微(wei)細的(de)光(guang)纖(xian)封(feng)裝在(zai)塑料(liao)護套中(zhong),使(shi)得它能夠(gou)彎曲而不至于斷裂。通常,光(guang)纖(xian)的(de)一(yi)端的(de)發(fa)射裝置(zhi)使(shi)用發(fa)光(guang)二極(ji)管(light emitting diode,LED)或一(yi)束(shu)激光(guang)將光(guang)脈沖傳送至光(guang)纖(xian),光(guang)纖(xian)的(de)另(ling)一(yi)端的(de)接收(shou)裝置(zhi)使(shi)用光(guang)敏元件檢測(ce)脈沖。
在日常(chang)生活中,由于光(guang)(guang)在光(guang)(guang)導纖(xian)維的傳導損(sun)耗(hao)比電(dian)在電(dian)線傳導的損(sun)耗(hao)低得多,光(guang)(guang)纖(xian)被(bei)用(yong)作長距(ju)離的信息傳遞。
通(tong)常光纖(xian)與光纜(lan)(lan)兩個名詞會被混(hun)淆。多數光纖(xian)在使用前必須由(you)幾(ji)層保護(hu)結構包覆,包覆后的(de)(de)纜(lan)(lan)線即被稱為光纜(lan)(lan)。光纖(xian)外層的(de)(de)保護(hu)層和絕緣層可防止周(zhou)圍(wei)環境對光纖(xian)的(de)(de)傷害,如水、火、電(dian)擊等。
光(guang)纜(lan)分為(wei):纜(lan)皮(pi)、芳(fang)綸絲、緩沖層和(he)光(guang)纖。光(guang)纖和(he)同(tong)軸電纜(lan)相似(si),只是沒有網狀屏蔽層。中(zhong)心是光(guang)傳播的(de)(de)玻(bo)璃芯。核(he)為(wei)50μm,包(bao)層為(wei)125μm,50/125μm是多模(mo)光(guang)纖的(de)(de)一個重要的(de)(de)特征。
其(qi)中(zhong)(zhong)金磚(zhuan)國(guo)家光(guang)纜(lan)計(ji)劃是直接連通(tong)5個(ge)金磚(zhuan)國(guo)家的海底光(guang)纜(lan)項目,將于(yu)2014年初(chu)開工,2015年中(zhong)(zhong)啟用(yong)。該項目總長3.4萬千(qian)米(mi),其(qi)中(zhong)(zhong)直接連通(tong)5個(ge)金磚(zhuan)國(guo)家的海底光(guang)纜(lan)長約2.4萬千(qian)米(mi)。
2013年(nian),全球(qiu)100G光纖(xian)的收入(ru)預計將首次超過10億美(mei)元。該公司(si)分析了2013年(nian)一(yi)季度全球(qiu)光網(wang)絡市場的財務(wu)結果(guo),發現了一(yi)些趨勢,包括一(yi)個令人失望的趨勢,即(ji)市場的總體增長仍然是困難的,只有日本的富士公司(si)利潤(run)逐年(nian)增長。
雖然光(guang)纖市(shi)場(chang)在第一季度出現衰(shuai)退(tui)的(de)(de)情(qing)況并不(bu)少見,但這次(ci)下降令人擔憂是因(yin)為這已經是連續第五個季度市(shi)場(chang)有所下降,并且季度收入達到六年來的(de)(de)最低值(zhi)。
100G光纖的情況較為樂(le)觀,不(bu)(bu)管環比(bi)、同比(bi)都表現(xian)出(chu)強勁增(zeng)(zeng)長。2013年一季度,100G光纖的出(chu)貨(huo)量較2012年四(si)(si)季度增(zeng)(zeng)長了41%,收(shou)入(ru)較2012年四(si)(si)季度增(zeng)(zeng)長了24%。以(yi)此計算,年收(shou)入(ru)有(you)望首次超過10億美元。2013年一季度,有(you)20家供(gong)應(ying)商(shang)出(chu)售100G光纖,將有(you)更(geng)多的廠商(shang)加入(ru)市場競(jing)爭(zheng)。供(gong)應(ying)商(shang)持謹慎樂(le)觀的態度,短期訂單(dan)量看漲,長期訂單(dan)量并不(bu)(bu)樂(le)觀。
1870年的一(yi)天,英(ying)國(guo)物理學家(jia)丁達爾到(dao)皇家(jia)學會的演(yan)講(jiang)廳講(jiang)光(guang)的全(quan)反射原理,他做(zuo)了一(yi)個簡單的實(shi)驗:在裝滿水的木桶上鉆(zhan)個孔,然后用燈從(cong)桶上邊把(ba)水照(zhao)亮。結(jie)果(guo)使觀眾們大吃一(yi)驚。人們看到(dao),放光(guang)的水從(cong)水桶的小孔里流(liu)了出(chu)來,水流(liu)彎曲(qu),光(guang)線也(ye)跟著彎曲(qu),光(guang)居然被彎彎曲(qu)曲(qu)的水俘獲(huo)了。
人們曾(ceng)經發(fa)現(xian)(xian),光能(neng)沿著(zhu)(zhu)從(cong)酒(jiu)桶中噴(pen)出的細酒(jiu)流傳輸(shu);人們還發(fa)現(xian)(xian),光能(neng)順著(zhu)(zhu)彎(wan)曲(qu)的玻(bo)璃棒(bang)前進。這(zhe)是為什(shen)么呢?難(nan)道光線(xian)不再直進了嗎?這(zhe)些(xie)現(xian)(xian)象(xiang)引起了丁(ding)達(da)爾的注(zhu)意,經過他的研(yan)究,發(fa)現(xian)(xian)這(zhe)是光的全反(fan)射的作用,由于水(shui)(shui)等介質密度(du)比周(zhou)圍的物質(如(ru)空氣)大(da),即光從(cong)水(shui)(shui)中射向(xiang)空氣,當入(ru)射角大(da)于某一(yi)角度(du)時(shi),折射光線(xian)消失(shi),全部光線(xian)都反(fan)射回水(shui)(shui)中。表面上(shang)看,光好像在水(shui)(shui)流中彎(wan)曲(qu)前進。
后來(lai)人們(men)造出一種透(tou)明(ming)度很(hen)高、粗細像蜘(zhi)蛛絲一樣的(de)玻(bo)(bo)璃(li)絲──玻(bo)(bo)璃(li)纖(xian)維(wei),當光線以(yi)合(he)適的(de)角度射入(ru)玻(bo)(bo)璃(li)纖(xian)維(wei)時,光就沿著(zhu)彎(wan)(wan)彎(wan)(wan)曲曲的(de)玻(bo)(bo)璃(li)纖(xian)維(wei)前進。由于這種纖(xian)維(wei)能夠用來(lai)傳輸光線,所以(yi)稱它為光導纖(xian)維(wei)。
1880 AlexandraGrahamBell發明光束通話傳(chuan)輸
1960 電射及光纖之發明(ming)
1960 玻璃纖維的傳(chuan)輸損(sun)耗大于1000dB/km,其他材料包(bao)括光圈波(bo)導(dao)、氣體透鏡波(bo)導(dao)、空(kong)心金(jin)屬波(bo)導(dao)管等
1966 七月,英籍、華裔學者高錕博(bo)士(K.C.Kao)在PIEE雜(za)志上發表(biao)論文《光頻(pin)率的介質(zhi)纖維表(biao)面波導》,從理(li)論上分(fen)析證(zheng)明了(le)用(yong)光纖作為傳輸媒(mei)體以實現光通信(xin)的可能性(xing),并預言了(le)制造通信(xin)用(yong)的超低耗光纖的可能性(xing)
1970美國康寧公(gong)司三(san)名科研(yan)人員馬瑞爾(er)、卡普隆、凱克(ke)用改進型化學相沉積法(MCVD法)成功研(yan)制成傳輸(shu)損耗(hao)只有20dB/km的低損耗(hao)石英(ying)光纖(xian)。
1970 美國貝爾實驗室研制(zhi)出世界上第一只在室溫下連(lian)續波工作的砷化(hua)鎵鋁半導體激光器
1972 傳輸損耗降低至4dB/km
1974 美國貝爾研究所(suo)發明了低損耗光纖制作法(fa)――CVD法(fa)(化(hua)學氣(qi)相沉積法(fa)),使光纖傳(chuan)輸損耗降低到1.1dB/km。
1976 美(mei)國在亞特蘭大的(de)(de)(de)貝爾實(shi)驗室地下管道(dao)開通(tong)了世界上(shang)第一條(tiao)光(guang)(guang)纖通(tong)信系統的(de)(de)(de)試驗線路。采(cai)用(yong)(yong)一條(tiao)擁有144個光(guang)(guang)纖的(de)(de)(de)光(guang)(guang)纜以44.736Mbps的(de)(de)(de)速(su)率傳(chuan)輸(shu)信號,中繼距離為10km。采(cai)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)是多模光(guang)(guang)纖,光(guang)(guang)源(yuan)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)是發光(guang)(guang)管LED,波(bo)長(chang)是0.85微(wei)米(mi)的(de)(de)(de)紅(hong)外(wai)光(guang)(guang)。
1976 傳(chuan)輸損耗(hao)降(jiang)低(di)至0.5dB/km
1977 貝爾(er)研究(jiu)所和日(ri)本電報(bao)電話公(gong)司(si)幾乎同(tong)時研制成功(gong)壽命達(da)100萬(wan)小時(實用中10年左(zuo)右(you))的半導體激(ji)光器(qi)
1977 世界上(shang)第(di)一(yi)條光(guang)纖通信系統在美國芝加哥(ge)市投入商用(yong),速率為45Mb/s
1977 首(shou)次實際安裝電話光(guang)纖網路(lu)
1978 FORT在法(fa)國首(shou)次安裝其生產(chan)之(zhi)光纖電
1979趙梓(zi)森拉制出我國自主研發的第一根實用(yong)光纖(xian),被譽(yu)為(wei)“中國光纖(xian)之父”
1979 傳輸損耗(hao)降低至0.2dB/km
1980 多(duo)模光纖通信系(xi)統(tong)商用化(140Mb/s),并(bing)著手單模光纖通信系(xi)統(tong)的現場試(shi)驗工(gong)作(zuo)
1990 單模光纖(xian)通(tong)信系統進入商用化階段(565Mb/s),并著手(shou)進行零色散移位光纖(xian)和波分復用及相干通(tong)信的現場試驗,而(er)且陸續制定數字同步(bu)體系(SDH)的技術(shu)標準
1990 傳輸損耗降低至0.14dB/km,已經接近石英光纖(xian)的理論衰耗極限值0.1dB/km
1990 區(qu)域網絡(luo)及其他(ta)短距離傳輸應用之光纖
1992貝爾實驗室(shi)與日本合作伙伴成功地試驗了可以(yi)無錯誤傳輸9000公里的光放(fang)大(da)器,其最(zui)初速(su)率為(wei)5Gbps,隨后(hou)增加到(dao)10Gbps
1993 SDH產品開始商用化(622Mb/s 以下)
1995 2.5Gb/s 的SDH產(chan)品進(jin)入商用化階段(duan)
1996 10Gb/s 的SDH產品進入商用化階段
