi)上發表論文《光(guang)頻率的(de)(de)介(jie)質纖維表面波導》,從理論上分析證明了用光(guang)纖作(zuo)為傳輸媒體以實(shi)現(xian)光(guang)通信(xin)的(de)(de)可能性(xing),并預言了制造(zao)通信(xin)用的(de)(de)超低耗光(guang)纖的(de)(de)可能性(xing)
1970美國康寧公司三名科研人(ren)員(yuan)馬瑞爾、卡普隆、凱克(ke)用改(gai)進(jin)型化學相沉(chen)積(ji)法(fa)(MCVD法(fa))成(cheng)功研制成(cheng)傳輸損耗只(zhi)有20dB/km的低損耗石(shi)英光纖。
1970 美(mei)國貝(bei)爾(er)實驗室研制出世界上(shang)第一只(zhi)在(zai)室溫下連續波工作(zuo)的(de)砷化鎵鋁半導體激光器
1972 傳輸損耗降低至(zhi)4dB/km
1974 美國貝爾研(yan)究所發明了低(di)損耗(hao)光(guang)纖制(zhi)作法――CVD法(化(hua)學氣(qi)相沉積法),使光(guang)纖傳輸(shu)損耗(hao)降低(di)到1.1dB/km。
1976 美(mei)國在(zai)亞特(te)蘭大的(de)(de)貝爾實驗室地下管道開通了世界(jie)上第一(yi)條光纖通信(xin)系統的(de)(de)試驗線路。采(cai)用(yong)一(yi)條擁有144個光纖的(de)(de)光纜以44.736Mbps的(de)(de)速(su)率傳(chuan)輸信(xin)號,中繼距離為10km。采(cai)用(yong)的(de)(de)是(shi)多(duo)模光纖,光源用(yong)的(de)(de)是(shi)發光管LED,波(bo)長是(shi)0.85微米的(de)(de)紅外光。
1976 傳輸損耗降(jiang)低至0.5dB/km
1977 貝爾研究所(suo)和日本電報電話公司幾乎同(tong)時研制成功壽命(ming)達100萬小時(實用(yong)中(zhong)10年左右)的半(ban)導體激光器
1977 世界上第(di)一條光(guang)纖通信系統在(zai)美國芝加哥(ge)市投(tou)入(ru)商用,速率(lv)為45Mb/s
1977 首次實際安裝電話光纖網路
1978 FORT在法(fa)國首次(ci)安裝其生產之光(guang)纖(xian)電
1979趙梓森拉(la)制(zhi)出我(wo)國(guo)自主(zhu)研發的(de)第一根(gen)實用(yong)光纖,被譽為“中國(guo)光纖之(zhi)父”
1979 傳輸損耗降低至0.2dB/km
1980 多模光(guang)纖(xian)通信系統(tong)商用化(140Mb/s),并著手(shou)單模光(guang)纖(xian)通信系統(tong)的現場試(shi)驗工作
1990 單模光纖(xian)通信系統(tong)進(jin)入(ru)商用化(hua)階段(565Mb/s),并著(zhu)手(shou)進(jin)行零色散移位(wei)光纖(xian)和波分復用及相干通信的現場試驗(yan),而且(qie)陸(lu)續(xu)制定數字同步體系(SDH)的技術(shu)標(biao)準
1990 傳輸損(sun)耗降(jiang)低至0.14dB/km,已經接近石(shi)英光纖的理論衰耗極限值0.1dB/km
1990 區域(yu)網絡及其他短距離傳(chuan)輸應用之光纖
1992貝爾實驗(yan)室與日本合作伙伴(ban)成功地試(shi)驗(yan)了可以無錯誤傳輸9000公(gong)里的光放大(da)器,其最初速率為5Gbps,隨后增加到10Gbps
1993 SDH產品開始商用化(hua)(622Mb/s 以下)
1995 2.5Gb/s 的SDH產品進入商用化階段(duan)
1996 10Gb/s 的(de)SDH產品(pin)進(jin)入商用化(hua)階段
1997 采用波分復(fu)用技術(WDM)的(de)20Gb/s 和(he)40Gb/s 的(de)SDH產品(pin)試驗取(qu)得重(zhong)大突破
2000 到(dao)屋邊(bian)光(guang)纖=>到(dao)桌邊(bian)光(guang)纖
2005 3.2Tbps超大容量的光纖通(tong)信系(xi)統在上海至杭州開通(tong)
2005 FTTH(Fiber To The Home)光纖直接到(dao)家庭
光及其特性:
1.光是(shi)一種電磁波
可見(jian)光部分波長范圍是:390~760nm(納米)。大于760nm部分是紅外光,小于390nm部分是紫外光。光纖中應用的是:850nm,1310nm,1550nm三(san)種(zhong)。
2.光的折射,反(fan)射和全反(fan)射。
因光(guang)(guang)在(zai)不(bu)同(tong)(tong)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)中的(de)(de)(de)(de)傳播(bo)速度(du)(du)是不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de),所以光(guang)(guang)從一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)射(she)(she)向(xiang)另一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)時,在(zai)兩種(zhong)(zhong)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)交界(jie)面處會產(chan)生折射(she)(she)和反射(she)(she)。而且,折射(she)(she)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)角(jiao)度(du)(du)會隨入射(she)(she)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)角(jiao)度(du)(du)變化而變化。當入射(she)(she)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)角(jiao)度(du)(du)達到或超過某一(yi)(yi)角(jiao)度(du)(du)時,折射(she)(she)光(guang)(guang)會消失,入射(she)(she)光(guang)(guang)全(quan)部被反射(she)(she)回(hui)來,這就(jiu)是光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)全(quan)反射(she)(she)。不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)對相同(tong)(tong)波長光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)折射(she)(she)角(jiao)度(du)(du)是不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(即(ji)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)有不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)折射(she)(she)率),相同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)對不(bu)同(tong)(tong)波長光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)折射(she)(she)角(jiao)度(du)(du)也是不(bu)同(tong)(tong)。光(guang)(guang)纖通(tong)訊就(jiu)是基于以上原理而形成的(de)(de)(de)(de)。
1.光纖(xian)(xian)裸纖(xian)(xian)一般(ban)分為(wei)(wei)(wei)三層(ceng)(ceng)(ceng):中心高折射(she)率(lv)玻(bo)璃(li)芯(xin)(xin)(芯(xin)(xin)徑一般(ban)為(wei)(wei)(wei)50或62.5μm),中間為(wei)(wei)(wei)低折射(she)率(lv)硅玻(bo)璃(li)包層(ceng)(ceng)(ceng)(直徑一般(ban)為(wei)(wei)(wei)125μm),最外是(shi)加(jia)強用的樹脂涂層(ceng)(ceng)(ceng)。光線(xian)在(zai)纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)傳送,當光纖(xian)(xian)射(she)到纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)和外層(ceng)(ceng)(ceng)界(jie)(jie)面(mian)(mian)的角度大于產生(sheng)全反(fan)射(she)的臨界(jie)(jie)角時,光線(xian)透(tou)不(bu)過界(jie)(jie)面(mian)(mian),會(hui)全部(bu)反(fan)射(she)回來,繼續在(zai)纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)內向前傳送,而包層(ceng)(ceng)(ceng)主要起到保護的作用。
2.數值孔徑:
入射到光纖端面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光并不能全部(bu)被光纖所傳輸(shu),只(zhi)是在某個角(jiao)度范(fan)圍內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)入射光才可以。這(zhe)個角(jiao)度就稱為光纖的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)值孔徑。光纖的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)值孔徑大(da)些對于光纖的(de)(de)(de)(de)(de)(de)對接是有利的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。不同廠家生產(chan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光纖的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)值孔徑不同(AT&T CORNING)。
3.光纖(xian)的種類:
光纖的種(zhong)類(lei)很多,根據用途不同,所(suo)需要的功能和性能也有所(suo)差異。但(dan)對于(yu)有線電視和通信用的光纖,其(qi)設計和制造的原則基本相同,諸如:
①損耗小;
②有一定(ding)帶寬(kuan)且色(se)散小;
③接線容易;
④易于成統;
⑤可靠性高;
⑥制(zhi)造比(bi)較簡(jian)單(dan);
⑦價廉等(deng)。光纖的分類(lei)主要(yao)是從工作波(bo)長、折(zhe)射率分布、傳輸模式、原(yuan)材料和制造方法上作一歸納的,茲將各種分類(lei)舉(ju)例如(ru)下。
(1)工作波長:紫外(wai)光(guang)(guang)纖(xian)、可觀光(guang)(guang)纖(xian)、近(jin)紅(hong)外(wai)光(guang)(guang)纖(xian)、紅(hong)外(wai)光(guang)(guang)纖(xian)(0.85μm、1.3μm、1.55μm)。
(2)折射率分布:階(jie)躍(SI)型(xing)(xing)光纖(xian)、近階(jie)躍型(xing)(xing)光纖(xian)、漸變(bian)(GI)型(xing)(xing)光纖(xian)、其它(如三角型(xing)(xing)、W型(xing)(xing)、凹陷型(xing)(xing)等)。
(3)傳(chuan)輸(shu)模式(shi):單(dan)模光纖(xian)(含偏振保持光纖(xian)、非偏振保持光纖(xian))、多模光纖(xian)。
(4)原(yuan)材(cai)(cai)料(liao):石英(ying)光纖、多(duo)成分(fen)玻璃光纖、塑(su)料(liao)光纖、復(fu)合材(cai)(cai)料(liao)光纖(如(ru)塑(su)料(liao)包(bao)層(ceng)、液(ye)體纖芯(xin)等(deng))、紅外材(cai)(cai)料(liao)等(deng)。按被覆材(cai)(cai)料(liao)還(huan)可分(fen)為(wei)無機材(cai)(cai)料(liao)(碳等(deng))、金屬材(cai)(cai)料(liao)(銅(tong)、鎳(nie)等(deng))和塑(su)料(liao)等(deng)。
(5)制(zhi)造方法(fa):預(yu)塑有(you)汽相軸(zhou)向沉積(ji)(VAD)、化學汽相沉積(ji)(CVD)等(deng),拉絲法(fa)有(you)管律法(fa)(Rod intube)和雙坩鍋法(fa)等(deng)。
石(shi)英光纖(xian)(Silica Fiber)是(shi)以二氧化硅(SiO2)為主(zhu)要原料,并按不同的摻雜量(liang),來控制纖(xian)芯和包層的折射率分布的光纖(xian)。石(shi)英(玻璃(li))系(xi)列光纖(xian),具(ju)有低(di)耗、寬帶的特(te)點,已廣泛應用(yong)于有線電視和通信系(xi)統。
石英玻(bo)璃光導(dao)纖維的(de)優點是損耗低,當光波(bo)長為1.0~1.7μm(約1.4μm附近(jin)),損耗只有(you)1dB/km,在1.55μm處最低,只有(you)0.2dB/km。
摻氟光(guang)纖(Fluorine Doped Fiber)為(wei)石英光(guang)纖的(de)(de)典型產品之一。通常(chang),作(zuo)為(wei)1.3μm波域的(de)(de)通信用光(guang)纖中,控制纖芯(xin)的(de)(de)摻雜(za)物為(wei)二氧化鍺(GeO2),包(bao)層(ceng)是(shi)用SiO2作(zuo)成的(de)(de)。但接氟光(guang)纖的(de)(de)纖芯(xin),大多(duo)使用SiO2,而(er)(er)在包(bao)層(ceng)中卻是(shi)摻入氟素的(de)(de)。由于(yu),瑞利(li)散射(she)損耗是(shi)因(yin)(yin)折(zhe)(zhe)射(she)率的(de)(de)變動而(er)(er)引起的(de)(de)光(guang)散射(she)現象。所以(yi),希望形成折(zhe)(zhe)射(she)率變動因(yin)(yin)素的(de)(de)摻雜(za)物,以(yi)少為(wei)佳(jia)。氟素的(de)(de)作(zuo)用主(zhu)要是(shi)可以(yi)降低SIO2的(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)率。因(yin)(yin)而(er)(er),常(chang)用于(yu)包(bao)層(ceng)的(de)(de)摻雜(za)。
石英光(guang)(guang)纖與(yu)其它原料(liao)的光(guang)(guang)纖相比,還具有(you)從紫外線光(guang)(guang)到近紅外線光(guang)(guang)的透光(guang)(guang)廣譜,除通信用(yong)途之外,還可(ke)用(yong)于導(dao)光(guang)(guang)和圖像傳(chuan)導(dao)等(deng)領域。
作(zuo)為(wei)(wei)光(guang)通信領域所開發的石英系列光(guang)纖的工(gong)作(zuo)波長,盡管(guan)用(yong)在較短的傳(chuan)輸距離,也(ye)只能(neng)用(yong)于2μm。為(wei)(wei)此,能(neng)在更長的紅(hong)外波長領域工(gong)作(zuo),所開發的光(guang)纖稱為(wei)(wei)紅(hong)外光(guang)纖。紅(hong)外光(guang)纖(Infrared Optical Fiber)主要用(yong)于光(guang)能(neng)傳(chuan)送。例如有:溫度計量、熱(re)(re)圖像傳(chuan)輸、激光(guang)手術刀醫療、熱(re)(re)能(neng)加工(gong)等等,普(pu)及率(lv)尚低。
復(fu)合光(guang)(guang)纖(xian)(Compound Fiber)是(shi)(shi)在(zai)SiO2原料中,再(zai)適當(dang)混合諸(zhu)如氧化鈉(Na2O)、氧化硼(B2O3)、氧化鉀(jia)(K2O)等氧化物(wu)制作成多組(zu)分玻璃(li)光(guang)(guang)纖(xian),特點是(shi)(shi)多組(zu)分玻璃(li)比石英玻璃(li)的軟(ruan)化點低且(qie)纖(xian)芯與(yu)包(bao)層的折射(she)率差很大。主要用在(zai)醫(yi)療業務(wu)的光(guang)(guang)纖(xian)內窺鏡。