1997 采用波分復用技(ji)術(shu)(WDM)的20Gb/s 和40Gb/s 的SDH產品試驗(yan)取得重大突破
2000 到屋邊光(guang)纖(xian)=>到桌邊光(guang)纖(xian)
2005 3.2Tbps超大容量的光纖通信系統在(zai)上海至杭州開通
2005 FTTH(Fiber To The Home)光纖直接到家庭
光及其特性:
1.光是一種電磁波
可見光部(bu)分波長范(fan)圍是(shi)(shi):390~760nm(納米)。大于(yu)(yu)760nm部(bu)分是(shi)(shi)紅(hong)外光,小(xiao)于(yu)(yu)390nm部(bu)分是(shi)(shi)紫(zi)外光。光纖中應用的是(shi)(shi):850nm,1310nm,1550nm三種(zhong)。
2.光(guang)的折射(she),反射(she)和全反射(she)。
因(yin)光(guang)(guang)(guang)在(zai)不同物質(zhi)中的(de)(de)(de)傳播速度(du)是(shi)(shi)不同的(de)(de)(de),所以(yi)光(guang)(guang)(guang)從一(yi)種物質(zhi)射(she)(she)向另一(yi)種物質(zhi)時,在(zai)兩種物質(zhi)的(de)(de)(de)交界面處會(hui)(hui)產生折射(she)(she)和(he)反(fan)射(she)(she)。而且,折射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)角度(du)會(hui)(hui)隨入(ru)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)角度(du)變化而變化。當入(ru)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)角度(du)達到或超(chao)過某一(yi)角度(du)時,折射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)會(hui)(hui)消失,入(ru)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)全部被反(fan)射(she)(she)回來,這就是(shi)(shi)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)全反(fan)射(she)(she)。不同的(de)(de)(de)物質(zhi)對(dui)相同波長光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)折射(she)(she)角度(du)是(shi)(shi)不同的(de)(de)(de)(即不同的(de)(de)(de)物質(zhi)有不同的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)折射(she)(she)率),相同的(de)(de)(de)物質(zhi)對(dui)不同波長光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)折射(she)(she)角度(du)也是(shi)(shi)不同。光(guang)(guang)(guang)纖(xian)通訊就是(shi)(shi)基于以(yi)上原理而形(xing)成的(de)(de)(de)。
1.光(guang)(guang)纖裸纖一般分為(wei)三層(ceng):中(zhong)心(xin)高(gao)折(zhe)射(she)(she)率(lv)玻(bo)(bo)璃(li)芯(芯徑一般為(wei)50或(huo)62.5μm),中(zhong)間為(wei)低折(zhe)射(she)(she)率(lv)硅玻(bo)(bo)璃(li)包(bao)層(ceng)(直徑一般為(wei)125μm),最外(wai)是加強用的(de)樹脂涂層(ceng)。光(guang)(guang)線在(zai)(zai)纖芯傳(chuan)送(song),當光(guang)(guang)纖射(she)(she)到纖芯和(he)外(wai)層(ceng)界(jie)面(mian)的(de)角(jiao)(jiao)度大于(yu)產生全反射(she)(she)的(de)臨界(jie)角(jiao)(jiao)時,光(guang)(guang)線透(tou)不過界(jie)面(mian),會全部反射(she)(she)回來,繼續在(zai)(zai)纖芯內向(xiang)前傳(chuan)送(song),而包(bao)層(ceng)主(zhu)要起到保護的(de)作用。
2.數值孔徑:
入射(she)到光纖(xian)端(duan)面的(de)光并不(bu)(bu)能(neng)全部被光纖(xian)所傳輸,只是(shi)在某個(ge)角度(du)范(fan)圍內的(de)入射(she)光才可以。這(zhe)個(ge)角度(du)就稱為(wei)光纖(xian)的(de)數值孔(kong)徑(jing)。光纖(xian)的(de)數值孔(kong)徑(jing)大些對于光纖(xian)的(de)對接(jie)是(shi)有利(li)的(de)。不(bu)(bu)同廠家生產的(de)光纖(xian)的(de)數值孔(kong)徑(jing)不(bu)(bu)同(AT&T CORNING)。
3.光(guang)纖的種類:
光(guang)纖(xian)的種類很(hen)多,根據用(yong)途(tu)不同,所需要(yao)的功能和(he)性能也有所差異。但對于有線電視和(he)通信用(yong)的光(guang)纖(xian),其設計和(he)制造的原(yuan)則基本相(xiang)同,諸如(ru):
①損耗小;
②有一定帶寬且色散小;
③接線容易;
④易于成統;
⑤可靠性高;
⑥制(zhi)造(zao)比較簡單;
⑦價廉(lian)等。光纖(xian)的(de)分類主要是從工作(zuo)波長、折射(she)率分布、傳輸模式、原材料(liao)和制造(zao)方法上作(zuo)一歸納(na)的(de),茲將各種分類舉例如下。
(1)工作波長:紫外(wai)光(guang)纖、可觀光(guang)纖、近紅外(wai)光(guang)纖、紅外(wai)光(guang)纖(0.85μm、1.3μm、1.55μm)。
(2)折(zhe)射率分布:階躍(SI)型(xing)(xing)(xing)光(guang)纖(xian)、近階躍型(xing)(xing)(xing)光(guang)纖(xian)、漸變(GI)型(xing)(xing)(xing)光(guang)纖(xian)、其(qi)它(如三角型(xing)(xing)(xing)、W型(xing)(xing)(xing)、凹陷(xian)型(xing)(xing)(xing)等)。
(3)傳輸模(mo)式:單模(mo)光(guang)纖(xian)(xian)(含(han)偏(pian)振保持光(guang)纖(xian)(xian)、非偏(pian)振保持光(guang)纖(xian)(xian))、多(duo)模(mo)光(guang)纖(xian)(xian)。
(4)原材(cai)(cai)料(liao):石英光(guang)(guang)纖(xian)(xian)、多成分玻璃光(guang)(guang)纖(xian)(xian)、塑(su)料(liao)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)、復合材(cai)(cai)料(liao)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(如塑(su)料(liao)包(bao)層、液體纖(xian)(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(wu)機材(cai)(cai)料(liao)(碳等)、金(jin)屬材(cai)(cai)料(liao)(銅、鎳等)和塑(su)料(liao)等。
(5)制造方法:預塑有(you)汽相軸向沉積(VAD)、化(hua)學汽相沉積(CVD)等,拉絲法有(you)管(guan)律法(Rod intube)和雙坩(gan)鍋法等。
石英光纖(xian)(xian)(Silica Fiber)是以二(er)氧化硅(SiO2)為主要(yao)原料,并按(an)不(bu)同的(de)摻雜量,來控制纖(xian)(xian)芯和(he)包層的(de)折射(she)率分布的(de)光纖(xian)(xian)。石英(玻璃)系(xi)(xi)列光纖(xian)(xian),具有低耗(hao)、寬帶(dai)的(de)特(te)點,已(yi)廣泛應(ying)用(yong)于(yu)有線電(dian)視和(he)通信(xin)系(xi)(xi)統(tong)。
石(shi)英玻璃(li)光(guang)導纖維的優點是損耗低,當光(guang)波長為1.0~1.7μm(約1.4μm附近(jin)),損耗只有(you)1dB/km,在(zai)1.55μm處最低,只有(you)0.2dB/km。
摻(chan)氟光纖(Fluorine Doped Fiber)為石英光纖的(de)(de)典型產品之一。通(tong)常,作為1.3μm波域的(de)(de)通(tong)信(xin)用(yong)光纖中,控制纖芯(xin)的(de)(de)摻(chan)雜物為二氧(yang)化(hua)鍺(GeO2),包層(ceng)是(shi)用(yong)SiO2作成的(de)(de)。但接氟光纖的(de)(de)纖芯(xin),大多(duo)使用(yong)SiO2,而(er)在包層(ceng)中卻是(shi)摻(chan)入氟素(su)的(de)(de)。由于,瑞(rui)利散射(she)損耗是(shi)因折射(she)率的(de)(de)變(bian)動而(er)引(yin)起的(de)(de)光散射(she)現象。所以,希望形(xing)成折射(she)率變(bian)動因素(su)的(de)(de)摻(chan)雜物,以少為佳(jia)。氟素(su)的(de)(de)作用(yong)主要(yao)是(shi)可以降低SIO2的(de)(de)折射(she)率。因而(er),常用(yong)于包層(ceng)的(de)(de)摻(chan)雜。
石英(ying)光(guang)纖與其它(ta)原料(liao)的光(guang)纖相比(bi),還(huan)具有從(cong)紫外(wai)線光(guang)到近(jin)紅(hong)外(wai)線光(guang)的透光(guang)廣譜,除通信(xin)用途之外(wai),還(huan)可(ke)用于導光(guang)和圖像傳導等(deng)領域。
作為(wei)(wei)光(guang)(guang)通信(xin)領域所開發(fa)的(de)石英系列光(guang)(guang)纖的(de)工(gong)作波長,盡管用在(zai)較短的(de)傳輸(shu)距離,也只能(neng)用于2μm。為(wei)(wei)此,能(neng)在(zai)更(geng)長的(de)紅外(wai)波長領域工(gong)作,所開發(fa)的(de)光(guang)(guang)纖稱為(wei)(wei)紅外(wai)光(guang)(guang)纖。紅外(wai)光(guang)(guang)纖(Infrared Optical Fiber)主要用于光(guang)(guang)能(neng)傳送。例如(ru)有:溫(wen)度計量、熱圖(tu)像傳輸(shu)、激(ji)光(guang)(guang)手(shou)術刀醫療、熱能(neng)加工(gong)等(deng)等(deng),普及率尚低。
復合(he)光(guang)纖(xian)(Compound Fiber)是在SiO2原料中(zhong),再(zai)適當混合(he)諸(zhu)如氧化(hua)(hua)(hua)鈉(Na2O)、氧化(hua)(hua)(hua)硼(peng)(B2O3)、氧化(hua)(hua)(hua)鉀(K2O)等氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)制作成(cheng)多(duo)組分玻璃(li)(li)光(guang)纖(xian),特點(dian)是多(duo)組分玻璃(li)(li)比石英玻璃(li)(li)的軟化(hua)(hua)(hua)點(dian)低(di)且纖(xian)芯與包層的折射率差很大。主要用在醫(yi)療業務的光(guang)纖(xian)內窺鏡。
氟(fu)化(hua)(hua)物(wu)(wu)光(guang)(guang)纖(xian)氯(lv)化(hua)(hua)物(wu)(wu)光(guang)(guang)纖(xian)(Fluoride Fiber)是由氟(fu)化(hua)(hua)物(wu)(wu)玻璃(li)作(zuo)成的(de)(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)。這種光(guang)(guang)纖(xian)原料(liao)又簡稱ZBLAN(即將氟(fu)化(hua)(hua)鋯(gao)(ZrF2)、氟(fu)化(hua)(hua)鋇(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(liao)簡化(hua)(hua)成的(de)(de)(de)縮語(yu)。主要工作(zuo)在2~10μm波長(chang)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)傳(chuan)輸(shu)業務。由于ZBLAN具有超低(di)(di)損(sun)耗(hao)光(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)可能性,正在進行著用(yong)(yong)于長(chang)距離(li)通信光(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)可行性開(kai)發,例如(ru):其理論(lun)上(shang)的(de)(de)(de)最低(di)(di)損(sun)耗(hao),在3μm波長(chang)時(shi)可達10.2~10.3dB/km,而石(shi)英光(guang)(guang)纖(xian)在1.55μm時(shi)卻在0.15~0.16dB/Km之間(jian)。ZBLAN光(guang)(guang)纖(xian)由于難(nan)于降低(di)(di)散射損(sun)耗(hao),只能用(yong)(yong)在2.4~2.7μm的(de)(de)(de)溫敏(min)器(qi)和熱(re)圖像傳(chuan)輸(shu),尚未廣(guang)泛實(shi)用(yong)(yong)。最近,為了利用(yong)(yong)ZBLAN進行長(chang)距離(li)傳(chuan)輸(shu),正在研制1.3μm的(de)(de)(de)摻鐠光(guang)(guang)纖(xian)放大器(qi)(PDFA)。
塑包光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(Plastic Clad Fiber)是(shi)將高(gao)純度的(de)(de)石英(ying)玻璃作(zuo)成纖(xian)(xian)(xian)芯,而將折射率比(bi)石英(ying)稍(shao)低的(de)(de)如硅膠(jiao)等(deng)塑料作(zuo)為(wei)包層的(de)(de)階躍型光(guang)纖(xian)(xian)(xian)。它與石英(ying)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)相比(bi)較,具有纖(xian)(xian)(xian)芯粗(cu)、數值孔徑(NA)高(gao)的(de)(de)特點。因(yin)此,易與發(fa)光(guang)二極管LED光(guang)源結合(he),損耗也較小。所(suo)以(yi),非常適用于局域網(LAN)和近(jin)距離通信。
這(zhe)是(shi)將(jiang)纖(xian)(xian)(xian)芯和(he)包(bao)層都用(yong)(yong)塑(su)料(liao)(liao)(liao)(聚合(he)物)作(zuo)成的(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)。早期(qi)產(chan)品(pin)主要用(yong)(yong)于(yu)裝(zhuang)飾和(he)導光(guang)(guang)(guang)照明及(ji)近(jin)(jin)距(ju)離光(guang)(guang)(guang)鍵(jian)路的(de)光(guang)(guang)(guang)通信中。原料(liao)(liao)(liao)主要是(shi)有機玻璃(PMMA)、聚苯乙稀(PS)和(he)聚碳酸酯(PC)。損耗(hao)受到(dao)塑(su)料(liao)(liao)(liao)固有的(de)C-H結合(he)結構(gou)制約,一般每km可達幾十dB。為了降低損耗(hao)正(zheng)在(zai)開(kai)發應用(yong)(yong)氟索系(xi)列塑(su)料(liao)(liao)(liao)。由于(yu)塑(su)料(liao)(liao)(liao)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(Plastic Optical fiber)的(de)纖(xian)(xian)(xian)芯直(zhi)徑(jing)為1000μm,比單(dan)模石英光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)大(da)100倍,接續簡單(dan),而且(qie)易(yi)于(yu)彎曲施工(gong)容易(yi)。近(jin)(jin)年(nian)來(lai),加上寬帶化的(de)進(jin)度(du),作(zuo)為漸變(bian)型(GI)折射率的(de)多模塑(su)料(liao)(liao)(liao)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)發展受到(dao)了社會的(de)重(zhong)視。最近(jin)(jin),在(zai)汽(qi)車內部LAN中應用(yong)(yong)較快,未來(lai)在(zai)家庭(ting)LAN中也可能(neng)得到(dao)應用(yong)(yong)。
單模(mo)光纖(xian)(xian)這是指(zhi)在工作波長(chang)中(zhong)(zhong),只(zhi)能傳輸一個傳播(bo)模(mo)式的光纖(xian)(xian),通常簡稱為單模(mo)光纖(xian)(xian)(SMF:Single ModeFiber)。在有線電(dian)視和光通信(xin)中(zhong)(zhong),是應用(yong)最廣泛的光纖(xian)(xian)。由(you)于,光纖(xian)(xian)的纖(xian)(xian)芯很細(約10μm)而且折射率呈階(jie)躍狀分(fen)布,當歸一化頻(pin)率V參數(shu)<2.4時,理(li)論上,只(zhi)能形(xing)成(cheng)單模(mo)傳輸。另(ling)外(wai),SMF沒有多模(mo)色散(san),不(bu)僅傳輸頻(pin)帶(dai)較多模(mo)光纖(xian)(xian)更寬,再(zai)加上SMF的材(cai)料色散(san)和結構(gou)色散(san)的相加抵(di)消,其(qi)合成(cheng)特(te)性恰好(hao)形(xing)成(cheng)零色散(san)的特(te)性,使傳輸頻(pin)帶(dai)更加拓寬。SMF中(zhong)(zhong),因(yin)摻(chan)雜物不(bu)同與制造方式的差(cha)別(bie)有許多類型。凹陷型包層光纖(xian)(xian)(DePr-essed Clad Fiber),其(qi)包層形(xing)成(cheng)兩重結構(gou),鄰近纖(xian)(xian)芯的包層,較外(wai)倒包層的折射率還低。
多(duo)(duo)(duo)模(mo)光(guang)纖(xian)(xian)將光(guang)纖(xian)(xian)按工作波長以其(qi)傳播可能的模(mo)式(shi)(shi)為多(duo)(duo)(duo)個(ge)(ge)模(mo)式(shi)(shi)的光(guang)纖(xian)(xian)稱(cheng)作多(duo)(duo)(duo)模(mo)光(guang)纖(xian)(xian)(MMF:MUlti ModeFiber)。纖(xian)(xian)芯(xin)直(zhi)徑(jing)為50μm,由(you)于(yu)(yu)傳輸(shu)模(mo)式(shi)(shi)可達幾百個(ge)(ge),與SMF相比傳輸(shu)帶寬主要受模(mo)式(shi)(shi)色散支配。在歷史(shi)上曾用于(yu)(yu)有(you)(you)線電視和通(tong)信系(xi)統(tong)的短(duan)距離(li)傳輸(shu)。自從出(chu)現(xian)SMF光(guang)纖(xian)(xian)后,似(si)乎(hu)形成歷史(shi)產品。但實際上,由(you)于(yu)(yu)MMF較(jiao)SMF的芯(xin)徑(jing)大且與LED等光(guang)源結合容易,在眾多(duo)(duo)(duo)LAN中(zhong)(zhong)更有(you)(you)優勢。所以,在短(duan)距離(li)通(tong)信領域(yu)中(zhong)(zhong)MMF仍(reng)在重新受到重視。MMF按折射(she)率分布進(jin)行(xing)分類時(shi),有(you)(you):漸變(GI)型和階躍(yue)(SI)型兩(liang)種。GI型的折射(she)率以纖(xian)(xian)芯(xin)中(zhong)(zhong)心為最高,沿向包層徐徐降(jiang)低(di)。由(you)于(yu)(yu)SI型光(guang)波在光(guang)纖(xian)(xian)中(zhong)(zhong)的反射(she)前(qian)進(jin)過(guo)程中(zhong)(zhong),產生各(ge)個(ge)(ge)光(guang)路徑(jing)的時(shi)差,致使射(she)出(chu)光(guang)波失真,色激較(jiao)大。其(qi)結果是傳輸(shu)帶寬變窄,SI型MMF應用較(jiao)少。