氟(fu)化(hua)(hua)物(wu)(wu)光(guang)纖(xian)氯(lv)化(hua)(hua)物(wu)(wu)光(guang)纖(xian)(Fluoride Fiber)是由(you)氟(fu)化(hua)(hua)物(wu)(wu)玻璃(li)作(zuo)(zuo)成的(de)光(guang)纖(xian)。這種光(guang)纖(xian)原料又簡(jian)稱ZBLAN(即將氟(fu)化(hua)(hua)鋯(ZrF2)、氟(fu)化(hua)(hua)鋇(bei)(BaF2)、氟(fu)化(hua)(hua)鑭(LaF3)、氟(fu)化(hua)(hua)鋁(AlF3)、氟(fu)化(hua)(hua)鈉(NaF)等氯(lv)化(hua)(hua)物(wu)(wu)玻璃(li)原料簡(jian)化(hua)(hua)成的(de)縮語。主(zhu)要工作(zuo)(zuo)在(zai)2~10μm波長的(de)光(guang)傳(chuan)(chuan)輸(shu)業務。由(you)于ZBLAN具有超(chao)低損(sun)耗光(guang)纖(xian)的(de)可能性(xing),正(zheng)(zheng)在(zai)進行(xing)著用(yong)于長距離通信光(guang)纖(xian)的(de)可行(xing)性(xing)開(kai)發,例如:其理論上的(de)最低損(sun)耗,在(zai)3μm波長時(shi)(shi)可達10.2~10.3dB/km,而石英光(guang)纖(xian)在(zai)1.55μm時(shi)(shi)卻在(zai)0.15~0.16dB/Km之間。ZBLAN光(guang)纖(xian)由(you)于難于降低散射損(sun)耗,只能用(yong)在(zai)2.4~2.7μm的(de)溫敏器和(he)熱圖像傳(chuan)(chuan)輸(shu),尚未廣泛(fan)實(shi)用(yong)。最近,為了利用(yong)ZBLAN進行(xing)長距離傳(chuan)(chuan)輸(shu),正(zheng)(zheng)在(zai)研制1.3μm的(de)摻鐠光(guang)纖(xian)放大器(PDFA)。
塑包(bao)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(Plastic Clad Fiber)是將高(gao)純度的(de)(de)石(shi)英(ying)玻璃作成纖(xian)(xian)芯,而將折射率比(bi)石(shi)英(ying)稍低的(de)(de)如硅膠等(deng)塑料作為包(bao)層(ceng)的(de)(de)階(jie)躍型光(guang)(guang)纖(xian)(xian)。它與石(shi)英(ying)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)相(xiang)比(bi)較,具有纖(xian)(xian)芯粗(cu)、數值孔徑(NA)高(gao)的(de)(de)特點(dian)。因(yin)此,易(yi)與發光(guang)(guang)二極管LED光(guang)(guang)源結合,損耗也較小。所以(yi),非常適用于(yu)局(ju)域(yu)網(wang)(LAN)和近距離通信。
這是(shi)(shi)將纖(xian)(xian)芯和包層都用(yong)(yong)塑(su)料(liao)(liao)(聚合(he)物(wu))作成的光纖(xian)(xian)。早期產品主要用(yong)(yong)于(yu)裝飾和導光照明及近(jin)距離光鍵(jian)路(lu)的光通信中。原(yuan)料(liao)(liao)主要是(shi)(shi)有機玻璃(li)(PMMA)、聚苯乙稀(PS)和聚碳酸(suan)酯(zhi)(PC)。損耗(hao)受到塑(su)料(liao)(liao)固(gu)有的C-H結(jie)(jie)合(he)結(jie)(jie)構制(zhi)約,一般每km可達(da)幾十dB。為(wei)了降低損耗(hao)正在(zai)開發應(ying)(ying)用(yong)(yong)氟索系列塑(su)料(liao)(liao)。由于(yu)塑(su)料(liao)(liao)光纖(xian)(xian)(Plastic Optical fiber)的纖(xian)(xian)芯直徑為(wei)1000μm,比單(dan)模石英(ying)光纖(xian)(xian)大100倍,接(jie)續簡(jian)單(dan),而且易(yi)于(yu)彎(wan)曲施工容易(yi)。近(jin)年來,加上(shang)寬帶化的進度(du),作為(wei)漸變型(GI)折(zhe)射率的多(duo)模塑(su)料(liao)(liao)光纖(xian)(xian)的發展受到了社會的重視。最(zui)近(jin),在(zai)汽車內部LAN中應(ying)(ying)用(yong)(yong)較(jiao)快,未(wei)來在(zai)家庭LAN中也可能得(de)到應(ying)(ying)用(yong)(yong)。
單(dan)模(mo)(mo)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)這(zhe)是指在(zai)工(gong)作波(bo)長中,只(zhi)能(neng)傳(chuan)輸(shu)一(yi)個傳(chuan)播模(mo)(mo)式(shi)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian),通常簡稱為單(dan)模(mo)(mo)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(SMF:Single ModeFiber)。在(zai)有(you)線電視(shi)和光(guang)(guang)(guang)(guang)通信中,是應用最廣泛的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)。由(you)于,光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯很(hen)細(約10μm)而(er)且(qie)折射率(lv)呈(cheng)階(jie)躍(yue)狀分(fen)布,當歸一(yi)化頻(pin)率(lv)V參數<2.4時,理論上(shang),只(zhi)能(neng)形(xing)成單(dan)模(mo)(mo)傳(chuan)輸(shu)。另外(wai)(wai),SMF沒(mei)有(you)多模(mo)(mo)色(se)(se)散(san),不僅(jin)傳(chuan)輸(shu)頻(pin)帶較(jiao)多模(mo)(mo)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)更寬(kuan),再加上(shang)SMF的(de)(de)(de)(de)材料色(se)(se)散(san)和結構(gou)色(se)(se)散(san)的(de)(de)(de)(de)相加抵(di)消,其(qi)合成特性(xing)恰(qia)好形(xing)成零色(se)(se)散(san)的(de)(de)(de)(de)特性(xing),使傳(chuan)輸(shu)頻(pin)帶更加拓寬(kuan)。SMF中,因摻雜(za)物(wu)不同與制(zhi)造方式(shi)的(de)(de)(de)(de)差別有(you)許多類(lei)型(xing)(xing)。凹陷型(xing)(xing)包(bao)層(ceng)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(DePr-essed Clad Fiber),其(qi)包(bao)層(ceng)形(xing)成兩重結構(gou),鄰近纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯的(de)(de)(de)(de)包(bao)層(ceng),較(jiao)外(wai)(wai)倒包(bao)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)折射率(lv)還(huan)低。
多模(mo)光(guang)(guang)(guang)纖將光(guang)(guang)(guang)纖按(an)(an)工作波長(chang)以(yi)其(qi)傳(chuan)播可能的(de)模(mo)式(shi)(shi)為(wei)多個模(mo)式(shi)(shi)的(de)光(guang)(guang)(guang)纖稱作多模(mo)光(guang)(guang)(guang)纖(MMF:MUlti ModeFiber)。纖芯直徑(jing)為(wei)50μm,由于(yu)傳(chuan)輸(shu)模(mo)式(shi)(shi)可達幾(ji)百(bai)個,與SMF相比(bi)傳(chuan)輸(shu)帶(dai)寬(kuan)主要受模(mo)式(shi)(shi)色(se)散支配。在(zai)歷史(shi)上曾用(yong)于(yu)有線電視(shi)和通信(xin)系統(tong)的(de)短距(ju)離傳(chuan)輸(shu)。自從出(chu)現SMF光(guang)(guang)(guang)纖后,似(si)乎形(xing)成歷史(shi)產(chan)品。但(dan)實際上,由于(yu)MMF較SMF的(de)芯徑(jing)大(da)且(qie)與LED等(deng)光(guang)(guang)(guang)源結(jie)(jie)合容易,在(zai)眾多LAN中(zhong)更有優(you)勢。所以(yi),在(zai)短距(ju)離通信(xin)領(ling)域中(zhong)MMF仍在(zai)重新受到重視(shi)。MMF按(an)(an)折射(she)率(lv)分(fen)布進行分(fen)類時,有:漸變(GI)型(xing)和階躍(SI)型(xing)兩(liang)種。GI型(xing)的(de)折射(she)率(lv)以(yi)纖芯中(zhong)心為(wei)最高,沿(yan)向包層徐(xu)徐(xu)降低。由于(yu)SI型(xing)光(guang)(guang)(guang)波在(zai)光(guang)(guang)(guang)纖中(zhong)的(de)反射(she)前進過(guo)程中(zhong),產(chan)生各個光(guang)(guang)(guang)路徑(jing)的(de)時差,致使射(she)出(chu)光(guang)(guang)(guang)波失真,色(se)激較大(da)。其(qi)結(jie)(jie)果是傳(chuan)輸(shu)帶(dai)寬(kuan)變窄,SI型(xing)MMF應用(yong)較少。
單模(mo)光(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)工作波(bo)(bo)(bo)長(chang)在(zai)(zai)(zai)1.3Pm時,模(mo)場直(zhi)徑(jing)約(yue)9Pm,其傳輸(shu)損(sun)耗約(yue)0.3dB/km。此(ci)時,零色散(san)(san)波(bo)(bo)(bo)長(chang)恰好在(zai)(zai)(zai)1.3pm處。石英(ying)(ying)光(guang)纖(xian)(xian)中(zhong),從原(yuan)材(cai)料(liao)上看(kan)1.55pm段(duan)的(de)(de)(de)(de)傳輸(shu)損(sun)耗最小(約(yue)0.2dB/km)。由于已經(jing)實用(yong)的(de)(de)(de)(de)摻鉺光(guang)纖(xian)(xian)放大(da)器(EDFA)是(shi)工作在(zai)(zai)(zai)1.55pm波(bo)(bo)(bo)段(duan)的(de)(de)(de)(de),如果(guo)在(zai)(zai)(zai)此(ci)波(bo)(bo)(bo)段(duan)也能(neng)(neng)實現零色散(san)(san),就(jiu)更有利(li)于應用(yong)1.55Pm波(bo)(bo)(bo)段(duan)的(de)(de)(de)(de)長(chang)距離傳輸(shu)。于是(shi),巧妙地利(li)用(yong)光(guang)纖(xian)(xian)材(cai)料(liao)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)石英(ying)(ying)材(cai)料(liao)色散(san)(san)與纖(xian)(xian)芯結構色散(san)(san)的(de)(de)(de)(de)合(he)成(cheng)(cheng)抵消特性,就(jiu)可使原(yuan)在(zai)(zai)(zai)1.3Pm段(duan)的(de)(de)(de)(de)零色散(san)(san),移位(wei)到1.55pm段(duan)也構成(cheng)(cheng)零色散(san)(san)。因此(ci),被命名為色散(san)(san)位(wei)移光(guang)纖(xian)(xian)(DSF:DispersionShifted Fiber)。加大(da)結構色散(san)(san)的(de)(de)(de)(de)方法,主要(yao)是(shi)在(zai)(zai)(zai)纖(xian)(xian)芯的(de)(de)(de)(de)折射率分布性能(neng)(neng)進行(xing)改(gai)善。在(zai)(zai)(zai)光(guang)通信的(de)(de)(de)(de)長(chang)距離傳輸(shu)中(zhong),光(guang)纖(xian)(xian)色散(san)(san)為零是(shi)重要(yao)的(de)(de)(de)(de),但不是(shi)唯一的(de)(de)(de)(de)。其它(ta)性能(neng)(neng)還有損(sun)耗小、接續容易(yi)、成(cheng)(cheng)纜化(hua)或工作中(zhong)的(de)(de)(de)(de)特性變化(hua)小(包(bao)括(kuo)彎曲、拉伸和環境變化(hua)影響)。DSF就(jiu)是(shi)在(zai)(zai)(zai)設計中(zhong),綜合(he)考慮這(zhe)些因素。
色(se)(se)散(san)移位光(guang)纖(xian)(xian)(DSF)是將單模(mo)光(guang)纖(xian)(xian)設計零(ling)色(se)(se)散(san)位于1.55pm波段(duan)的(de)光(guang)纖(xian)(xian)。而色(se)(se)散(san)平坦(tan)光(guang)纖(xian)(xian)(DFF:Dispersion Flattened Fiber)卻(que)是將從1.3Pm到(dao)(dao)(dao)1.55pm的(de)較(jiao)寬(kuan)波段(duan)的(de)色(se)(se)散(san),都能作到(dao)(dao)(dao)很低,幾乎達(da)到(dao)(dao)(dao)零(ling)色(se)(se)散(san)的(de)光(guang)纖(xian)(xian)稱作DFF。由(you)于DFF要(yao)作到(dao)(dao)(dao)1.3pm~1.55pm范圍(wei)的(de)色(se)(se)散(san)都減少(shao)。就需要(yao)對光(guang)纖(xian)(xian)的(de)折射率(lv)分布進(jin)行復(fu)雜的(de)設計。不過(guo)這種光(guang)纖(xian)(xian)對于波分復(fu)用(yong)(WDM)的(de)線路卻(que)是很適(shi)宜的(de)。由(you)于DFF光(guang)纖(xian)(xian)的(de)工藝比(bi)較(jiao)復(fu)雜,費用(yong)較(jiao)貴(gui)。今(jin)后隨著產量的(de)增加,價(jia)格也會降低。
對于采(cai)用(yong)單模光纖(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)干線系(xi)統,由于多數是(shi)利用(yong)1.3pm波(bo)段(duan)色(se)(se)散(san)(san)(san)為(wei)零(ling)的(de)光纖(xian)(xian)(xian)(xian)構成(cheng)的(de)。可(ke)是(shi),損耗最小的(de)1.55pm,由于EDFA的(de)實用(yong)化,如果能在1.3pm零(ling)色(se)(se)散(san)(san)(san)的(de)光纖(xian)(xian)(xian)(xian)上也(ye)能令1.55pm波(bo)長(chang)工(gong)作,將是(shi)非常(chang)有益的(de)。因為(wei),在1.3Pm零(ling)色(se)(se)散(san)(san)(san)的(de)光纖(xian)(xian)(xian)(xian)中(zhong),1.55Pm波(bo)段(duan)的(de)色(se)(se)散(san)(san)(san)約(yue)有16ps/km/nm之多。如果在此(ci)光纖(xian)(xian)(xian)(xian)線路中(zhong),插入一(yi)段(duan)與(yu)此(ci)色(se)(se)散(san)(san)(san)符號(hao)相(xiang)反的(de)光纖(xian)(xian)(xian)(xian),就可(ke)使整個光線路的(de)色(se)(se)散(san)(san)(san)為(wei)零(ling)。為(wei)此(ci)目的(de)所用(yong)的(de)是(shi)光纖(xian)(xian)(xian)(xian)則(ze)稱(cheng)作色(se)(se)散(san)(san)(san)補償光纖(xian)(xian)(xian)(xian)(DCF:DisPersion Compe-nsation Fiber)。DCF與(yu)標準的(de)1.3pm零(ling)色(se)(se)散(san)(san)(san)光纖(xian)(xian)(xian)(xian)相(xiang)比,纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯直徑(jing)更細,而且折射率差也(ye)較大。DCF也(ye)是(shi)WDM光線路的(de)重要(yao)組成(cheng)部分。
在光纖中傳播的(de)(de)(de)(de)光波,因為具有電(dian)(dian)磁波的(de)(de)(de)(de)性質(zhi),所以(yi),除了基本的(de)(de)(de)(de)光波單一模式(shi)(shi)之(zhi)外,實質(zhi)上(shang)(shang)(shang)還存在著(zhu)電(dian)(dian)磁場(TE、TM)分(fen)布的(de)(de)(de)(de)兩個(ge)正交模式(shi)(shi)。通(tong)常,由于光纖截面(mian)的(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)構是(shi)圓對(dui)稱的(de)(de)(de)(de),這兩個(ge)偏振(zhen)(zhen)模式(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)傳播常數相等,兩束偏振(zhen)(zhen)光互(hu)不(bu)干涉(she),但實際上(shang)(shang)(shang),光纖不(bu)是(shi)完全(quan)地圓對(dui)稱,例(li)如(ru)有著(zhu)彎曲(qu)部(bu)分(fen),就會出現(xian)兩個(ge)偏振(zhen)(zhen)模式(shi)(shi)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)合因素(su),在光軸上(shang)(shang)(shang)呈不(bu)規則分(fen)布。偏振(zhen)(zhen)光的(de)(de)(de)(de)這種(zhong)變化造成的(de)(de)(de)(de)色散,稱之(zhi)偏振(zhen)(zhen)模式(shi)(shi)色散(PMD)。對(dui)于以(yi)分(fen)配圖像為主(zhu)的(de)(de)(de)(de)有線電(dian)(dian)視,影(ying)響尚(shang)不(bu)太大,但對(dui)于一些未來(lai)超(chao)寬帶有特殊要求的(de)(de)(de)(de)業務,如(ru):
①相干(gan)通信中采用外(wai)差檢波,要求光波偏振更穩(wen)定時;
②光機器等對輸入輸出特性要求與偏振相關(guan)時;
③在制作偏(pian)振保持(chi)光耦合器(qi)和偏(pian)振器(qi)或去偏(pian)振器(qi)等時;
④制(zhi)作(zuo)利用光干(gan)涉(she)的光纖敏感器等,
凡要求偏(pian)振波保(bao)持恒定(ding)的(de)情況下(xia),對光(guang)纖經(jing)過改進使偏(pian)振狀態不(bu)變的(de)光(guang)纖稱作偏(pian)振保(bao)持光(guang)纖(PMF:Polarization Maintaining fiber),或稱其為固定(ding)偏(pian)振光(guang)纖。
雙(shuang)折(zhe)(zhe)射(she)光纖(xian)(xian)(xian)是(shi)指(zhi)在(zai)單模光纖(xian)(xian)(xian)中(zhong),可以傳輸相(xiang)互正交的兩(liang)個固(gu)有偏振模式(shi)的光纖(xian)(xian)(xian)。折(zhe)(zhe)射(she)率隨偏振方(fang)向(xiang)(xiang)變異的現(xian)(xian)象稱為雙(shuang)折(zhe)(zhe)射(she)。它又稱作(zuo)PANDA光纖(xian)(xian)(xian),即(ji)偏振保持與吸收(shou)減少光纖(xian)(xian)(xian)(Polarization-maintai-ning AND Absorption-reducing fiber)。它是(shi)在(zai)纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)的橫向(xiang)(xiang)兩(liang)則,設置熱(re)膨脹系數(shu)大、截面是(shi)圓形的玻(bo)璃部(bu)分。在(zai)高溫的光纖(xian)(xian)(xian)拉(la)絲(si)過程中(zhong),這(zhe)些部(bu)分收(shou)縮(suo)(suo),其(qi)結果(guo)在(zai)纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)y方(fang)向(xiang)(xiang)產(chan)生(sheng)拉(la)伸(shen),同時又在(zai)x方(fang)向(xiang)(xiang)呈(cheng)現(xian)(xian)壓縮(suo)(suo)應力。致使纖(xian)(xian)(xian)材出現(xian)(xian)光彈(dan)性效應,使折(zhe)(zhe)射(she)率在(zai)X方(fang)向(xiang)(xiang)和(he)y方(fang)向(xiang)(xiang)出現(xian)(xian)差異。依此原(yuan)理達到偏振保持恒定的效果(guo)。
通信用(yong)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)通常的(de)(de)工(gong)(gong)作環(huan)境(jing)溫度(du)(du)可(ke)在-40~+60℃之(zhi)間,設(she)計時(shi)也是以不受(shou)大(da)(da)量輻射(she)線(xian)(xian)照(zhao)射(she)為前(qian)提的(de)(de)。相比之(zhi)下,對(dui)于更(geng)低(di)溫或更(geng)高(gao)(gao)溫以及能(neng)(neng)(neng)在遭(zao)受(shou)高(gao)(gao)壓或外力影響、曝(pu)曬輻射(she)線(xian)(xian)的(de)(de)惡劣(lie)環(huan)境(jing)下,也能(neng)(neng)(neng)工(gong)(gong)作的(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)則稱(cheng)作抗(kang)惡環(huan)境(jing)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(Hard Condition Resistant Fiber)。一般(ban)為了對(dui)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)表面進行(xing)機械保護(hu),多(duo)(duo)涂(tu)覆一層塑(su)料。可(ke)是隨著(zhu)溫度(du)(du)升高(gao)(gao),塑(su)料保護(hu)功(gong)能(neng)(neng)(neng)有(you)所下降,致使使用(yong)溫度(du)(du)也有(you)所限制。如(ru)果改用(yong)抗(kang)熱(re)性塑(su)料,如(ru)聚四(si)氟乙稀(Teflon)等(deng)樹脂,即可(ke)工(gong)(gong)作在300℃環(huan)境(jing)。也有(you)在石英玻(bo)璃(li)(li)表面涂(tu)覆鎳(Ni)和鋁(Al)等(deng)金屬的(de)(de)。這(zhe)種光(guang)纖(xian)(xian)(xian)則稱(cheng)為耐熱(re)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(Heat Resistant Fiber)。另外,當(dang)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)受(shou)到輻射(she)線(xian)(xian)的(de)(de)照(zhao)射(she)時(shi),光(guang)損耗會(hui)(hui)增加。這(zhe)是因為石英玻(bo)璃(li)(li)遇到輻射(she)線(xian)(xian)照(zhao)射(she)時(shi),玻(bo)璃(li)(li)中會(hui)(hui)出(chu)現結(jie)構缺陷(xian)(也稱(cheng)作色心:Colour Center),尤在0.4~0.7pm波長時(shi)損耗增大(da)(da)。防(fang)止辦法是改用(yong)摻雜OH或F素(su)的(de)(de)石英玻(bo)璃(li)(li),就(jiu)能(neng)(neng)(neng)抑制因輻射(she)線(xian)(xian)造(zao)成(cheng)的(de)(de)損耗缺陷(xian)。這(zhe)種光(guang)纖(xian)(xian)(xian)則稱(cheng)作抗(kang)輻射(she)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(Radiation Resistant Fiber),多(duo)(duo)用(yong)于核(he)發電站(zhan)的(de)(de)監測用(yong)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)維鏡等(deng)。
為了保持(chi)光(guang)(guang)纖(xian)的(de)機(ji)械強(qiang)度和損耗(hao)的(de)長時間穩定,而(er)在(zai)玻璃表面涂(tu)裝碳化(hua)硅(SiC)、碳化(hua)鈦(TiC)、碳(C)等無機(ji)材(cai)料,用來(lai)防止從外部來(lai)的(de)水(shui)和氫的(de)擴散所制造(zao)的(de)光(guang)(guang)纖(xian)(HCFHermeticallyCoated Fiber)。通(tong)用的(de)是在(zai)化(hua)學(xue)氣(qi)相沉積(CVD)法生產過(guo)程中(zhong)(zhong),用碳層(ceng)高(gao)速(su)堆積來(lai)實現充(chong)分(fen)密封(feng)效(xiao)應。這種碳涂(tu)覆光(guang)(guang)纖(xian)(CCF)能有效(xiao)地截斷(duan)光(guang)(guang)纖(xian)與(yu)外界氫分(fen)子的(de)侵(qin)入(ru)。據報道它在(zai)室溫的(de)氫氣(qi)環境中(zhong)(zhong)可維持(chi)20年不增加損耗(hao)。當然,它在(zai)防止水(shui)分(fen)侵(qin)入(ru),延緩(huan)機(ji)械強(qiang)度的(de)疲(pi)勞進(jin)程中(zhong)(zhong),其疲(pi)勞系數(Fatigue Parameter)可達200以上。所以,HCF被應用于嚴酷環境中(zhong)(zhong)要(yao)求可靠性高(gao)的(de)系統,例如海底光(guang)(guang)纜(lan)就是一例。
在石英(ying)光(guang)纖(xian)的(de)(de)表(biao)面(mian)涂敷碳膜的(de)(de)光(guang)纖(xian),稱之(zhi)碳涂層光(guang)纖(xian)(CCF:Carbon CoatedFiber)。其機(ji)理是(shi)利用碳素的(de)(de)致密膜層,使光(guang)纖(xian)表(biao)面(mian)與外界(jie)隔離,以改善光(guang)纖(xian)的(de)(de)機(ji)械疲勞(lao)損耗(hao)和(he)氫(qing)分(fen)子的(de)(de)損耗(hao)增加。CCF是(shi)密封涂層光(guang)纖(xian)(HCF)的(de)(de)一種。
金(jin)屬(shu)涂(tu)(tu)層光(guang)纖(xian)(Metal Coated Fiber)是(shi)在(zai)光(guang)纖(xian)的(de)表面(mian)涂(tu)(tu)布Ni、Cu、Al等(deng)金(jin)屬(shu)層的(de)光(guang)纖(xian)。也有(you)再在(zai)金(jin)屬(shu)層外(wai)被覆塑料的(de),目的(de)在(zai)于提高抗熱性和可供通電(dian)(dian)及焊接。它是(shi)抗惡環境性光(guang)纖(xian)之一,也可作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)子(zi)電(dian)(dian)路(lu)的(de)部件(jian)用(yong)。早期產品(pin)是(shi)在(zai)拉絲過程中,涂(tu)(tu)布熔(rong)解的(de)金(jin)屬(shu)作(zuo)成的(de)。由于此法因被玻(bo)璃(li)與金(jin)屬(shu)的(de)膨脹系數差異太大,會增微小(xiao)彎曲損耗,實(shi)用(yong)化率不高。近期,由于在(zai)玻(bo)璃(li)光(guang)纖(xian)的(de)表面(mian)采用(yong)低損耗的(de)非電(dian)(dian)解鍍膜法的(de)成功(gong),使性能大有(you)改善。
在(zai)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)(de)纖(xian)(xian)芯中(zhong)(zhong),摻(chan)(chan)(chan)雜如鉺(Er)、欽(Nd)、鐠(Pr)等(deng)稀(xi)土(tu)族元素(su)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)。1985年(nian)英國的(de)(de)(de)索斯安普頓(Sourthampton)大(da)學的(de)(de)(de)佩(pei)思(Payne)等(deng)首先發現摻(chan)(chan)(chan)雜稀(xi)土(tu)元素(su)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(Rare Earth DoPed Fiber)有激光(guang)(guang)(guang)振蕩和光(guang)(guang)(guang)放(fang)大(da)的(de)(de)(de)現象(xiang)。于是,從此(ci)揭開(kai)了慘餌等(deng)光(guang)(guang)(guang)放(fang)大(da)的(de)(de)(de)面紗,已經(jing)實用的(de)(de)(de)1.55pmEDFA就是利(li)(li)用摻(chan)(chan)(chan)餌的(de)(de)(de)單模光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian),利(li)(li)用1.47pm的(de)(de)(de)激光(guang)(guang)(guang)進(jin)行激勵(li),得到1.55pm光(guang)(guang)(guang)信號放(fang)大(da)的(de)(de)(de)。另外,摻(chan)(chan)(chan)鐠的(de)(de)(de)氟化物(wu)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)放(fang)大(da)器(PDFA)正在(zai)開(kai)發中(zhong)(zhong)。
喇曼(man)效(xiao)應(ying)是指往某物(wu)(wu)(wu)質中射(she)(she)人頻率(lv)f的(de)(de)單色光(guang)(guang)時(shi)(shi),在散射(she)(she)光(guang)(guang)中會(hui)出現頻率(lv)f之(zhi)外(wai)(wai)的(de)(de)f±fR,f±2fR等頻率(lv)的(de)(de)散射(she)(she)光(guang)(guang),對此現象稱(cheng)喇曼(man)效(xiao)應(ying)。由于它是物(wu)(wu)(wu)質的(de)(de)分子運動(dong)與(yu)格子運動(dong)之(zhi)間(jian)的(de)(de)能(neng)(neng)量交換所產生的(de)(de)。當物(wu)(wu)(wu)質吸收能(neng)(neng)量時(shi)(shi),光(guang)(guang)的(de)(de)振(zhen)動(dong)數變(bian)小,對此散射(she)(she)光(guang)(guang)稱(cheng)斯(si)托克斯(si)(stokes)線。反(fan)之(zhi),從(cong)物(wu)(wu)(wu)質得(de)到能(neng)(neng)量,而振(zhen)動(dong)數變(bian)大的(de)(de)散射(she)(she)光(guang)(guang),則稱(cheng)反(fan)斯(si)托克斯(si)線。于是振(zhen)動(dong)數的(de)(de)偏(pian)差FR,反(fan)映了(le)能(neng)(neng)級,可顯示(shi)物(wu)(wu)(wu)質中固有(you)的(de)(de)數值。利用這(zhe)種非線性(xing)媒體(ti)做成的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian),稱(cheng)作喇曼(man)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(RF:Raman Fiber)。為(wei)了(le)將光(guang)(guang)封閉(bi)在細(xi)小的(de)(de)纖(xian)(xian)(xian)芯中,進行長(chang)距離(li)傳播,就會(hui)出現光(guang)(guang)與(yu)物(wu)(wu)(wu)質的(de)(de)相(xiang)互作用效(xiao)應(ying),能(neng)(neng)使信(xin)號波形不(bu)畸變(bian),實現長(chang)距離(li)傳輸。當輸入光(guang)(guang)增強(qiang)時(shi)(shi),就會(hui)獲得(de)相(xiang)干的(de)(de)感應(ying)散射(she)(she)光(guang)(guang)。應(ying)用感應(ying)喇曼(man)散射(she)(she)光(guang)(guang)的(de)(de)設備(bei)有(you)喇曼(man)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)激(ji)光(guang)(guang)器,可供(gong)作分光(guang)(guang)測量電(dian)源(yuan)和光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)色散測試用電(dian)源(yuan)。另外(wai)(wai),感應(ying)喇曼(man)散射(she)(she),在光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)(de)長(chang)距離(li)通(tong)信(xin)中,正在研(yan)討作為(wei)光(guang)(guang)放大器的(de)(de)應(ying)用。