單(dan)模(mo)光(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)(de)工作(zuo)波(bo)(bo)長在(zai)1.3Pm時,模(mo)場直徑約9Pm,其傳(chuan)輸損(sun)(sun)耗約0.3dB/km。此時,零色(se)(se)散波(bo)(bo)長恰好在(zai)1.3pm處(chu)。石(shi)英光(guang)(guang)纖(xian)中,從原材料(liao)上看1.55pm段(duan)(duan)的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)輸損(sun)(sun)耗最小(xiao)(約0.2dB/km)。由于已經實用(yong)的(de)(de)(de)(de)摻鉺光(guang)(guang)纖(xian)放大器(EDFA)是(shi)工作(zuo)在(zai)1.55pm波(bo)(bo)段(duan)(duan)的(de)(de)(de)(de),如果(guo)在(zai)此波(bo)(bo)段(duan)(duan)也能實現零色(se)(se)散,就(jiu)更有(you)利于應用(yong)1.55Pm波(bo)(bo)段(duan)(duan)的(de)(de)(de)(de)長距離傳(chuan)輸。于是(shi),巧妙地(di)利用(yong)光(guang)(guang)纖(xian)材料(liao)中的(de)(de)(de)(de)石(shi)英材料(liao)色(se)(se)散與纖(xian)芯(xin)結(jie)構(gou)色(se)(se)散的(de)(de)(de)(de)合成抵消特性,就(jiu)可使原在(zai)1.3Pm段(duan)(duan)的(de)(de)(de)(de)零色(se)(se)散,移位到1.55pm段(duan)(duan)也構(gou)成零色(se)(se)散。因此,被命名為色(se)(se)散位移光(guang)(guang)纖(xian)(DSF:DispersionShifted Fiber)。加大結(jie)構(gou)色(se)(se)散的(de)(de)(de)(de)方法,主要是(shi)在(zai)纖(xian)芯(xin)的(de)(de)(de)(de)折射率分(fen)布性能進行(xing)改(gai)善。在(zai)光(guang)(guang)通信(xin)的(de)(de)(de)(de)長距離傳(chuan)輸中,光(guang)(guang)纖(xian)色(se)(se)散為零是(shi)重要的(de)(de)(de)(de),但(dan)不是(shi)唯(wei)一的(de)(de)(de)(de)。其它(ta)性能還有(you)損(sun)(sun)耗小(xiao)、接續容易(yi)、成纜化或工作(zuo)中的(de)(de)(de)(de)特性變化小(xiao)(包括(kuo)彎(wan)曲、拉伸和環境變化影響)。DSF就(jiu)是(shi)在(zai)設計中,綜合考慮這些(xie)因素。
色(se)(se)(se)散(san)(san)(san)移位光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(DSF)是將單模光(guang)纖(xian)(xian)(xian)設計零色(se)(se)(se)散(san)(san)(san)位于1.55pm波段的(de)(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)。而色(se)(se)(se)散(san)(san)(san)平坦光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(DFF:Dispersion Flattened Fiber)卻是將從1.3Pm到(dao)1.55pm的(de)(de)(de)較寬(kuan)波段的(de)(de)(de)色(se)(se)(se)散(san)(san)(san),都能作到(dao)很(hen)低,幾乎達到(dao)零色(se)(se)(se)散(san)(san)(san)的(de)(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)稱(cheng)作DFF。由于DFF要作到(dao)1.3pm~1.55pm范圍的(de)(de)(de)色(se)(se)(se)散(san)(san)(san)都減(jian)少。就需要對光(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)折射(she)率(lv)分布進行(xing)復(fu)(fu)雜(za)的(de)(de)(de)設計。不(bu)過(guo)這種光(guang)纖(xian)(xian)(xian)對于波分復(fu)(fu)用(yong)(WDM)的(de)(de)(de)線路卻是很(hen)適宜的(de)(de)(de)。由于DFF光(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)工藝比較復(fu)(fu)雜(za),費用(yong)較貴。今后隨著產(chan)量的(de)(de)(de)增(zeng)加,價(jia)格也會降低。
對于(yu)采(cai)用(yong)單模光(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)干(gan)線(xian)(xian)系(xi)統(tong),由于(yu)多數(shu)是(shi)利(li)用(yong)1.3pm波(bo)(bo)段色(se)散(san)(san)為零(ling)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)構(gou)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)。可是(shi),損耗(hao)最小的(de)(de)(de)(de)(de)1.55pm,由于(yu)EDFA的(de)(de)(de)(de)(de)實用(yong)化,如果能在(zai)(zai)1.3pm零(ling)色(se)散(san)(san)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)上(shang)也能令(ling)1.55pm波(bo)(bo)長工作,將是(shi)非常有益的(de)(de)(de)(de)(de)。因為,在(zai)(zai)1.3Pm零(ling)色(se)散(san)(san)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)中,1.55Pm波(bo)(bo)段的(de)(de)(de)(de)(de)色(se)散(san)(san)約有16ps/km/nm之(zhi)多。如果在(zai)(zai)此光(guang)(guang)纖(xian)線(xian)(xian)路(lu)中,插入一段與(yu)此色(se)散(san)(san)符號(hao)相反的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian),就可使整個光(guang)(guang)線(xian)(xian)路(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)色(se)散(san)(san)為零(ling)。為此目的(de)(de)(de)(de)(de)所用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)光(guang)(guang)纖(xian)則稱作色(se)散(san)(san)補償光(guang)(guang)纖(xian)(DCF:DisPersion Compe-nsation Fiber)。DCF與(yu)標準(zhun)的(de)(de)(de)(de)(de)1.3pm零(ling)色(se)散(san)(san)光(guang)(guang)纖(xian)相比,纖(xian)芯直徑更(geng)細,而且折射(she)率(lv)差也較(jiao)大。DCF也是(shi)WDM光(guang)(guang)線(xian)(xian)路(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)組(zu)成(cheng)部分(fen)。
在光(guang)纖中傳播(bo)的(de)(de)光(guang)波,因(yin)為(wei)(wei)具有電(dian)磁波的(de)(de)性(xing)質,所以(yi)(yi),除了基本的(de)(de)光(guang)波單一(yi)模(mo)(mo)(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)之外,實質上(shang)還存在著(zhu)電(dian)磁場(TE、TM)分布的(de)(de)兩(liang)(liang)個正交模(mo)(mo)(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)。通常(chang),由于光(guang)纖截面(mian)的(de)(de)結構是圓對稱(cheng)的(de)(de),這兩(liang)(liang)個偏振(zhen)模(mo)(mo)(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)的(de)(de)傳播(bo)常(chang)數相等,兩(liang)(liang)束偏振(zhen)光(guang)互不干涉(she),但實際上(shang),光(guang)纖不是完全地圓對稱(cheng),例如(ru)有著(zhu)彎曲部(bu)分,就會出(chu)現(xian)兩(liang)(liang)個偏振(zhen)模(mo)(mo)(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)之間的(de)(de)結合因(yin)素(su),在光(guang)軸(zhou)上(shang)呈不規則分布。偏振(zhen)光(guang)的(de)(de)這種變化(hua)造成(cheng)的(de)(de)色(se)散,稱(cheng)之偏振(zhen)模(mo)(mo)(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)色(se)散(PMD)。對于以(yi)(yi)分配圖像為(wei)(wei)主的(de)(de)有線電(dian)視,影響(xiang)尚不太大,但對于一(yi)些未來(lai)超寬(kuan)帶(dai)有特殊要(yao)求的(de)(de)業務(wu),如(ru):
①相(xiang)干通(tong)信中采用外(wai)差檢(jian)波,要求光波偏(pian)振更穩定時;
②光機(ji)器等對輸入輸出特性要求與偏振相關(guan)時;
③在(zai)制(zhi)作偏(pian)振(zhen)(zhen)保持光耦合器和偏(pian)振(zhen)(zhen)器或去(qu)偏(pian)振(zhen)(zhen)器等時(shi);
④制作(zuo)利(li)用光干(gan)涉的光纖敏感(gan)器等,
凡要求(qiu)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)波保持恒定的情況下,對光(guang)(guang)纖(xian)經過(guo)改(gai)進使偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)狀態(tai)不變(bian)的光(guang)(guang)纖(xian)稱作偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)保持光(guang)(guang)纖(xian)(PMF:Polarization Maintaining fiber),或稱其為固定偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)(guang)纖(xian)。