標準光(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)(de)纖(xian)(xian)(xian)芯是設置(zhi)(zhi)在包(bao)層(ceng)中(zhong)心的(de)(de),纖(xian)(xian)(xian)芯與包(bao)層(ceng)的(de)(de)截面形(xing)狀為同心圓型(xing)(xing)(xing)(xing)。但因用途不同,也有將纖(xian)(xian)(xian)芯位置(zhi)(zhi)和纖(xian)(xian)(xian)芯形(xing)狀、包(bao)層(ceng)形(xing)狀,作成不同狀態或將包(bao)層(ceng)穿孔(kong)形(xing)成異型(xing)(xing)(xing)(xing)結構的(de)(de)。相對(dui)于(yu)標準光(guang)纖(xian)(xian)(xian),稱這些(xie)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)叫異型(xing)(xing)(xing)(xing)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)。偏(pian)(pian)心光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(Excentric Core Fiber),它是異型(xing)(xing)(xing)(xing)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)(de)一種。其纖(xian)(xian)(xian)芯設置(zhi)(zhi)在偏(pian)(pian)離(li)中(zhong)心且接(jie)近(jin)包(bao)層(ceng)外線的(de)(de)偏(pian)(pian)心位置(zhi)(zhi)。由(you)于(yu)纖(xian)(xian)(xian)芯靠近(jin)外表(biao),部分光(guang)場會溢(yi)出(chu)包(bao)層(ceng)傳播(稱此為漸消彼,Evanescent Wave)。利用這一現象(xiang),就(jiu)可檢測(ce)(ce)有無附著(zhu)物質以(yi)及(ji)折射(she)率的(de)(de)變化。偏(pian)(pian)心光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(ECF)主(zhu)要(yao)用作檢測(ce)(ce)物質的(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)敏感器。與光(guang)時域反射(she)計(ji)(OTDR)的(de)(de)測(ce)(ce)試法(fa)組合一起(qi),還可作分布敏感器用。
采(cai)用(yong)含有熒光(guang)(guang)(guang)物質制造(zao)的光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)。它是(shi)在(zai)(zai)受到輻(fu)(fu)射線(xian)、紫(zi)外線(xian)等(deng)光(guang)(guang)(guang)波照射時,產生的熒光(guang)(guang)(guang)一部分,可經光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)閉合進(jin)行傳(chuan)輸的光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)。發光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(Luminescent Fiber)可以(yi)用(yong)于檢(jian)測(ce)輻(fu)(fu)射線(xian)和(he)紫(zi)外線(xian),以(yi)及進(jin)行波長變(bian)換,或用(yong)作溫(wen)度敏感器、化(hua)學敏感器。在(zai)(zai)輻(fu)(fu)射線(xian)的檢(jian)測(ce)中(zhong)也稱作閃(shan)光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(Scintillation Fiber)。發光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)從(cong)熒光(guang)(guang)(guang)材料和(he)摻雜的角(jiao)度上,正在(zai)(zai)開發著塑料光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)。
通(tong)常的(de)(de)(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)是(shi)(shi)由(you)一(yi)個(ge)纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)(xin)(xin)區(qu)和圍繞(rao)它的(de)(de)(de)(de)包(bao)層區(qu)構成(cheng)的(de)(de)(de)(de)。但多(duo)(duo)芯(xin)(xin)(xin)(xin)光(guang)纖(xian)(xian)(Multi Core Fiber)卻是(shi)(shi)一(yi)個(ge)共(gong)同(tong)的(de)(de)(de)(de)包(bao)層區(qu)中存在(zai)多(duo)(duo)個(ge)纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)。由(you)于(yu)纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)相互接近程度,可有(you)兩種功能(neng)。其一(yi)是(shi)(shi)纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)(xin)(xin)間隔大,即(ji)不產(chan)生光(guang)耦(ou)(ou)會的(de)(de)(de)(de)結構。這種光(guang)纖(xian)(xian),由(you)于(yu)能(neng)提高傳(chuan)輸(shu)線路的(de)(de)(de)(de)單位(wei)面積的(de)(de)(de)(de)集成(cheng)密(mi)度。在(zai)光(guang)通(tong)信(xin)中,可以作成(cheng)具有(you)多(duo)(duo)個(ge)纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)帶狀光(guang)纜,而(er)在(zai)非通(tong)信(xin)領域,作為光(guang)纖(xian)(xian)傳(chuan)像束,有(you)將纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)(xin)(xin)作成(cheng)成(cheng)千上萬個(ge)的(de)(de)(de)(de)。其二是(shi)(shi)使纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)(xin)(xin)之間的(de)(de)(de)(de)距(ju)離靠近,能(neng)產(chan)生光(guang)波耦(ou)(ou)合作用(yong)(yong)。利(li)用(yong)(yong)此(ci)原理(li)正在(zai)開發雙纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)敏感器(qi)或光(guang)回路器(qi)件。
將光纖作(zuo)成空心,形成圓(yuan)筒狀空間,用(yong)于光傳(chuan)輸的光纖,稱(cheng)作(zuo)空心光纖(Hollow Fiber)。空心光纖主(zhu)要用(yong)于能量傳(chuan)送,可供(gong)X射線、紫外(wai)線和遠(yuan)紅外(wai)線光能傳(chuan)輸。
空(kong)心光纖結構(gou)有兩種:
一是將玻璃(li)作成圓(yuan)筒狀,其纖(xian)芯與包層原理與階躍型相同。利用光(guang)在空氣與玻璃(li)之間的(de)(de)全反射傳(chuan)播(bo)。由于(yu),光(guang)的(de)(de)大(da)部分(fen)可在無損耗(hao)的(de)(de)空氣中傳(chuan)播(bo),具有(you)一定(ding)距離的(de)(de)傳(chuan)播(bo)功能。
二(er)是使圓筒內(nei)面的反(fan)(fan)射率(lv)接近(jin)1,以減少(shao)反(fan)(fan)射損(sun)(sun)耗。為了提(ti)高(gao)反(fan)(fan)射率(lv),有在(zai)簡(jian)內(nei)設置電介(jie)質(zhi),使工作(zuo)波長(chang)(chang)段(duan)損(sun)(sun)耗減少(shao)的。例如可以作(zuo)到波長(chang)(chang)10.6pm損(sun)(sun)耗達幾(ji)dB/m的。
按(an)材(cai)質分(fen)(fen),有(you)無(wu)機(ji)光(guang)導纖(xian)維和高(gao)分(fen)(fen)子光(guang)導纖(xian)維,在工業上大量(liang)應(ying)用的(de)是前者。無(wu)機(ji)光(guang)導纖(xian)維材(cai)料(liao)(liao)又(you)分(fen)(fen)為(wei)單(dan)組(zu)(zu)分(fen)(fen)和多組(zu)(zu)分(fen)(fen)兩類(lei)。單(dan)組(zu)(zu)分(fen)(fen)即石(shi)英,主要(yao)原料(liao)(liao)為(wei)四氯化(hua)(hua)硅(gui)、三(san)氯氧(yang)磷和三(san)溴化(hua)(hua)硼等(deng)。其純度要(yao)求(qiu)銅、鐵、鈷(gu)、鎳、錳(meng)、鉻、釩等(deng)過渡金(jin)屬離(li)子雜(za)質含量(liang)低于10ppb。除此(ci)之(zhi)外(wai),OH離(li)子要(yao)求(qiu)低于10ppb。石(shi)英纖(xian)維已被廣泛(fan)使(shi)用。多組(zu)(zu)分(fen)(fen)的(de)原料(liao)(liao)較多,主要(yao)有(you)二氧(yang)化(hua)(hua)硅(gui)、三(san)氧(yang)化(hua)(hua)二硼、硝酸鈉、氧(yang)化(hua)(hua)鉈(she)等(deng)。這種材(cai)料(liao)(liao)尚未普及。高(gao)分(fen)(fen)子光(guang)導纖(xian)維是以透明(ming)聚合物制得的(de)光(guang)導纖(xian)維,由纖(xian)維芯(xin)材(cai)和包皮(pi)鞘材(cai)組(zu)(zu)成。芯(xin)材(cai)為(wei)高(gao)純度高(gao)透光(guang)性的(de)聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯抽絲制得的(de)纖(xian)維,外(wai)層為(wei)含氟聚合物或有(you)機(ji)硅(gui)聚合物等(deng)。
高(gao)分子(zi)光導(dao)纖(xian)維(wei)(wei)的光損(sun)耗較(jiao)高(gao),1982年(nian),日本電信電報公司利用(yong)氘化甲基丙(bing)烯酸甲酯聚合抽絲作芯材,光損(sun)耗率(lv)降(jiang)低到20dB/km。但高(gao)分子(zi)光導(dao)纖(xian)維(wei)(wei)的特點(dian)是能制大尺寸(cun),大數(shu)值孔徑的光導(dao)纖(xian)維(wei)(wei),光源耦合效率(lv)高(gao),撓曲性好,微彎(wan)曲不(bu)影(ying)響導(dao)光能力(li),配列、粘接容易(yi),便于(yu)使用(yong),成本低廉。但光損(sun)耗大,只能短距離應(ying)用(yong)。光損(sun)耗在10~100dB/km的光導(dao)纖(xian)維(wei)(wei),可傳輸幾百米。
保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian):保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)傳(chuan)(chuan)輸(shu)線(xian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)振光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang),廣泛用(yong)于(yu)(yu)航(hang)天、航(hang)空、航(hang)海(hai)、工業制造技術及(ji)通(tong)信(xin)等(deng)國民經濟的(de)(de)(de)各個領(ling)域。在以光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)學相(xiang)干檢測為(wei)基礎(chu)的(de)(de)(de)干涉型(xing)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)傳(chuan)(chuan)感(gan)器中(zhong),使(shi)用(yong)保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)能(neng)夠保(bao)(bao)證線(xian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)振方(fang)向不變(bian),提高相(xiang)干信(xin)躁比,以實現對物理量的(de)(de)(de)高精(jing)度測量。保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)作為(wei)一(yi)種(zhong)(zhong)特種(zhong)(zhong)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian),主要(yao)應用(yong)于(yu)(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)陀螺,光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)水聽器等(deng)傳(chuan)(chuan)感(gan)器和DWDM、EDFA等(deng)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)通(tong)信(xin)系(xi)統。由于(yu)(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)陀螺及(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)水聽器等(deng)可(ke)用(yong)于(yu)(yu)軍(jun)用(yong)慣(guan)導(dao)和聲吶(na),屬(shu)于(yu)(yu)新型(xing)科技產品(pin),而保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)又是其核心(xin)部件,因而保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)一(yi)直被西方(fang)發達(da)國家列入(ru)對我禁運(yun)的(de)(de)(de)清單。保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)在拉制過程中(zhong),由于(yu)(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)內(nei)部產生的(de)(de)(de)結(jie)構(gou)缺陷會造成(cheng)保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)性能(neng)的(de)(de)(de)下(xia)降(jiang),即當線(xian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)振光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)沿光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)一(yi)個特征軸傳(chuan)(chuan)輸(shu)時(shi),部分(fen)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)信(xin)號(hao)會耦合進(jin)入(ru)另一(yi)個與之垂(chui)直的(de)(de)(de)特征軸,最終造成(cheng)出射(she)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)振光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)信(xin)號(hao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)振消光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)比的(de)(de)(de)下(xia)降(jiang)。這種(zhong)(zhong)缺陷就是影響(xiang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)內(nei)的(de)(de)(de)雙(shuang)折(zhe)射(she)效(xiao)(xiao)應。保(bao)(bao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)中(zhong),雙(shuang)折(zhe)射(she)效(xiao)(xiao)應越(yue)(yue)強,波長越(yue)(yue)短,保(bao)(bao)持傳(chuan)(chuan)輸(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)振態越(yue)(yue)好。