雙折(zhe)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)是(shi)指在(zai)單(dan)模(mo)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)中(zhong),可(ke)以傳(chuan)輸(shu)相互(hu)正交(jiao)的(de)兩個(ge)固(gu)有偏(pian)振(zhen)模(mo)式的(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)。折(zhe)射(she)(she)率隨(sui)偏(pian)振(zhen)方(fang)向(xiang)變異的(de)現象稱為雙折(zhe)射(she)(she)。它又(you)(you)稱作PANDA光(guang)(guang)(guang)纖(xian),即偏(pian)振(zhen)保持與吸收(shou)減少光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(Polarization-maintai-ning AND Absorption-reducing fiber)。它是(shi)在(zai)纖(xian)芯的(de)橫向(xiang)兩則,設置熱膨脹系數大、截面是(shi)圓形(xing)的(de)玻璃部分(fen)。在(zai)高溫的(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)拉(la)絲過程中(zhong),這些部分(fen)收(shou)縮(suo),其結果(guo)在(zai)纖(xian)芯y方(fang)向(xiang)產生拉(la)伸,同時又(you)(you)在(zai)x方(fang)向(xiang)呈現壓(ya)縮(suo)應(ying)(ying)力。致(zhi)使纖(xian)材出現光(guang)(guang)(guang)彈性效應(ying)(ying),使折(zhe)射(she)(she)率在(zai)X方(fang)向(xiang)和(he)y方(fang)向(xiang)出現差異。依此原理達(da)到(dao)偏(pian)振(zhen)保持恒(heng)定的(de)效果(guo)。
通信用光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)通常的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)環(huan)境溫度可在(zai)-40~+60℃之間,設計時(shi)(shi)也是(shi)以不受(shou)大(da)量輻(fu)射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)照射(she)(she)(she)(she)為(wei)前提的(de)(de)(de)。相(xiang)比之下(xia)(xia),對于更低溫或更高溫以及能在(zai)遭受(shou)高壓或外力影響、曝曬輻(fu)射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)的(de)(de)(de)惡劣環(huan)境下(xia)(xia),也能工(gong)作(zuo)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)則(ze)稱作(zuo)抗惡環(huan)境光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(Hard Condition Resistant Fiber)。一(yi)般為(wei)了對光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)表面進行機械保護,多涂覆一(yi)層塑料(liao)。可是(shi)隨著溫度升(sheng)高,塑料(liao)保護功能有(you)(you)所下(xia)(xia)降(jiang),致使使用溫度也有(you)(you)所限制。如果改用抗熱(re)性塑料(liao),如聚四氟(fu)乙稀(xi)(Teflon)等樹脂,即可工(gong)作(zuo)在(zai)300℃環(huan)境。也有(you)(you)在(zai)石英(ying)玻(bo)璃表面涂覆鎳(Ni)和鋁(Al)等金屬的(de)(de)(de)。這(zhe)種(zhong)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)則(ze)稱為(wei)耐熱(re)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(Heat Resistant Fiber)。另外,當光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)受(shou)到(dao)輻(fu)射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)的(de)(de)(de)照射(she)(she)(she)(she)時(shi)(shi),光(guang)(guang)損(sun)耗會(hui)增(zeng)(zeng)加。這(zhe)是(shi)因為(wei)石英(ying)玻(bo)璃遇(yu)到(dao)輻(fu)射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)照射(she)(she)(she)(she)時(shi)(shi),玻(bo)璃中會(hui)出現結(jie)構缺(que)陷(也稱作(zuo)色(se)心(xin):Colour Center),尤在(zai)0.4~0.7pm波長時(shi)(shi)損(sun)耗增(zeng)(zeng)大(da)。防止辦法是(shi)改用摻雜OH或F素的(de)(de)(de)石英(ying)玻(bo)璃,就能抑制因輻(fu)射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)造成(cheng)的(de)(de)(de)損(sun)耗缺(que)陷。這(zhe)種(zhong)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)則(ze)稱作(zuo)抗輻(fu)射(she)(she)(she)(she)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(Radiation Resistant Fiber),多用于核發電站的(de)(de)(de)監(jian)測用光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)維鏡等。
為(wei)了保持光(guang)纖(xian)的(de)機械(xie)強度和損(sun)耗的(de)長時間(jian)穩定,而在玻(bo)璃(li)表(biao)面涂裝(zhuang)碳化(hua)硅(SiC)、碳化(hua)鈦(TiC)、碳(C)等無機材(cai)料,用來防(fang)止從(cong)外部來的(de)水(shui)和氫的(de)擴散所制造的(de)光(guang)纖(xian)(HCFHermeticallyCoated Fiber)。通用的(de)是在化(hua)學氣(qi)相沉積(CVD)法(fa)生產過程中(zhong)(zhong),用碳層(ceng)高(gao)速堆積來實現充(chong)分(fen)密(mi)封效(xiao)應。這種碳涂覆光(guang)纖(xian)(CCF)能有效(xiao)地截斷(duan)光(guang)纖(xian)與外界氫分(fen)子的(de)侵(qin)入。據報道它(ta)在室溫的(de)氫氣(qi)環(huan)境中(zhong)(zhong)可維持20年不增加損(sun)耗。當然,它(ta)在防(fang)止水(shui)分(fen)侵(qin)入,延緩機械(xie)強度的(de)疲勞進程中(zhong)(zhong),其疲勞系數(shu)(Fatigue Parameter)可達200以(yi)上。所以(yi),HCF被應用于(yu)嚴酷環(huan)境中(zhong)(zhong)要求可靠性高(gao)的(de)系統,例(li)如海底光(guang)纜就是一例(li)。
在石英光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)(de)表(biao)面涂敷碳(tan)膜的(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian),稱之(zhi)碳(tan)涂層光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(CCF:Carbon CoatedFiber)。其(qi)機理(li)是利用(yong)碳(tan)素的(de)(de)致密膜層,使光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)表(biao)面與外界隔離(li),以改善光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)(de)機械疲勞(lao)損(sun)(sun)耗和(he)氫分子的(de)(de)損(sun)(sun)耗增加。CCF是密封涂層光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(HCF)的(de)(de)一種。
金屬(shu)(shu)涂(tu)層(ceng)光纖(xian)(xian)(xian)(Metal Coated Fiber)是在(zai)(zai)光纖(xian)(xian)(xian)的(de)(de)表(biao)面(mian)涂(tu)布(bu)Ni、Cu、Al等金屬(shu)(shu)層(ceng)的(de)(de)光纖(xian)(xian)(xian)。也有(you)再在(zai)(zai)金屬(shu)(shu)層(ceng)外被覆(fu)塑料的(de)(de),目的(de)(de)在(zai)(zai)于提高(gao)抗(kang)熱(re)性(xing)(xing)(xing)和可供通電(dian)及焊接。它是抗(kang)惡環境性(xing)(xing)(xing)光纖(xian)(xian)(xian)之一,也可作為電(dian)子電(dian)路(lu)的(de)(de)部件用。早期(qi)產品是在(zai)(zai)拉絲過程(cheng)中,涂(tu)布(bu)熔(rong)解(jie)的(de)(de)金屬(shu)(shu)作成的(de)(de)。由于此法因被玻璃與金屬(shu)(shu)的(de)(de)膨(peng)脹系數差異太大(da),會增微小彎曲損耗(hao),實用化率(lv)不高(gao)。近(jin)期(qi),由于在(zai)(zai)玻璃光纖(xian)(xian)(xian)的(de)(de)表(biao)面(mian)采用低損耗(hao)的(de)(de)非電(dian)解(jie)鍍膜法的(de)(de)成功,使(shi)性(xing)(xing)(xing)能大(da)有(you)改善。