保偏光纖的應用及未(wei)來(lai)發展方向
保(bao)偏光(guang)(guang)纖在今后幾年內將有較大的(de)(de)市(shi)場需求(qiu)。隨著世(shi)界新技術的(de)(de)飛(fei)速發(fa)展(zhan)和新產(chan)品的(de)(de)不斷開(kai)發(fa),保(bao)偏光(guang)(guang)纖將沿著以下幾個(ge)方向發(fa)展(zhan):
(1)采用(yong)光(guang)(guang)子(zi)晶體光(guang)(guang)纖(xian)新技術制(zhi)造新型的(de)高性能保偏(pian)光(guang)(guang)纖(xian);
(2)開(kai)發溫度適應性(xing)保偏(pian)光(guang)纖,以適應航空(kong)航天等領域(yu)環境的(de)要(yao)求;
(3)開發出各(ge)種摻稀土保(bao)偏(pian)光(guang)纖,滿足光(guang)放(fang)大器(qi)等器(qi)件應用的需求;
(4)開發氟(fu)化物保偏光(guang)纖,促(cu)進纖維光(guang)學(xue)干涉技術(shu)在紅外天文學(xue)技術(shu)領(ling)域的發展(zhan);
(5)低衰減保偏光纖(xian):隨著單模(mo)光纖(xian)技術的(de)(de)不斷(duan)完善,損耗、材料(liao)色散(san)和(he)波導色散(san)已經不再(zai)是影響光纖(xian)通信的(de)(de)主要因素,單模(mo)光纖(xian)的(de)(de)偏振(zhen)模(mo)色散(san)(PMD)逐漸(jian)成為限制(zhi)光纖(xian)通信質量的(de)(de)最嚴重的(de)(de)瓶頸,在10Gbit/s及以(yi)上的(de)(de)高速光纖(xian)通信系統(tong)中表現尤為突出。
(6)利用(yong)克爾效(xiao)應和法拉第旋光(guang)效(xiao)應制造偏振光(guang)器件(jian)。
另(ling)外根(gen)據(ju)光(guang)纖頭不一樣(yang)還(huan)有:C-Lens.G-Lens.格(ge)林(lin)透鏡(jing)
4.常用光纖規(gui)格:
單模(mo):8/125μm,9/125μm,10/125μm
多模:50/125μm,歐洲(zhou)標準(zhun)
62.5/125μm,美國標準
工業,醫療和(he)低速網絡:100/140μm,200/230μm
塑料:98/1000μm,用于汽車控制(zhi)
直到1960年,美(mei)國科(ke)學家Maiman發(fa)明(ming)了(le)世界(jie)上(shang)第一(yi)臺激光(guang)(guang)(guang)(guang)器后,為(wei)光(guang)(guang)(guang)(guang)通訊(xun)(xun)提(ti)供(gong)了(le)良好(hao)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)源。隨(sui)后二(er)十多年,人(ren)們對光(guang)(guang)(guang)(guang)傳輸介質(zhi)進行了(le)攻關,終于制(zhi)成了(le)低(di)損耗光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian),從(cong)而奠定了(le)光(guang)(guang)(guang)(guang)通訊(xun)(xun)的(de)(de)(de)基石。從(cong)此,光(guang)(guang)(guang)(guang)通訊(xun)(xun)進入了(le)飛速(su)發(fa)展的(de)(de)(de)階(jie)段。
光纖(xian)傳輸有許多(duo)突(tu)出的優點(dian):
頻(pin)(pin)帶(dai)(dai)(dai)的(de)(de)(de)寬窄代表傳輸(shu)容量的(de)(de)(de)大小。載(zai)波的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)越高(gao),可(ke)以(yi)(yi)傳輸(shu)信(xin)號(hao)的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)帶(dai)(dai)(dai)寬度(du)就越大。在VHF頻(pin)(pin)段,載(zai)波頻(pin)(pin)率(lv)(lv)為48.5MHz~300Mhz。帶(dai)(dai)(dai)寬約250MHz,只能傳輸(shu)27套(tao)電視和幾十套(tao)調(diao)頻(pin)(pin)廣(guang)播(bo)。可(ke)見光(guang)的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)達(da)(da)(da)100000GHz,比VHF頻(pin)(pin)段高(gao)出一百多萬倍(bei)。盡(jin)管由(you)于光(guang)纖對不(bu)同頻(pin)(pin)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)光(guang)有不(bu)同的(de)(de)(de)損耗,使頻(pin)(pin)帶(dai)(dai)(dai)寬度(du)受到影響(xiang),但(dan)在最(zui)低損耗區的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)帶(dai)(dai)(dai)寬度(du)也(ye)可(ke)達(da)(da)(da)30000GHz。單個光(guang)源的(de)(de)(de)帶(dai)(dai)(dai)寬只占了其(qi)中(zhong)很(hen)小的(de)(de)(de)一部分(fen)(多模(mo)光(guang)纖的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)帶(dai)(dai)(dai)約幾百兆(zhao)赫,好的(de)(de)(de)單模(mo)光(guang)纖可(ke)達(da)(da)(da)10GHz以(yi)(yi)上),采(cai)用先進的(de)(de)(de)相干光(guang)通(tong)信(xin)可(ke)以(yi)(yi)在30000GHz范(fan)圍內安排(pai)2000個光(guang)載(zai)波,進行波分(fen)復用,可(ke)以(yi)(yi)容納上百萬個頻(pin)(pin)道。
在同軸電纜組(zu)成的(de)(de)(de)系統中,最好的(de)(de)(de)電纜在傳輸(shu)800MHz信號時,每(mei)公(gong)里的(de)(de)(de)損(sun)耗都在40dB以(yi)上。相比之下(xia),光(guang)(guang)導纖維的(de)(de)(de)損(sun)耗則(ze)要(yao)小得(de)多,傳輸(shu)1.31um的(de)(de)(de)光(guang)(guang),每(mei)公(gong)里損(sun)耗在0.35dB以(yi)下(xia)若傳輸(shu)1.55um的(de)(de)(de)光(guang)(guang),每(mei)公(gong)里損(sun)耗更小,可(ke)達0.2dB以(yi)下(xia)。這就(jiu)比同軸電纜的(de)(de)(de)功(gong)率(lv)損(sun)耗要(yao)小一億倍,使其(qi)能傳輸(shu)的(de)(de)(de)距離要(yao)遠得(de)多。
此外,光纖(xian)傳輸損(sun)耗還有兩個特點(dian),
一是在全部有線電視頻道(dao)內具有相同(tong)的損耗(hao),不需要像電纜干(gan)線那(nei)樣必須(xu)引入均衡器進行均衡;
二是其損耗(hao)幾乎不隨溫度(du)而變,不用擔心因(yin)環境溫度(du)變化而造成干線(xian)電平的(de)波動。
因為(wei)光(guang)纖(xian)非常(chang)細,單(dan)模光(guang)纖(xian)芯線直徑一般為(wei)4um~10um,外徑也只有125um,加上(shang)防水層、加強筋、護(hu)套(tao)等,用(yong)4~48根光(guang)纖(xian)組成的光(guang)纜直徑還不到(dao)13mm,比(bi)標準同軸電纜的直徑47mm要小(xiao)得多,加上(shang)光(guang)纖(xian)是玻(bo)璃纖(xian)維(wei),比(bi)重(zhong)小(xiao),使它具有直徑小(xiao)、重(zhong)量輕的特(te)點,安裝十分方(fang)便。
因(yin)為光(guang)纖的(de)(de)(de)基本成(cheng)分是石英,只傳(chuan)光(guang),不(bu)(bu)導電,不(bu)(bu)受電磁場(chang)的(de)(de)(de)作用(yong),在(zai)其中傳(chuan)輸的(de)(de)(de)光(guang)信號不(bu)(bu)受電磁場(chang)的(de)(de)(de)影響(xiang),故光(guang)纖傳(chuan)輸對電磁干(gan)擾、工業干(gan)擾有很(hen)強的(de)(de)(de)抵(di)御能(neng)力。也正因(yin)為如此,在(zai)光(guang)纖中傳(chuan)輸的(de)(de)(de)信號不(bu)(bu)易被(bei)竊聽,因(yin)而利于保密。
因為光纖(xian)(xian)傳(chuan)輸(shu)一(yi)般不需要(yao)中繼放大,不會因為放大引入新(xin)的非線性(xing)失(shi)真(zhen)。只要(yao)激(ji)光器(qi)的線性(xing)好,就可高保(bao)真(zhen)地(di)傳(chuan)輸(shu)電(dian)視信號。實(shi)際(ji)測試表(biao)明,好的調(diao)幅光纖(xian)(xian)系統(tong)的載波(bo)組合三次差拍比C/CTB在(zai)(zai)70dB以上,交(jiao)調(diao)指標(biao)cM也在(zai)(zai)60dB以上,遠(yuan)高于一(yi)般電(dian)纜干線系統(tong)的非線性(xing)失(shi)真(zhen)指標(biao)。
我們(men)知道(dao),一個系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)可靠(kao)性(xing)與組(zu)成該系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)設(she)備數量(liang)有關。設(she)備越(yue)多,發生故障(zhang)的(de)(de)機會越(yue)大。因為光纖(xian)系(xi)(xi)統(tong)(tong)包含的(de)(de)設(she)備數量(liang)少(不像(xiang)電纜系(xi)(xi)統(tong)(tong)那樣需要幾(ji)十個放大器),可靠(kao)性(xing)自然也就高,加上光纖(xian)設(she)備的(de)(de)壽命都很長,無故障(zhang)工作時間達(da)50萬~75萬小時,其中壽命最短的(de)(de)是光發射機中的(de)(de)激光器,最低壽命也在10萬小時以上。故一個設(she)計良好(hao)、正確安裝調試的(de)(de)光纖(xian)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)工作性(xing)能是非常可靠(kao)的(de)(de)。
有(you)人提出了新摩爾定(ding)(ding)律,也叫做光(guang)學定(ding)(ding)律(Optical Law)。該(gai)定(ding)(ding)律指出,光(guang)纖傳輸(shu)信息(xi)的帶寬,每6個月增(zeng)加1倍,而(er)價(jia)格降(jiang)低(di)1倍。光(guang)通信技術(shu)的發(fa)展,為(wei)Internet寬帶技術(shu)的發(fa)展奠(dian)定(ding)(ding)了非(fei)常(chang)好的基礎。這就(jiu)為(wei)大型(xing)有(you)線電視(shi)系統采用光(guang)纖傳輸(shu)方(fang)式掃清了最后(hou)一(yi)個障(zhang)礙。由于制(zhi)作光(guang)纖的材料(liao)(石英)來源(yuan)十分(fen)豐富(fu),隨(sui)著技術(shu)的進步(bu),成本還(huan)會進一(yi)步(bu)降(jiang)低(di);而(er)電纜所需(xu)的銅原料(liao)有(you)限,價(jia)格會越(yue)來越(yue)高。顯然,今后(hou)光(guang)纖傳輸(shu)將占絕對優勢,成為(wei)建立全省、以(yi)至全國有(you)線電視(shi)網的最主(zhu)要傳輸(shu)手段。
光(guang)導纖維是由兩層(ceng)折射率不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)玻璃(li)組成。內層(ceng)為光(guang)內芯(xin),直(zhi)徑在幾(ji)微米至幾(ji)十微米,外(wai)層(ceng)的(de)(de)(de)直(zhi)徑0.1~0.2mm。一般內芯(xin)玻璃(li)的(de)(de)(de)折射率比外(wai)層(ceng)玻璃(li)大1%。根據光(guang)的(de)(de)(de)折射和全反射原理,當光(guang)線射到內芯(xin)和外(wai)層(ceng)界(jie)面的(de)(de)(de)角度大于產(chan)生(sheng)全反射的(de)(de)(de)臨界(jie)角時,光(guang)線透(tou)不(bu)(bu)過(guo)界(jie)面,全部反射。
造成(cheng)光纖衰減(jian)的主要因素有:本征,彎(wan)曲,擠壓,雜(za)質,不(bu)均勻和對接等。
本征
是(shi)光(guang)纖的固有損耗,包(bao)括:瑞利(li)散射,固有吸收等。
彎曲
光纖彎曲時部(bu)分光纖內(nei)的光會因散射而損(sun)失掉,造成的損(sun)耗。
擠壓
光(guang)纖受到擠壓時產(chan)生微小(xiao)的(de)彎曲而(er)造成的(de)損(sun)耗。
雜質
光纖(xian)內雜質吸收和散射在光纖(xian)中傳播的(de)光,造成(cheng)的(de)損失。
不均勻
光(guang)纖材料(liao)的折(zhe)射率不均勻造成(cheng)的損耗(hao)。
對接
光纖(xian)對(dui)接(jie)時產生的損耗,如(ru):不(bu)同軸(zhou)(單(dan)模光纖(xian)同軸(zhou)度要求小于0.8μm),端面與(yu)軸(zhou)心不(bu)垂(chui)直,端面不(bu)平(ping),對(dui)接(jie)心徑(jing)不(bu)匹配和熔(rong)接(jie)質量差等。
人為衰減
在實際(ji)的(de)(de)工(gong)作(zuo)中,有時也(ye)有必要進行(xing)人(ren)為的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖衰(shuai)減(jian),如用于光(guang)(guang)(guang)通(tong)信系統當中的(de)(de)調試光(guang)(guang)(guang)功率性能(neng)、調試光(guang)(guang)(guang)纖儀表的(de)(de)定標校正,光(guang)(guang)(guang)纖信號衰(shuai)減(jian)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖衰(shuai)減(jian)器(qi)。
通信中所用(yong)的(de)光纖一般是石(shi)英光纖。石(shi)英的(de)化(hua)學名稱叫二氧(yang)化(hua)硅(SiO2),它和(he)我們(men)日(ri)常用(yong)來建房子所用(yong)的(de)砂(sha)子的(de)主要成分是相同的(de)。但是普通的(de)石(shi)英材(cai)料(liao)制(zhi)成的(de)光纖是不(bu)能(neng)用(yong)于通信的(de)。通信光纖必(bi)須(xu)由純度極高的(de)材(cai)料(liao)組(zu)成;不(bu)過,在主體材(cai)料(liao)里摻(chan)入(ru)微量的(de)摻(chan)雜劑,可(ke)以使(shi)纖芯和(he)包層的(de)折射(she)率略有不(bu)同,這是有利于通信的(de)。
制(zhi)造(zao)光(guang)纖(xian)的方(fang)法(fa)很多,主要(yao)有(you):管(guan)內(nei)CVD(化學汽相沉積)法(fa),棒內(nei)CVD法(fa),PCVD(等(deng)離子體(ti)化學汽相沉積)法(fa)和VAD(軸向(xiang)汽相沉積)法(fa)。但不論用哪(na)一種方(fang)法(fa),都要(yao)先在高(gao)(gao)溫(wen)下做成(cheng)預制(zhi)棒,然后在高(gao)(gao)溫(wen)爐(lu)中加溫(wen)軟化,拉成(cheng)長絲,再進(jin)行涂(tu)覆、套塑(su),成(cheng)為光(guang)纖(xian)芯線。光(guang)纖(xian)的制(zhi)造(zao)要(yao)求每道工(gong)序都要(yao)相稱精密,由(you)計算機控制(zhi)。在制(zhi)造(zao)光(guang)纖(xian)的過程(cheng)中,要(yao)注重(zhong):