在(zai)光(guang)纖(xian)的(de)纖(xian)芯中,摻(chan)(chan)雜如(ru)鉺(er)(Er)、欽(Nd)、鐠(Pr)等(deng)(deng)稀(xi)土(tu)族元(yuan)素的(de)光(guang)纖(xian)。1985年英國的(de)索斯安普頓(dun)(Sourthampton)大學的(de)佩思(Payne)等(deng)(deng)首(shou)先發(fa)現摻(chan)(chan)雜稀(xi)土(tu)元(yuan)素的(de)光(guang)纖(xian)(Rare Earth DoPed Fiber)有激(ji)光(guang)振蕩和光(guang)放大的(de)現象(xiang)。于是,從(cong)此揭開了慘餌(er)(er)等(deng)(deng)光(guang)放大的(de)面紗(sha),已經實用(yong)的(de)1.55pmEDFA就是利(li)(li)用(yong)摻(chan)(chan)餌(er)(er)的(de)單模光(guang)纖(xian),利(li)(li)用(yong)1.47pm的(de)激(ji)光(guang)進行激(ji)勵,得到1.55pm光(guang)信號放大的(de)。另(ling)外,摻(chan)(chan)鐠的(de)氟化物光(guang)纖(xian)放大器(PDFA)正在(zai)開發(fa)中。
喇(la)曼(man)(man)效應(ying)是(shi)指往某物(wu)(wu)質中(zhong)射(she)(she)(she)人頻率f的(de)(de)(de)(de)單色光(guang)(guang)(guang)(guang)時,在(zai)散(san)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)中(zhong)會出現頻率f之(zhi)外的(de)(de)(de)(de)f±fR,f±2fR等頻率的(de)(de)(de)(de)散(san)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang),對此現象稱(cheng)喇(la)曼(man)(man)效應(ying)。由(you)于它是(shi)物(wu)(wu)質的(de)(de)(de)(de)分(fen)子(zi)運(yun)(yun)動(dong)(dong)與格子(zi)運(yun)(yun)動(dong)(dong)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量交換所產(chan)生的(de)(de)(de)(de)。當(dang)物(wu)(wu)質吸收(shou)能(neng)(neng)量時,光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)振動(dong)(dong)數(shu)(shu)變(bian)小,對此散(san)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)稱(cheng)斯托(tuo)(tuo)克(ke)斯(stokes)線(xian)。反(fan)之(zhi),從物(wu)(wu)質得到(dao)能(neng)(neng)量,而振動(dong)(dong)數(shu)(shu)變(bian)大的(de)(de)(de)(de)散(san)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang),則稱(cheng)反(fan)斯托(tuo)(tuo)克(ke)斯線(xian)。于是(shi)振動(dong)(dong)數(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)偏差FR,反(fan)映了(le)(le)能(neng)(neng)級,可顯示物(wu)(wu)質中(zhong)固有的(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)值。利(li)用(yong)這種非線(xian)性媒體做(zuo)成的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian),稱(cheng)作(zuo)喇(la)曼(man)(man)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(RF:Raman Fiber)。為了(le)(le)將光(guang)(guang)(guang)(guang)封閉在(zai)細小的(de)(de)(de)(de)纖(xian)(xian)(xian)芯中(zhong),進行長距離(li)傳播,就會出現光(guang)(guang)(guang)(guang)與物(wu)(wu)質的(de)(de)(de)(de)相互作(zuo)用(yong)效應(ying),能(neng)(neng)使信(xin)號(hao)波形不(bu)畸變(bian),實(shi)現長距離(li)傳輸(shu)。當(dang)輸(shu)入光(guang)(guang)(guang)(guang)增(zeng)強時,就會獲得相干(gan)的(de)(de)(de)(de)感應(ying)散(san)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)。應(ying)用(yong)感應(ying)喇(la)曼(man)(man)散(san)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)設(she)備有喇(la)曼(man)(man)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)激光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi),可供(gong)作(zuo)分(fen)光(guang)(guang)(guang)(guang)測(ce)量電(dian)(dian)源(yuan)和光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)色散(san)測(ce)試用(yong)電(dian)(dian)源(yuan)。另外,感應(ying)喇(la)曼(man)(man)散(san)射(she)(she)(she),在(zai)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)長距離(li)通(tong)信(xin)中(zhong),正在(zai)研討作(zuo)為光(guang)(guang)(guang)(guang)放大器(qi)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)。
標準(zhun)(zhun)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)是(shi)(shi)設(she)置(zhi)在包(bao)(bao)層(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)心(xin)(xin)的(de)(de)(de),纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)與(yu)包(bao)(bao)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)截面形(xing)(xing)狀為同(tong)心(xin)(xin)圓型(xing)(xing)。但(dan)因用途不(bu)(bu)同(tong),也有將纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)位(wei)置(zhi)和纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)形(xing)(xing)狀、包(bao)(bao)層(ceng)(ceng)(ceng)形(xing)(xing)狀,作成不(bu)(bu)同(tong)狀態或將包(bao)(bao)層(ceng)(ceng)(ceng)穿孔形(xing)(xing)成異型(xing)(xing)結(jie)構的(de)(de)(de)。相對(dui)于(yu)標準(zhun)(zhun)光(guang)纖(xian)(xian)(xian),稱這些光(guang)纖(xian)(xian)(xian)叫異型(xing)(xing)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)。偏(pian)心(xin)(xin)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(Excentric Core Fiber),它(ta)是(shi)(shi)異型(xing)(xing)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)一(yi)種。其纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)設(she)置(zhi)在偏(pian)離中(zhong)心(xin)(xin)且接近包(bao)(bao)層(ceng)(ceng)(ceng)外線的(de)(de)(de)偏(pian)心(xin)(xin)位(wei)置(zhi)。由于(yu)纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)靠近外表,部分(fen)光(guang)場會溢出包(bao)(bao)層(ceng)(ceng)(ceng)傳播(稱此為漸消彼(bi),Evanescent Wave)。利用這一(yi)現象,就可檢測有無附著物質以及折射率的(de)(de)(de)變化。偏(pian)心(xin)(xin)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(ECF)主要用作檢測物質的(de)(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)敏感器。與(yu)光(guang)時(shi)域(yu)反射計(OTDR)的(de)(de)(de)測試法組合一(yi)起,還可作分(fen)布敏感器用。
采用(yong)含有熒光(guang)(guang)(guang)物質制造(zao)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)。它是(shi)在受到輻(fu)(fu)射(she)線(xian)、紫外線(xian)等光(guang)(guang)(guang)波(bo)照射(she)時,產生的(de)(de)熒光(guang)(guang)(guang)一部分,可(ke)經光(guang)(guang)(guang)纖(xian)閉合進(jin)行傳輸的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)。發(fa)光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(Luminescent Fiber)可(ke)以(yi)用(yong)于檢(jian)測(ce)輻(fu)(fu)射(she)線(xian)和紫外線(xian),以(yi)及(ji)進(jin)行波(bo)長變換,或(huo)用(yong)作溫度敏(min)感(gan)器(qi)、化學敏(min)感(gan)器(qi)。在輻(fu)(fu)射(she)線(xian)的(de)(de)檢(jian)測(ce)中(zhong)也(ye)稱(cheng)作閃光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(Scintillation Fiber)。發(fa)光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)從(cong)熒光(guang)(guang)(guang)材料(liao)和摻(chan)雜的(de)(de)角度上,正在開發(fa)著塑料(liao)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)。