①光纖原材料(liao)的純(chun)度必須很高。
②必須防止雜質污染,以及氣泡混入光纖(xian)。
③要準確控(kong)制折射率的分布;
④正(zheng)確控制光(guang)纖的(de)結構尺寸;
⑤盡量減小光纖表面的(de)傷(shang)痕損(sun)害(hai),提高光纖機(ji)械強度。
管棒法
將內芯玻璃(li)棒插入外層玻璃(li)管中(盡量緊密),熔融拉(la)絲;
雙坩堝法
在兩個同心鉑(bo)坩堝(guo)內,將內芯(xin)和外層(ceng)玻(bo)璃料分別放入內、外坩堝(guo)中;
分子填充法
將微孔石英(ying)玻(bo)璃(li)棒浸(jin)入高(gao)折射(she)(she)率的添加劑溶液中,得所需折射(she)(she)率分布的斷面(mian)結(jie)構,再進行(xing)拉絲操作,它(ta)的工藝比較復雜。在光導纖維(wei)通信中還可(ke)用(yong)內外氣相(xiang)沉積法等,以(yi)保證能制造出光損耗率低的光導纖維(wei)。
太空融拉法
將(jiang)光纖的(de)(de)拉絲裝置放(fang)到太空的(de)(de)微重力環境下去(qu)拉制,可(ke)以獲得(de)地(di)球上無法得(de)到的(de)(de)超長(chang)的(de)(de)高質量導光纖維。
在(zai)實際應用中,光纖與(yu)光纖的連接,一般采用熱熔接和冷接兩種方法來進(jin)行施(shi)工。
熱熔接法
使用光(guang)(guang)纖熔接(jie)機的(de)高(gao)壓電弧將兩根光(guang)(guang)纖熔化后連接(jie)起來(lai),這種方法(fa)早期一般用于長距離通訊施工,不過(guo)隨著(zhu)國民對網(wang)速需求的(de)提高(gao)和光(guang)(guang)纖入戶的(de)興起,熱熔接(jie)法(fa)也(ye)用于短距離光(guang)(guang)纖鋪(pu)設施工(如小區寬帶網(wang)和光(guang)(guang)纖入戶等),已成為國際上(shang)主流的(de)光(guang)(guang)纖施工方法(fa)。
冷接法
冷接(jie)法是相對于熱熔接(jie)法而言的,指(zhi)不需要高(gao)壓電(dian)弧(hu)放(fang)電(dian)來(lai)融化光纖(xian),而使用光纖(xian)冷接(jie)子來(lai)將(jiang)(jiang)光纖(xian)連接(jie)起來(lai)或(huo)將(jiang)(jiang)光纖(xian)接(jie)入到光通訊設備中。
根據(ju)不同(tong)(tong)光纖(xian)的分(fen)類標準(zhun)的分(fen)類方法,同(tong)(tong)一根光纖(xian)將會有不同(tong)(tong)的名稱。
按(an)光(guang)纖的材料分類
按照光(guang)纖(xian)的材(cai)料(liao),可以(yi)將光(guang)纖(xian)的種類分為石英光(guang)纖(xian)和全塑光(guang)纖(xian)。
石英光(guang)(guang)纖(xian)(xian)一般是指由摻雜石英芯和(he)摻雜石英包層組成的(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)。這(zhe)種(zhong)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)有很(hen)低(di)的(de)損耗(hao)和(he)中等程(cheng)度的(de)色散。通信用光(guang)(guang)纖(xian)(xian)絕大多數(shu)是石英光(guang)(guang)纖(xian)(xian)。
全(quan)塑光纖(xian)(xian)是(shi)一種通信用新型光纖(xian)(xian),尚在研(yan)制、試用階(jie)段。全(quan)塑光纖(xian)(xian)具有損耗大、纖(xian)(xian)芯(xin)粗(直徑100~600μm)、數值孔徑(NA)大(一般(ban)為(wei)0.3~0.5,可與光斑較大的光源耦(ou)合使(shi)用)及制造成本較低等特點。目全(quan)塑光纖(xian)(xian)適合于較短長度的應用,如(ru)室內(nei)計算(suan)機(ji)聯網和船舶內(nei)的通信等。
按(an)光(guang)纖剖面折射率(lv)分布分類
按照光纖剖面折射率(lv)分(fen)布的(de)不同,可以將光纖的(de)種類分(fen)為階(jie)躍(yue)型光纖和漸變(bian)型光纖。
按傳輸模式分類
按(an)照光纖傳輸的模式數量,可(ke)以將光纖的種類分為(wei)多(duo)模光纖和(he)單(dan)模光纖。
單模(mo)(mo)(mo)(mo)光(guang)纖是只能傳輸(shu)一(yi)(yi)種(zhong)模(mo)(mo)(mo)(mo)式的(de)光(guang)纖。單模(mo)(mo)(mo)(mo)光(guang)纖只能傳輸(shu)基模(mo)(mo)(mo)(mo)(最低階模(mo)(mo)(mo)(mo)),不存(cun)在模(mo)(mo)(mo)(mo)間(jian)時延(yan)差,具(ju)有比多模(mo)(mo)(mo)(mo)光(guang)纖大得多的(de)帶(dai)寬(kuan),這對(dui)于高碼速傳輸(shu)是非常重要的(de)。單模(mo)(mo)(mo)(mo)光(guang)纖的(de)模(mo)(mo)(mo)(mo)場(chang)直徑僅幾(ji)微米(mi)(μm),其帶(dai)寬(kuan)一(yi)(yi)般比漸變型(xing)多模(mo)(mo)(mo)(mo)光(guang)纖的(de)帶(dai)寬(kuan)高一(yi)(yi)兩個數量(liang)級。因此,它適用于大容量(liang)、長距離(li)通(tong)信。
按照(zhao)國際(ji)標準規定分類(按照(zhao)ITU-T建議分類)
為(wei)了使光纖具有統一的(de)國際標(biao)(biao)準,國際電信聯盟(meng)(ITU-T)制定了統一的(de)光纖標(biao)(biao)準(G標(biao)(biao)準)。按照ITU-T關于光纖的(de)建議,可以將光纖的(de)種(zhong)類分為(wei):
G.651 光纖(50/125μm多模漸變(bian)型(xing)折射率光纖)
G.652 光纖(xian)(非色(se)散位移(yi)光纖(xian))
G.653 光纖(色散位移(yi)光纖DSF)
G.654 光(guang)(guang)纖(截止波長位移光(guang)(guang)纖)
G.655 光纖(xian)(非(fei)零(ling)色散位(wei)移(yi)光纖(xian))。
為了適應新技術的發(fa)展需要,G.652類(lei)(lei)(lei)光纖已進一步(bu)分為了G.652A、G.652B、G.652C三(san)個(ge)子類(lei)(lei)(lei),G.655類(lei)(lei)(lei)光纖也進一步(bu)分為了G.655A、G.655B 兩個(ge)子類(lei)(lei)(lei)。
按(an)照IEC 標準分(fen)類(lei),IEC標準將光(guang)纖的種類(lei)分(fen)為
A 類(lei)多模光(guang)纖(xian):
A1a 多模(mo)光纖(xian)(50/125μm型多模(mo)光纖(xian))
A1b 多模光纖(xian)(62.5/125μm型多模光纖(xian))
A1d 多(duo)模(mo)光(guang)纖(xian)(xian)(100/140μm型多(duo)模(mo)光(guang)纖(xian)(xian))
B 類單模光纖:
B1.1 對應于G652光(guang)纖(xian),增加了(le)B1.3光(guang)纖(xian)以對應于G652C光(guang)纖(xian)
B1.2 對(dui)應于G654光纖
B2 光纖對應于(yu)G.653光纖
B4 光纖對(dui)應于G.655光纖
高(gao)分子光導纖維開(kai)發(fa)之初,僅用于汽(qi)車照(zhao)明燈的(de)控制和(he)裝飾。主(zhu)要(yao)用于醫學、裝飾、汽(qi)車、船舶等方面(mian),以顯(xian)示(shi)元件為主(zhu)。在(zai)通(tong)信和(he)圖像(xiang)傳輸方面(mian),高(gao)分子光導纖維的(de)應(ying)用日益(yi)增多(duo),工業上(shang)用于光導向器、顯(xian)示(shi)盤、標識、開(kai)關類(lei)照(zhao)明調(diao)節、光學傳感器等。
光導纖維可以用在通信技術里。1979年9月,一條3.3公里的120路(lu)光纜(lan)通信系統在北京建成,幾年后上(shang)海、天津(jin)、武(wu)漢等地(di)也(ye)相繼鋪設了(le)光纜(lan)線(xian)路(lu),利用光導纖維進行通信。
多模光導(dao)纖維做成的光纜可用于(yu)通(tong)(tong)信,它的傳(chuan)導(dao)性能良好,傳(chuan)輸信息容量大,一條通(tong)(tong)路可同(tong)時(shi)容納數十(shi)人(ren)通(tong)(tong)話。可以同(tong)時(shi)傳(chuan)送(song)數十(shi)套電視節目,供自由選看。
利用光(guang)導纖(xian)維進行的通(tong)(tong)(tong)信叫光(guang)纖(xian)通(tong)(tong)(tong)信。一(yi)(yi)對(dui)金屬電(dian)(dian)話線至多只(zhi)能(neng)同(tong)時(shi)傳送(song)一(yi)(yi)千多路(lu)電(dian)(dian)話,而根(gen)據(ju)理論計算,一(yi)(yi)對(dui)細如蛛絲(si)的光(guang)導纖(xian)維可(ke)以同(tong)時(shi)通(tong)(tong)(tong)一(yi)(yi)百(bai)億路(lu)電(dian)(dian)話!鋪設1000公里的同(tong)軸(zhou)電(dian)(dian)纜大約需要(yao)500噸銅,改用光(guang)纖(xian)通(tong)(tong)(tong)信只(zhi)需幾(ji)公斤石(shi)英就可(ke)以了。沙石(shi)中(zhong)就含有(you)石(shi)英,幾(ji)乎是取之不盡的。
光(guang)導纖維(wei)(wei)內窺鏡可導入心(xin)臟和(he)腦(nao)室,測量心(xin)臟中(zhong)的血壓、血液中(zhong)氧的飽(bao)和(he)度、體溫(wen)等。用(yong)光(guang)導纖維(wei)(wei)連(lian)接的激光(guang)手(shou)術刀已在臨床應用(yong),并可用(yong)作光(guang)敏法治(zhi)癌。
另外(wai),利用光導(dao)纖(xian)維(wei)(wei)制成的(de)(de)內(nei)窺(kui)鏡(jing),可(ke)以(yi)(yi)幫助醫生(sheng)檢查胃、食道(dao)、十二指腸等的(de)(de)疾病(bing)。光導(dao)纖(xian)維(wei)(wei)胃鏡(jing)是由上(shang)千根(gen)玻璃(li)纖(xian)維(wei)(wei)組成的(de)(de)軟管,它(ta)有輸送光線、傳(chuan)導(dao)圖像的(de)(de)本領,又(you)有柔軟、靈活,可(ke)以(yi)(yi)任意(yi)彎曲等優點,可(ke)以(yi)(yi)通(tong)過食道(dao)插入胃里(li)(li)。光導(dao)纖(xian)維(wei)(wei)把(ba)胃里(li)(li)的(de)(de)圖像傳(chuan)出來,醫生(sheng)就可(ke)以(yi)(yi)窺(kui)見胃里(li)(li)的(de)(de)情(qing)形,然(ran)后根(gen)據(ju)情(qing)況(kuang)進行診斷(duan)和治(zhi)療。
光導纖(xian)維可(ke)以(yi)把陽光送到各個角落,還(huan)可(ke)以(yi)進行機械加工。計算機、機器人、汽車(che)配電盤(pan)等也(ye)已成功地(di)用光導纖(xian)維傳輸光源或圖像。如與(yu)敏感元件組合或利(li)用本(ben)身(shen)的特性(xing),則(ze)可(ke)以(yi)做成各種傳感器,測量(liang)壓力、流量(liang)、溫度、位移、光澤和顏色等。在能量(liang)傳輸和信(xin)息傳輸方面也(ye)獲(huo)得(de)廣(guang)泛的應(ying)用。
由于光纖的良好的物理特性(xing),光纖照(zhao)明和LED照(zhao)明已越(yue)來越(yue)成(cheng)為藝術(shu)裝(zhuang)修美化的用途。
應用如下:
門頭店名(標(biao)設(she))和LOGO采用粗(cu)光(guang)纖制(zhi)作光(guang)暈照明。
門(men)頭的局部輪廓采用Φ18(Φ14)的側光纖進行照明(ming)。
場所外立面局部采(cai)用(yong)光(guang)纖三維鏡。
采用藝術分(fen)布的光纖點陣,配(pei)置(zhi)光纖照明(ming)YY-S150光纖掃(sao)描(miao)機。
在(zai)草(cao)坪上布置光纖地(di)燈。
光(guang)纖(xian)瀑布、光(guang)纖(xian)立體球等藝(yi)術造型。
同(tong)時(shi)也用在裝飾(shi)顯示、廣告顯示。
光纖也可以用作各種(zhong)視覺藝(yi)術(shu)的展示(shi)等,光纖的特性(xing)得到充分的應用,如圖所示(shi):
光(guang)(guang)纖(xian)(xian)成(cheng)為(wei)裝飾品(pin):利用光(guang)(guang)纖(xian)(xian)發(fa)光(guang)(guang)的(de)特性,可以做成(cheng)各種色彩的(de)熒光(guang)(guang)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)、滿天星光(guang)(guang)纖(xian)(xian)花瓶、做禮(li)品(pin)晚會(hui)用,還是(shi)室(shi)內裝飾都很漂亮:如下圖(tu):
過去(qu),石油(you)(you)(you)工(gong)業只能利用(yong)現(xian)有的(de)技術開(kai)采(cai)(cai)(cai)油(you)(you)(you)氣儲量,常常無法滿足(zu)快速(su)投(tou)資回收和最大化(hua)油(you)(you)(you)氣采(cai)(cai)(cai)收率(lv)的(de)需求(qiu),并導致(zhi)原油(you)(you)(you)采(cai)(cai)(cai)收率(lv)平均只有35%左右。井下系統供應商預(yu)測,通過利用(yong)智能井技術可以使原油(you)(you)(you)采(cai)(cai)(cai)收率(lv)提高到50%~60%。
在開發井(jing)中傳感(gan)器之前,收集井(jing)下信息的唯(wei)一(yi)方法(fa)是測井(jing)。測井(jing)方法(fa)雖然能提供有價值的數據,但作業成本高,并有可能對井(jing)產生損(sun)害。因此(ci),需要更(geng)好的井(jing)下技(ji)術提高無干擾流(liu)動監測和(he)控制。
可以共同提(ti)高采(cai)收率的技術(shu)有(you):
·電子(zi)井下(xia)傳感器(qi),提供定點溫度和(he)壓(ya)力監(jian)測;
·流量和含水量傳感(gan)器(qi);
·井下電-液(ye)壓(ya)操控(kong)流(liu)動(dong)控(kong)制(zhi)系統;
·基于實時油藏動態數(shu)據;
·優(you)化油(you)藏模擬;
·高(gao)溫(wen)光纖(xian)井(jing)下傳感器;
·電子與光(guang)纖(xian)井口(kou)濕式連接(jie)系統(tong)。
過去幾年,傳感器(qi)技術(shu)愈來愈多地從其它行業轉(zhuan)向海(hai)上和井下(xia),特(te)別(bie)是光(guang)纖(xian)傳感器(qi)技術(shu),光(guang)纖(xian)傳感器(qi)極(ji)大地提(ti)高了(le)高溫系統的可靠性。近期,大型(xing)井下(xia)設備供應商(shang)經常與(yu)光(guang)纖(xian)探(tan)測技術(shu)專業公(gong)司合作或收購這類公(gong)司,充分證實了(le)這項技術(shu)的潛力(li)。
光纖傳感器系列包(bao)括3項被證實(shi)的核心技(ji)術(shu)和1項待開發(fa)的技(ji)術(shu):
·分布式溫(wen)度(du)探測(DTS)。該項(xiang)技術憑借一定長(chang)度(du)的(de)光纖(xian)監測不同位置上溫(wen)度(du)的(de)變化。其(qi)溫(wen)度(du)分辨率(lv)為(wei)0.1oC,位置分辨率(lv)為(wei)1m(光纖(xian)長(chang)度(du)大于(yu)10000m)。
·光(guang)纖(xian)還可以作為直接讀(du)值的(de)機械點源傳(chuan)感器。最簡(jian)單的(de)形式(shi),可能(neng)只是一個空(kong)(kong)腔,隨外部壓力(li)改(gai)變長度(du),入(ru)射到空(kong)(kong)腔的(de)光(guang)信號強度(du)隨空(kong)(kong)腔長度(du)而下降。光(guang)纖(xian)傳(chuan)送設備允(yun)許(xu)在一根光(guang)纖(xian)上(shang)組合多個傳(chuan)感器,測(ce)量(liang)不(bu)同物理變量(liang)。
·化學探測。專業(ye)(ye)光纖(xian)的(de)開發與工業(ye)(ye)應用正在增長,它們對化學物質的(de)存(cun)在和豐度(du)比較敏感。這種技術(shu)還不太先進,但很(hen)有發展潛力(li)。
光(guang)纖收發(fa)器是一(yi)種將短(duan)距(ju)離的雙絞線電(dian)信(xin)號和長距(ju)離的光(guang)信(xin)號進行互換的以(yi)(yi)太網傳(chuan)輸媒體(ti)轉換單元,在很(hen)多地方也被稱之為(wei)光(guang)電(dian)轉換器。產品一(yi)般應用(yong)在以(yi)(yi)太網電(dian)纜無法覆蓋、必(bi)須(xu)使用(yong)光(guang)纖來延長傳(chuan)輸距(ju)離的實際(ji)網絡(luo)環(huan)境中,且通常定位于寬(kuan)帶城域網的接入層(ceng)應用(yong);同時在幫助把光(guang)纖最后(hou)一(yi)公里線路連(lian)接到城域網和更外層(ceng)的網絡(luo)上也發(fa)揮了(le)巨(ju)大的作用(yong)。
企業(ye)在(zai)進行(xing)信(xin)息化基礎(chu)建設(she)(she)(she)時(shi),通常更多地關注(zhu)路由(you)器(qi)、交換機(ji)乃(nai)至網(wang)(wang)卡等用于節點數(shu)(shu)據(ju)交換的(de)網(wang)(wang)絡(luo)設(she)(she)(she)備(bei),卻往(wang)往(wang)忽略介質(zhi)轉(zhuan)換這種(zhong)非網(wang)(wang)絡(luo)核心(xin)必不可(ke)少的(de)設(she)(she)(she)備(bei)。特別是(shi)在(zai)一(yi)些要(yao)求(qiu)信(xin)息化程度(du)高、數(shu)(shu)據(ju)流量較大的(de)政府機(ji)構和(he)企業(ye),網(wang)(wang)絡(luo)建設(she)(she)(she)時(shi)需要(yao)直接上(shang)連到以光纖(xian)為傳輸(shu)介質(zhi)的(de)骨干網(wang)(wang),而企業(ye)內(nei)部局域網(wang)(wang)的(de)傳輸(shu)介質(zhi)一(yi)般為銅線(xian),確保數(shu)(shu)據(ju)包在(zai)不同網(wang)(wang)絡(luo)間順(shun)暢傳輸(shu)的(de)介質(zhi)轉(zhuan)換設(she)(she)(she)備(bei)成為必需品。
國(guo)外和(he)(he)國(guo)內生產光纖(xian)收(shou)發器的(de)廠商(shang)很多,產品(pin)線也(ye)極為豐富。為了保證(zheng)與其(qi)他廠家的(de)網(wang)(wang)(wang)卡、中繼(ji)器、集線器和(he)(he)交(jiao)換機等網(wang)(wang)(wang)絡設(she)備(bei)的(de)完全兼容,光纖(xian)收(shou)發器產品(pin)必須嚴格符合(he)(he)10Base-T、100Base-TX、100Base-FX、IEEE802.3和(he)(he)IEEE802.3u等以(yi)太網(wang)(wang)(wang)標準(zhun),除此(ci)之外,在(zai)EMC防電磁輻射方面應(ying)符合(he)(he)FCC Part15。時下由于國(guo)內各大運營商(shang)正在(zai)大力建設(she)小區網(wang)(wang)(wang)、校園網(wang)(wang)(wang)和(he)(he)企業網(wang)(wang)(wang),因此(ci)光纖(xian)收(shou)發器產品(pin)的(de)用量也(ye)在(zai)不(bu)斷(duan)提高,以(yi)更好地滿足接(jie)入網(wang)(wang)(wang)的(de)建設(she)需(xu)要。
隨著光纖收發器產品的(de)多樣化發展,其(qi)分類(lei)方(fang)法也各異,但各種分類(lei)方(fang)法之(zhi)間又(you)有著一定的(de)關聯。
單(dan)模光纖(xian)收(shou)發器:傳輸(shu)距離20公里至120公里
多(duo)模光纖收發器(qi):傳(chuan)輸(shu)距離2公里(li)到5公里(li)
按光纖(xian)來分(fen),可(ke)以(yi)分(fen)為多模(mo)光纖(xian)收發(fa)器(qi)和單模(mo)光纖(xian)收發(fa)器(qi)。由于使(shi)用的光纖(xian)不(bu)同,收發(fa)器(qi)所能傳(chuan)輸的距離也(ye)不(bu)一(yi)樣,多模(mo)收發(fa)器(qi)一(yi)般的傳(chuan)輸距離在(zai)2公(gong)里到(dao)5公(gong)里之間,而單模(mo)收發(fa)器(qi)覆(fu)蓋的范圍可(ke)以(yi)從20公(gong)里至120公(gong)里。需要指出的是因傳(chuan)輸距離的不(bu)同,光纖(xian)收發(fa)器(qi)本身的發(fa)射功率、接收靈(ling)敏度(du)和使(shi)用波長也(ye)會不(bu)一(yi)樣。
如5公(gong)(gong)里光纖(xian)收發器的(de)(de)發射(she)功率一般(ban)在-20~-14db之間,接收靈敏(min)(min)度為-30db,使用1310nm的(de)(de)波長(chang)(chang);而120公(gong)(gong)里光纖(xian)收發器的(de)(de)發射(she)功率多(duo)在-5~0dB之間,接收靈敏(min)(min)度為-38dB,使用1550nm的(de)(de)波長(chang)(chang)。
按(an)所需光纖(xian)分類:
單(dan)纖光纖收發(fa)器:接收發(fa)送的數(shu)據在一(yi)根光纖上傳輸
雙纖光纖收發器:接收發送的數據在一對光纖上(shang)傳(chuan)輸
顧(gu)名思義,單纖(xian)設備可以節省一半的(de)(de)光(guang)纖(xian),即在(zai)一根光(guang)纖(xian)上(shang)(shang)實現數據的(de)(de)接收(shou)和發(fa)送(song),在(zai)光(guang)纖(xian)資源(yuan)緊張的(de)(de)地(di)方十(shi)分(fen)適用(yong)。這類產(chan)品(pin)采用(yong)了波(bo)分(fen)復用(yong)的(de)(de)技(ji)術,使(shi)用(yong)的(de)(de)波(bo)長多為(wei)1310nm和1550nm。但(dan)由于單纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)產(chan)品(pin)沒有統(tong)一國際標準,因此不(bu)同(tong)廠商產(chan)品(pin)在(zai)互(hu)聯互(hu)通時可能會存(cun)在(zai)不(bu)兼容的(de)(de)情況。另外由于使(shi)用(yong)了波(bo)分(fen)復用(yong),單纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)產(chan)品(pin)普遍存(cun)在(zai)信號(hao)衰耗大的(de)(de)特點。市面上(shang)(shang)的(de)(de)光(guang)纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)多為(wei)雙纖(xian)產(chan)品(pin),此類產(chan)品(pin)較為(wei)成熟和穩定,但(dan)需要(yao)更多的(de)(de)光(guang)纖(xian)。
按工作層(ceng)次/速率分類
100M以太網(wang)光纖收(shou)發(fa)器:工作在物理層(ceng)
10/100M以太網光纖收(shou)發器:工作在(zai)數據(ju)鏈路(lu)層
按工作層次/速率來分(fen),可以(yi)分(fen)為單10M、100M的(de)(de)光(guang)纖收(shou)發(fa)(fa)器、10/100M自適應的(de)(de)光(guang)纖收(shou)發(fa)(fa)器和1000M光(guang)纖收(shou)發(fa)(fa)器。其中單10M和100M的(de)(de)收(shou)發(fa)(fa)器產品(pin)(pin)工作在(zai)(zai)(zai)物理層,在(zai)(zai)(zai)這一層工作的(de)(de)收(shou)發(fa)(fa)器產品(pin)(pin)是(shi)按位來轉(zhuan)發(fa)(fa)數(shu)據。該(gai)轉(zhuan)發(fa)(fa)方(fang)(fang)式具(ju)有轉(zhuan)發(fa)(fa)速度快(kuai)、通(tong)(tong)透率高(gao)、時延低等方(fang)(fang)面的(de)(de)優勢,適合(he)應用于速率固定(ding)的(de)(de)鏈路上,同時由于此類設備在(zai)(zai)(zai)正常通(tong)(tong)信前沒有一個自協商的(de)(de)過(guo)程,因(yin)此在(zai)(zai)(zai)兼容性(xing)和穩定(ding)性(xing)方(fang)(fang)面做得更(geng)好。
而10/100M光(guang)纖收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器是工作在數(shu)(shu)(shu)據鏈(lian)路層(ceng),在這(zhe)一層(ceng)光(guang)纖收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器使用存(cun)儲轉(zhuan)發(fa)(fa)(fa)的(de)(de)機制,這(zhe)樣(yang)轉(zhuan)發(fa)(fa)(fa)機制對接收(shou)(shou)到的(de)(de)每一個數(shu)(shu)(shu)據包(bao)都要(yao)讀取(qu)它的(de)(de)源(yuan)MAC地(di)址、目的(de)(de)MAC地(di)址和數(shu)(shu)(shu)據凈荷(he),并在完(wan)成(cheng)CRC循環(huan)冗余校驗以(yi)后才將該數(shu)(shu)(shu)據包(bao)轉(zhuan)發(fa)(fa)(fa)出去。存(cun)儲轉(zhuan)發(fa)(fa)(fa)的(de)(de)好(hao)(hao)處一來可(ke)以(yi)防止一些(xie)錯誤的(de)(de)幀在網(wang)(wang)絡(luo)中傳播,占用寶(bao)貴的(de)(de)網(wang)(wang)絡(luo)資源(yuan),同(tong)時還可(ke)以(yi)很好(hao)(hao)地(di)防止由于網(wang)(wang)絡(luo)擁塞造成(cheng)的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據包(bao)丟(diu)失,當數(shu)(shu)(shu)據鏈(lian)路飽和時存(cun)儲轉(zhuan)發(fa)(fa)(fa)可(ke)以(yi)將無法轉(zhuan)發(fa)(fa)(fa)的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據先(xian)放在收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器的(de)(de)緩存(cun)中,等待網(wang)(wang)絡(luo)空閑時再進行轉(zhuan)發(fa)(fa)(fa)。這(zhe)樣(yang)既減(jian)少了(le)數(shu)(shu)(shu)據沖突(tu)的(de)(de)可(ke)能(neng)又保證了(le)數(shu)(shu)(shu)據傳輸的(de)(de)可(ke)靠性,因此10/100M的(de)(de)光(guang)纖收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器適合于工作在速率不固定(ding)的(de)(de)鏈(lian)路上。
按結構分類
桌面(mian)式(shi)(獨立式(shi))光(guang)纖收發(fa)器:獨立式(shi)用戶(hu)端(duan)設備
機(ji)架式(shi)(模塊化)光纖收發(fa)器(qi):安裝于十六槽機(ji)箱,采用集中供電方式(shi)
按結(jie)構來分(fen),可(ke)以分(fen)為(wei)(wei)桌面式(shi)(獨立式(shi))光(guang)纖(xian)收(shou)發器(qi)(qi)和機(ji)(ji)架(jia)式(shi)光(guang)纖(xian)收(shou)發器(qi)(qi)。桌面式(shi)光(guang)纖(xian)收(shou)發器(qi)(qi)適合于單(dan)(dan)個用戶使用,如滿足(zu)樓道中(zhong)(zhong)單(dan)(dan)臺交換機(ji)(ji)的(de)(de)上(shang)聯。機(ji)(ji)架(jia)式(shi)(模塊化(hua))光(guang)纖(xian)收(shou)發器(qi)(qi)適用于多(duo)(duo)用戶的(de)(de)匯聚,如小(xiao)區的(de)(de)中(zhong)(zhong)心機(ji)(ji)房必須滿足(zu)小(xiao)區內所(suo)(suo)有交換機(ji)(ji)的(de)(de)上(shang)聯,使用機(ji)(ji)架(jia)便于實現對所(suo)(suo)有模塊型光(guang)纖(xian)收(shou)發器(qi)(qi)的(de)(de)統一(yi)管理和統一(yi)供電,國內的(de)(de)機(ji)(ji)架(jia)多(duo)(duo)為(wei)(wei)16槽(cao)產(chan)品,即一(yi)個機(ji)(ji)架(jia)中(zhong)(zhong)最(zui)多(duo)(duo)可(ke)加插16個模塊式(shi)光(guang)纖(xian)收(shou)發器(qi)(qi)。
按管理類型分類
非(fei)網管型收發器:即插即用,通過(guo)硬件(jian)撥碼開關設置(zhi)電口工作模式
網管型收發器:支持電信(xin)級網絡管理
按(an)網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)來分(fen),可(ke)(ke)(ke)(ke)以(yi)分(fen)為網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)型(xing)(xing)光(guang)(guang)(guang)纖收(shou)(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)(qi)和非(fei)網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)型(xing)(xing)光(guang)(guang)(guang)纖收(shou)(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)(qi)。隨著網(wang)(wang)(wang)絡向(xiang)(xiang)著可(ke)(ke)(ke)(ke)運營(ying)可(ke)(ke)(ke)(ke)管(guan)(guan)(guan)理的方向(xiang)(xiang)發(fa)(fa)(fa)展,大多(duo)數運營(ying)商都希望(wang)自己(ji)網(wang)(wang)(wang)絡中的所(suo)有(you)設備均(jun)能(neng)做到可(ke)(ke)(ke)(ke)遠(yuan)程(cheng)網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)的程(cheng)度(du),光(guang)(guang)(guang)纖收(shou)(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)(qi)產品與交(jiao)換機(ji)、路由器(qi)(qi)(qi)(qi)一樣也逐(zhu)步向(xiang)(xiang)這個(ge)方向(xiang)(xiang)發(fa)(fa)(fa)展。對于可(ke)(ke)(ke)(ke)網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)的光(guang)(guang)(guang)纖收(shou)(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)(qi)還可(ke)(ke)(ke)(ke)以(yi)細分(fen)為局端(duan)(duan)可(ke)(ke)(ke)(ke)網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)和用戶端(duan)(duan)可(ke)(ke)(ke)(ke)網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)。局端(duan)(duan)可(ke)(ke)(ke)(ke)網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)的光(guang)(guang)(guang)纖收(shou)(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)(qi)主(zhu)要是機(ji)架式產品,多(duo)采用主(zhu)從(cong)式的管(guan)(guan)(guan)理結構,即一個(ge)主(zhu)網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)可(ke)(ke)(ke)(ke)串聯(lian)N個(ge)從(cong)網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai),每個(ge)從(cong)網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)定(ding)期輪詢(xun)它所(suo)在子架上(shang)所(suo)有(you)光(guang)(guang)(guang)纖收(shou)(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)(qi)的狀態信息(xi)(xi),向(xiang)(xiang)主(zhu)網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)提交(jiao)。主(zhu)網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)一方面(mian)(mian)需(xu)要輪詢(xun)自己(ji)機(ji)架上(shang)的網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)信息(xi)(xi),另一方面(mian)(mian)還需(xu)收(shou)(shou)(shou)(shou)集所(suo)有(you)從(cong)子架上(shang)的信息(xi)(xi),然后匯(hui)總并提交(jiao)給網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)服務器(qi)(qi)(qi)(qi)。如武漢烽火網(wang)(wang)(wang)絡所(suo)提供的OL200系列網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)型(xing)(xing)光(guang)(guang)(guang)纖收(shou)(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)(qi)產品支(zhi)持1(主(zhu))9(從(cong))的網(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)結構,一次性最多(duo)可(ke)(ke)(ke)(ke)管(guan)(guan)(guan)理150個(ge)光(guang)(guang)(guang)纖收(shou)(shou)(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)(qi)(qi)。
按電源分類
內置電(dian)源(yuan)(yuan):內置開關電(dian)源(yuan)(yuan)為電(dian)信(xin)級(ji)電(dian)源(yuan)(yuan)
外置電(dian)源:外置變壓器(qi)電(dian)源多(duo)使用在民用設備上
按電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)來分,可以分為內置(zhi)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)和(he)外置(zhi)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)兩(liang)種。其中(zhong)內置(zhi)開(kai)關電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)為電(dian)(dian)信(xin)級電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan),而外置(zhi)變壓(ya)器電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)多使用(yong)在(zai)民用(yong)設備(bei)上。前者(zhe)的優勢在(zai)于能支持超寬(kuan)的電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)電(dian)(dian)壓(ya),更好地實現穩壓(ya)、濾波(bo)和(he)設備(bei)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)保護,減少機械式接觸(chu)造(zao)成的外置(zhi)故(gu)障點;后(hou)者(zhe)的優勢在(zai)于設備(bei)體積小巧和(he)價格便宜(yi)。
按工作方式分類
全(quan)雙工方式(shi)(full duplex)是指(zhi)當數據(ju)的(de)(de)發送和接(jie)收(shou)分(fen)流,分(fen)別由兩根不同的(de)(de)傳(chuan)輸線傳(chuan)送時(shi),通(tong)信(xin)雙方都能在(zai)同一時(shi)刻進行(xing)發送和接(jie)收(shou)操作(zuo),這樣的(de)(de)傳(chuan)送方式(shi)就是全(quan)雙工制,如圖1所示。在(zai)全(quan)雙工方式(shi)下,通(tong)信(xin)系統的(de)(de)每一端都設置了(le)發送器和接(jie)收(shou)器,因此,能控制數據(ju)同時(shi)在(zai)兩個方向上傳(chuan)送。全(quan)雙工方式(shi)無需進行(xing)方向的(de)(de)切(qie)換,因此,沒有切(qie)換操作(zuo)所產生的(de)(de)時(shi)間延遲。
半(ban)雙(shuang)(shuang)(shuang)式方(fang)式(half duplex)是(shi)指使(shi)用(yong)同(tong)一根傳(chuan)輸線既作接(jie)收(shou)(shou)又作發(fa)(fa)送,雖然數據(ju)(ju)可以(yi)在(zai)兩個(ge)方(fang)向上(shang)傳(chuan)送,但通(tong)(tong)信(xin)雙(shuang)(shuang)(shuang)方(fang)不能(neng)同(tong)時(shi)收(shou)(shou)發(fa)(fa)數據(ju)(ju),這樣的(de)(de)傳(chuan)送方(fang)式就是(shi)半(ban)雙(shuang)(shuang)(shuang)工(gong)(gong)(gong)制。采用(yong)半(ban)雙(shuang)(shuang)(shuang)工(gong)(gong)(gong)方(fang)式時(shi),通(tong)(tong)信(xin)系統每(mei)一端的(de)(de)發(fa)(fa)送器(qi)和接(jie)收(shou)(shou)器(qi),通(tong)(tong)過收(shou)(shou)/發(fa)(fa)開關(guan)轉接(jie)到通(tong)(tong)信(xin)線上(shang),進行方(fang)向的(de)(de)切換,因此,會(hui)產生時(shi)間延遲。市(shi)面上(shang)有些晶片,只能(neng)使(shi)用(yong)全雙(shuang)(shuang)(shuang)工(gong)(gong)(gong)環境(jing),無法支(zhi)持半(ban)雙(shuang)(shuang)(shuang)工(gong)(gong)(gong),若接(jie)至其他品牌(pai)的(de)(de)交換機(N-Way Switch)或集線器(qi)(HUB),其又使(shi)用(yong)半(ban)雙(shuang)(shuang)(shuang)工(gong)(gong)(gong)模(mo)式,則一定會(hui)造成嚴(yan)重的(de)(de)沖撞及丟包。
顏色辨別
黃色的代表單模
橙色的代表多模
外套標識辨別
50/125,62.5/125為多模,并且可能標有mm
9/125(g652)為單(dan)模,并且可能標有sm
光纖磨制端頭
在放大鏡下可辨(bian)別,多模(mo)呈同心(xin)圓
單模中(zhong)間有一黑(hei)點
熔接機熔接時從屏上可(ke)辨別
多模纖(xian)中間(jian)沒白條
單(dan)模中間(jian)有一白(bai)條
同時,熔接(jie)機對(dui)多模(mo)光纜不做熔接(jie)損耗計算。再,單(dan)模(mo)與多模(mo)光纖熔接(jie)機不能熔接(jie)。
單模收(shou)發器可以用(yong)于(yu)多模光纜(lan)鏈(lian)路,但注意跳線要用(yong)多模的。
依據信(xin)(xin)號在光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)中傳(chuan)輸的(de)(de)模式(shi),主(zhu)要分兩大類(lei):單模和多(duo)(duo)模。模式(shi)通常(chang)是指光(guang)(guang)(guang)信(xin)(xin)號在光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)內的(de)(de)傳(chuan)輸路(lu)(lu)徑,單模的(de)(de)傳(chuan)輸路(lu)(lu)徑就(jiu)是中心軸線;將光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)沿中軸線切出一個刨(bao)面(mian),光(guang)(guang)(guang)信(xin)(xin)號在刨(bao)面(mian)上(shang)利(li)用全反(fan)射進(jin)行(xing)傳(chuan)輸。光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)可以(yi)擁有這(zhe)種刨(bao)面(mian)無限(xian)(xian)多(duo)(duo)個,所以(yi)光(guang)(guang)(guang)信(xin)(xin)號的(de)(de)傳(chuan)輸路(lu)(lu)徑就(jiu)會有無限(xian)(xian)多(duo)(duo)條,即有無限(xian)(xian)多(duo)(duo)種模式(shi),如此傳(chuan)輸的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)就(jiu)被稱作(zuo)多(duo)(duo)模光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)。
單模(mo)(mo)的纖芯(xin)尺寸一般是8~10um,在單模(mo)(mo)中信號沿直線進行(xing)傳(chuan)播,也(ye)就是一種模(mo)(mo)式(shi)。多模(mo)(mo)的纖芯(xin)比較大,50um或是62.5um,可以同時(shi)進行(xing)多種模(mo)(mo)式(shi)的傳(chuan)輸。
單(dan)(dan)模(mo)(mo)的(de)傳(chuan)(chuan)輸帶寬(kuan)高(gao),傳(chuan)(chuan)輸距離遠(yuan),主要用(yong)(yong)于中(zhong)長距離的(de)信號傳(chuan)(chuan)輸系統(tong),如(ru)光(guang)(guang)(guang)纖到戶、地鐵和道路等長距離網絡。但(dan)是(shi),因為單(dan)(dan)模(mo)(mo)的(de)纖芯比(bi)較小,與發射機(ji)連接時(shi)需要精確(que)對接,從(cong)而耦合到較高(gao)的(de)光(guang)(guang)(guang)源。這使(shi)得單(dan)(dan)模(mo)(mo)光(guang)(guang)(guang)纖網絡系統(tong)的(de)其他配件價格(ge)升高(gao),單(dan)(dan)模(mo)(mo)光(guang)(guang)(guang)發射機(ji)的(de)價格(ge)比(bi)多模(mo)(mo)的(de)就貴不少。使(shi)用(yong)(yong)單(dan)(dan)模(mo)(mo)連接器進行端接時(shi),要注意精確(que)對接,不然會產生數(shu)值(zhi)較高(gao)的(de)插入損耗,降低光(guang)(guang)(guang)纖傳(chuan)(chuan)輸性能。
而多模(mo)(mo)能主要用于滿(man)足短(duan)距(ju)離網(wang)絡的傳(chuan)輸。事實上(shang),多模(mo)(mo)光纖能夠(gou)支持萬兆以太網(wang)550米內(nei)的垂直子系(xi)(xi)統布線和短(duan)距(ju)離建筑群(qun)子系(xi)(xi)統布線,以及40G/100G網(wang)絡150米內(nei)的數據中心布線。并且,多模(mo)(mo)光纖系(xi)(xi)統的光電轉換元(yuan)件比(bi)單模(mo)(mo)更(geng)便(bian)宜(yi),現(xian)場安裝和端接也更(geng)簡單。
光纖作為寬(kuan)帶接(jie)入(ru)一種主(zhu)流的方(fang)式,有著通信容量大、中繼(ji)距(ju)離長(chang)、保密性能(neng)好、適應(ying)(ying)能(neng)力(li)強、體積小重(zhong)量輕、原材(cai)料來源廣價格低廉(lian)等的優(you)點(dian),未(wei)來在寬(kuan)帶互(hu)聯網接(jie)入(ru)的應(ying)(ying)用可預料會非常廣泛(fan)。
根據(ju)市(shi)場研究與(yu)預測公司IDC預計2012年(nian)(nian)中國(guo)(guo)光(guang)纖接入(ru)(ru)(ru)用戶(hu)(hu)數(shu)將(jiang)(jiang)超(chao)過(guo)(guo)2660萬戶(hu)(hu),未來5年(nian)(nian)保持56.4%的(de)(de)年(nian)(nian)復合增長率,而且中國(guo)(guo)已成為全(quan)球最大的(de)(de)光(guang)網(wang)絡設備市(shi)場之一。截至2011年(nian)(nian)底,中國(guo)(guo)光(guang)纖接入(ru)(ru)(ru)端口數(shu)已超(chao)過(guo)(guo)1億個,同比(bi)增長超(chao)過(guo)(guo)100%;中國(guo)(guo)光(guang)纖接入(ru)(ru)(ru)用戶(hu)(hu)數(shu)已達(da)1556萬戶(hu)(hu),同比(bi)增長超(chao)過(guo)(guo)370%。比(bi)起中國(guo)(guo)1.58億的(de)(de)寬帶(dai)用戶(hu)(hu)數(shu),光(guang)纖接入(ru)(ru)(ru)用戶(hu)(hu)數(shu)還將(jiang)(jiang)會有非(fei)常廣(guang)闊的(de)(de)上(shang)(shang)升空間(jian)。根據(ju)我(wo)國(guo)(guo)光(guang)纖寬帶(dai)發展(zhan)計劃,到(dao)(dao)2015年(nian)(nian)全(quan)國(guo)(guo)互聯網(wang)出口帶(dai)寬達(da)到(dao)(dao)5T,城市(shi)家(jia)庭(ting)帶(dai)寬接入(ru)(ru)(ru)能(neng)力基本達(da)到(dao)(dao)20M以上(shang)(shang),農(nong)村家(jia)庭(ting)帶(dai)寬能(neng)力基本達(da)到(dao)(dao)4M以上(shang)(shang);家(jia)庭(ting)光(guang)纖接入(ru)(ru)(ru)覆蓋超(chao)過(guo)(guo)500萬戶(hu)(hu);無線局域網(wang)的(de)(de)公共運營熱點(dian)規模將(jiang)(jiang)超(chao)過(guo)(guo)15萬個;屆時將(jiang)(jiang)實現全(quan)市(shi)公益性機構光(guang)纖到(dao)(dao)達(da)率100%,實現全(quan)部科(ke)技園區(qu)(qu)、工業園區(qu)(qu)、商(shang)務(wu)樓宇、賓館酒店等商(shang)務(wu)類場所(suo)的(de)(de)光(guang)纖到(dao)(dao)樓、到(dao)(dao)辦公室。
這些數據都(dou)表明,中國的(de)寬(kuan)帶(dai)市場(chang)蘊藏著巨大(da)(da)的(de)潛力,必將是(shi)(shi)未來(lai)寬(kuan)帶(dai)運營商對抗的(de)主戰場(chang)之一(yi)。而(er)光纖寬(kuan)帶(dai)的(de)普及也(ye)是(shi)(shi)大(da)(da)勢(shi)所趨。所以未來(lai)寬(kuan)帶(dai)市場(chang)的(de)斗爭很大(da)(da)程度上(shang)是(shi)(shi)光纖寬(kuan)帶(dai)的(de)斗爭。
中(zhong)國(guo)(guo)電信(xin)集團副總工程師靳東濱表示,中(zhong)國(guo)(guo)電信(xin)光(guang)(guang)纖(xian)寬(kuan)帶用戶數(shu)量(liang)(liang)三年后將超(chao)過(guo)1億,達到(dao)世界領先水(shui)平(ping)。中(zhong)國(guo)(guo)聯通也明確(que)了(le)2012年新增光(guang)(guang)纖(xian)到(dao)戶家庭1000萬(wan)。中(zhong)國(guo)(guo)移(yi)動(dong)在2010年在三大運(yun)營商(shang)光(guang)(guang)纖(xian)光(guang)(guang)纜招標(biao)量(liang)(liang)達40%~50%。可以看(kan)出(chu)各大運(yun)營商(shang)對于光(guang)(guang)纖(xian)寬(kuan)帶這項(xiang)前景看(kan)好的業務都給(gei)予(yu)了(le)很大的重視。
光纖之父——高錕
高錕從(cong)理論上分析證明了用光(guang)纖(xian)(xian)作為(wei)傳輸媒體以實現光(guang)通(tong)信的(de)可能(neng)性,并預言了制造通(tong)信用的(de)超低耗光(guang)纖(xian)(xian)的(de)可能(neng)性。被(bei)譽為(wei)“光(guang)纖(xian)(xian)之(zhi)父”。