通(tong)常的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)是(shi)由(you)(you)一(yi)(yi)個(ge)纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯(xin)區和圍繞它(ta)的(de)(de)包(bao)層區構(gou)成(cheng)(cheng)的(de)(de)。但多(duo)(duo)芯(xin)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(Multi Core Fiber)卻是(shi)一(yi)(yi)個(ge)共同的(de)(de)包(bao)層區中存在(zai)多(duo)(duo)個(ge)纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯(xin)的(de)(de)。由(you)(you)于纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯(xin)的(de)(de)相互接近程度(du),可(ke)有(you)兩種功(gong)能(neng)。其(qi)一(yi)(yi)是(shi)纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯(xin)間隔大,即不產生(sheng)光(guang)(guang)(guang)(guang)耦(ou)會的(de)(de)結(jie)構(gou)。這種光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian),由(you)(you)于能(neng)提(ti)高(gao)傳輸(shu)線路(lu)的(de)(de)單(dan)位面積(ji)的(de)(de)集(ji)成(cheng)(cheng)密度(du)。在(zai)光(guang)(guang)(guang)(guang)通(tong)信(xin)中,可(ke)以作(zuo)(zuo)成(cheng)(cheng)具有(you)多(duo)(duo)個(ge)纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯(xin)的(de)(de)帶狀光(guang)(guang)(guang)(guang)纜,而在(zai)非通(tong)信(xin)領域(yu),作(zuo)(zuo)為光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)傳像(xiang)束,有(you)將(jiang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯(xin)作(zuo)(zuo)成(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)千上萬個(ge)的(de)(de)。其(qi)二是(shi)使(shi)纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯(xin)之間的(de)(de)距離靠近,能(neng)產生(sheng)光(guang)(guang)(guang)(guang)波耦(ou)合作(zuo)(zuo)用(yong)。利用(yong)此(ci)原理正(zheng)在(zai)開發雙纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯(xin)的(de)(de)敏感(gan)器或光(guang)(guang)(guang)(guang)回路(lu)器件。
將光纖作(zuo)(zuo)成空(kong)心,形成圓筒(tong)狀(zhuang)空(kong)間(jian),用于(yu)光傳輸的(de)光纖,稱作(zuo)(zuo)空(kong)心光纖(Hollow Fiber)。空(kong)心光纖主要用于(yu)能量傳送(song),可(ke)供X射線(xian)、紫外線(xian)和遠紅(hong)外線(xian)光能傳輸。
空心(xin)光纖結構有兩種:
一(yi)是將玻璃作成圓筒狀,其纖芯(xin)與(yu)包層原理與(yu)階(jie)躍型相同。利用(yong)光(guang)在空氣(qi)與(yu)玻璃之間的(de)全(quan)反射傳(chuan)播(bo)(bo)。由于,光(guang)的(de)大(da)部分可在無損耗(hao)的(de)空氣(qi)中傳(chuan)播(bo)(bo),具有一(yi)定距離的(de)傳(chuan)播(bo)(bo)功(gong)能。
二是使(shi)圓筒內面(mian)的(de)反射率(lv)接近1,以(yi)減少反射損耗(hao)。為了(le)提高反射率(lv),有在簡內設置(zhi)電介質,使(shi)工(gong)作波長(chang)段(duan)損耗(hao)減少的(de)。例如(ru)可(ke)以(yi)作到波長(chang)10.6pm損耗(hao)達幾dB/m的(de)。
按材質分(fen)(fen),有無機光導纖維和(he)高(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)光導纖維,在工(gong)業(ye)上大量應用的(de)是(shi)(shi)前(qian)者。無機光導纖維材料(liao)(liao)又分(fen)(fen)為單組(zu)(zu)分(fen)(fen)和(he)多組(zu)(zu)分(fen)(fen)兩類(lei)。單組(zu)(zu)分(fen)(fen)即(ji)石英(ying),主(zhu)要(yao)原料(liao)(liao)為四氯化(hua)硅(gui)、三氯氧(yang)磷(lin)和(he)三溴(xiu)化(hua)硼等(deng)。其純度(du)要(yao)求(qiu)銅(tong)、鐵、鈷、鎳、錳、鉻、釩等(deng)過(guo)渡(du)金屬(shu)離子(zi)雜(za)質含量低于10ppb。除此之外,OH離子(zi)要(yao)求(qiu)低于10ppb。石英(ying)纖維已被廣泛使用。多組(zu)(zu)分(fen)(fen)的(de)原料(liao)(liao)較多,主(zhu)要(yao)有二氧(yang)化(hua)硅(gui)、三氧(yang)化(hua)二硼、硝酸鈉、氧(yang)化(hua)鉈等(deng)。這種材料(liao)(liao)尚未普及。高(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)光導纖維是(shi)(shi)以透明聚(ju)合(he)(he)(he)物制(zhi)得(de)的(de)光導纖維,由(you)纖維芯材和(he)包(bao)皮(pi)鞘材組(zu)(zu)成。芯材為高(gao)(gao)純度(du)高(gao)(gao)透光性的(de)聚(ju)甲基(ji)丙烯酸甲酯(zhi)或聚(ju)苯乙烯抽絲(si)制(zhi)得(de)的(de)纖維,外層為含氟聚(ju)合(he)(he)(he)物或有機硅(gui)聚(ju)合(he)(he)(he)物等(deng)。
高(gao)(gao)分子(zi)光(guang)(guang)導(dao)(dao)(dao)纖維(wei)的光(guang)(guang)損耗(hao)(hao)較高(gao)(gao),1982年,日(ri)本電(dian)信電(dian)報公(gong)司利用(yong)氘化甲基丙烯酸甲酯聚合抽絲作芯材,光(guang)(guang)損耗(hao)(hao)率降(jiang)低(di)到20dB/km。但高(gao)(gao)分子(zi)光(guang)(guang)導(dao)(dao)(dao)纖維(wei)的特(te)點是能(neng)制大尺寸,大數值孔徑的光(guang)(guang)導(dao)(dao)(dao)纖維(wei),光(guang)(guang)源(yuan)耦(ou)合效率高(gao)(gao),撓曲性好(hao),微彎曲不(bu)影響(xiang)導(dao)(dao)(dao)光(guang)(guang)能(neng)力,配列、粘接(jie)容易,便于使用(yong),成本低(di)廉。但光(guang)(guang)損耗(hao)(hao)大,只(zhi)能(neng)短距離應用(yong)。光(guang)(guang)損耗(hao)(hao)在10~100dB/km的光(guang)(guang)導(dao)(dao)(dao)纖維(wei),可(ke)傳輸(shu)幾(ji)百米。
保偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian):保偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)傳(chuan)輸(shu)線(xian)(xian)偏(pian)(pian)振光(guang)(guang)(guang)(guang),廣泛用(yong)(yong)于(yu)航(hang)(hang)天、航(hang)(hang)空、航(hang)(hang)海(hai)、工業(ye)制造技(ji)術及通(tong)(tong)信等國民經(jing)濟的各(ge)個領域。在(zai)以光(guang)(guang)(guang)(guang)學相干檢測(ce)為(wei)(wei)基礎的干涉型光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)傳(chuan)感器(qi)(qi)中,使用(yong)(yong)保偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)能夠保證線(xian)(xian)偏(pian)(pian)振方向(xiang)不變,提高相干信躁比(bi),以實現對物理量(liang)的高精度測(ce)量(liang)。保偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)作為(wei)(wei)一(yi)種(zhong)特種(zhong)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian),主要應用(yong)(yong)于(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)陀(tuo)螺(luo),光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)水聽器(qi)(qi)等傳(chuan)感器(qi)(qi)和DWDM、EDFA等光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)通(tong)(tong)信系(xi)統。由(you)于(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)陀(tuo)螺(luo)及光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)水聽器(qi)(qi)等可(ke)用(yong)(yong)于(yu)軍用(yong)(yong)慣導和聲吶,屬于(yu)新(xin)型科技(ji)產品,而保偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)又是其核心(xin)部件,因而保偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)一(yi)直被(bei)西方發達國家列(lie)入對我禁運的清單。保偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)在(zai)拉制過程中,由(you)于(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)內部產生的結構缺(que)陷會造成保偏(pian)(pian)性能的下降(jiang),即(ji)當線(xian)(xian)偏(pian)(pian)振光(guang)(guang)(guang)(guang)沿(yan)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)的一(yi)個特征軸傳(chuan)輸(shu)時,部分(fen)光(guang)(guang)(guang)(guang)信號(hao)(hao)會耦合進入另一(yi)個與(yu)之垂直的特征軸,最(zui)終造成出射(she)偏(pian)(pian)振光(guang)(guang)(guang)(guang)信號(hao)(hao)偏(pian)(pian)振消光(guang)(guang)(guang)(guang)比(bi)的下降(jiang)。這種(zhong)缺(que)陷就(jiu)是影響光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)內的雙折射(she)效應。保偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)中,雙折射(she)效應越(yue)強,波長越(yue)短,保持(chi)傳(chuan)輸(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)偏(pian)(pian)振態越(yue)好。
保偏光(guang)纖的應用及未來發(fa)展方向
保偏(pian)光纖(xian)在今后幾年內將有較大的市場需求。隨著世界新技術的飛速發展(zhan)和新產品的不斷開發,保偏(pian)光纖(xian)將沿著以下幾個方向發展(zhan):
(1)采用光子晶體光纖新技(ji)術制造新型的高(gao)性能保偏光纖;
(2)開發溫度(du)適應性保偏光纖,以(yi)適應航空航天等(deng)領域環境的要求;
(3)開發出各種摻(chan)稀土(tu)保偏光(guang)(guang)纖,滿足光(guang)(guang)放(fang)大器等(deng)器件應用的需求;
(4)開發氟化(hua)物保偏光纖,促進纖維光學(xue)干涉(she)技術在紅(hong)外天文學(xue)技術領域(yu)的發展;
(5)低(di)衰減保(bao)偏光(guang)纖:隨著(zhu)單模光(guang)纖技術(shu)的(de)不(bu)斷完善,損(sun)耗、材料色散(san)(san)和(he)波導色散(san)(san)已經不(bu)再(zai)是影響(xiang)光(guang)纖通(tong)信(xin)的(de)主要因素(su),單模光(guang)纖的(de)偏振模色散(san)(san)(PMD)逐漸成(cheng)為(wei)限制光(guang)纖通(tong)信(xin)質量的(de)最嚴重的(de)瓶頸(jing),在10Gbit/s及(ji)以上的(de)高速光(guang)纖通(tong)信(xin)系(xi)統中表現(xian)尤為(wei)突出。
(6)利用克爾效應和(he)法拉第旋(xuan)光效應制造(zao)偏振光器件。
另外根據光纖頭不一樣還有:C-Lens.G-Lens.格林透(tou)鏡
4.常用光纖規格:
單模(mo):8/125μm,9/125μm,10/125μm
多模(mo):50/125μm,歐洲標準
62.5/125μm,美國(guo)標準
工業,醫療和低速網絡(luo):100/140μm,200/230μm
塑料:98/1000μm,用于汽車控制
直到(dao)1960年(nian),美國科學家Maiman發明了(le)世界上第一(yi)臺(tai)激光(guang)器后,為(wei)光(guang)通訊(xun)提供了(le)良(liang)好的(de)光(guang)源(yuan)。隨后二(er)十多(duo)年(nian),人(ren)們對光(guang)傳輸介(jie)質進(jin)行了(le)攻關,終于(yu)制成了(le)低損耗光(guang)纖,從而(er)奠定了(le)光(guang)通訊(xun)的(de)基石。從此(ci),光(guang)通訊(xun)進(jin)入(ru)了(le)飛速發展的(de)階段(duan)。
光纖傳輸有許多突(tu)出的優(you)點:
頻(pin)(pin)帶的(de)(de)寬窄(zhai)代表傳(chuan)輸(shu)容(rong)量的(de)(de)大小。載(zai)波的(de)(de)頻(pin)(pin)率越高,可(ke)以(yi)傳(chuan)輸(shu)信(xin)號的(de)(de)頻(pin)(pin)帶寬度就越大。在VHF頻(pin)(pin)段,載(zai)波頻(pin)(pin)率為(wei)48.5MHz~300Mhz。帶寬約250MHz,只能傳(chuan)輸(shu)27套(tao)電視和幾十(shi)套(tao)調(diao)頻(pin)(pin)廣播。可(ke)見光(guang)(guang)的(de)(de)頻(pin)(pin)率達(da)100000GHz,比VHF頻(pin)(pin)段高出一(yi)百(bai)多萬倍。盡管由于(yu)光(guang)(guang)纖對(dui)不同頻(pin)(pin)率的(de)(de)光(guang)(guang)有不同的(de)(de)損耗,使頻(pin)(pin)帶寬度受到(dao)影響(xiang),但(dan)在最低損耗區(qu)的(de)(de)頻(pin)(pin)帶寬度也(ye)可(ke)達(da)30000GHz。單個(ge)光(guang)(guang)源(yuan)的(de)(de)帶寬只占了其中很小的(de)(de)一(yi)部分(多模光(guang)(guang)纖的(de)(de)頻(pin)(pin)帶約幾百(bai)兆赫(he),好(hao)的(de)(de)單模光(guang)(guang)纖可(ke)達(da)10GHz以(yi)上(shang)),采用(yong)先進的(de)(de)相干光(guang)(guang)通信(xin)可(ke)以(yi)在30000GHz范(fan)圍(wei)內安排(pai)2000個(ge)光(guang)(guang)載(zai)波,進行波分復(fu)用(yong),可(ke)以(yi)容(rong)納上(shang)百(bai)萬個(ge)頻(pin)(pin)道。
在同軸電(dian)纜(lan)組成的系統中,最好(hao)的電(dian)纜(lan)在傳(chuan)(chuan)輸(shu)800MHz信(xin)號時,每(mei)公里(li)的損(sun)耗(hao)(hao)都在40dB以上。相比之下(xia)(xia),光導纖維的損(sun)耗(hao)(hao)則要(yao)小(xiao)(xiao)得(de)多(duo),傳(chuan)(chuan)輸(shu)1.31um的光,每(mei)公里(li)損(sun)耗(hao)(hao)在0.35dB以下(xia)(xia)若(ruo)傳(chuan)(chuan)輸(shu)1.55um的光,每(mei)公里(li)損(sun)耗(hao)(hao)更小(xiao)(xiao),可達0.2dB以下(xia)(xia)。這就比同軸電(dian)纜(lan)的功率損(sun)耗(hao)(hao)要(yao)小(xiao)(xiao)一億倍,使其能傳(chuan)(chuan)輸(shu)的距(ju)離要(yao)遠(yuan)得(de)多(duo)。
此(ci)外(wai),光纖傳輸損耗還有兩個特(te)點,
一是在全部(bu)有(you)線電視頻道(dao)內(nei)具有(you)相同的損耗,不需要像電纜(lan)干線那樣必(bi)須引(yin)入均(jun)衡器進行均(jun)衡;
二是其(qi)損耗幾乎(hu)不(bu)隨(sui)溫度(du)而(er)變,不(bu)用擔(dan)心因環境溫度(du)變化而(er)造成干線電(dian)平的波動。
因(yin)為光(guang)(guang)纖(xian)非(fei)常細(xi),單模光(guang)(guang)纖(xian)芯線直徑一般為4um~10um,外(wai)徑也(ye)只有(you)125um,加上防水層、加強筋、護套等,用4~48根光(guang)(guang)纖(xian)組成(cheng)的(de)光(guang)(guang)纜直徑還(huan)不到(dao)13mm,比(bi)標(biao)準同(tong)軸電纜的(de)直徑47mm要小(xiao)得多,加上光(guang)(guang)纖(xian)是(shi)玻璃纖(xian)維,比(bi)重小(xiao),使它具有(you)直徑小(xiao)、重量輕的(de)特點,安(an)裝(zhuang)十分方便。
因(yin)為光纖(xian)的(de)(de)基本成分(fen)是石英,只傳(chuan)光,不導(dao)電(dian),不受電(dian)磁(ci)(ci)場的(de)(de)作用,在(zai)其中(zhong)傳(chuan)輸(shu)的(de)(de)光信號不受電(dian)磁(ci)(ci)場的(de)(de)影響,故光纖(xian)傳(chuan)輸(shu)對(dui)電(dian)磁(ci)(ci)干擾(rao)、工業(ye)干擾(rao)有很強的(de)(de)抵御能力。也正因(yin)為如(ru)此,在(zai)光纖(xian)中(zhong)傳(chuan)輸(shu)的(de)(de)信號不易被竊聽(ting),因(yin)而利于(yu)保密。
因(yin)為(wei)光纖傳輸一般不(bu)(bu)需要(yao)中(zhong)繼放大(da),不(bu)(bu)會因(yin)為(wei)放大(da)引入新的(de)非(fei)線性失(shi)真。只要(yao)激(ji)光器的(de)線性好(hao),就可高保真地傳輸電視(shi)信(xin)號。實際測試表明,好(hao)的(de)調幅光纖系統(tong)的(de)載(zai)波組合三次差(cha)拍比C/CTB在(zai)70dB以(yi)上,交調指標cM也在(zai)60dB以(yi)上,遠高于一般電纜干(gan)線系統(tong)的(de)非(fei)線性失(shi)真指標。
我們(men)知道,一個(ge)系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)可(ke)靠(kao)性(xing)與(yu)組成該(gai)系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)設備數量(liang)有關。設備越(yue)(yue)多,發生(sheng)故(gu)障的(de)(de)機會越(yue)(yue)大。因(yin)為光纖系(xi)(xi)統(tong)包含的(de)(de)設備數量(liang)少(不像(xiang)電纜系(xi)(xi)統(tong)那樣(yang)需要幾(ji)十個(ge)放大器),可(ke)靠(kao)性(xing)自然也就高,加上(shang)光纖設備的(de)(de)壽(shou)命(ming)都很長,無(wu)故(gu)障工(gong)作(zuo)(zuo)時間達(da)50萬~75萬小時,其中(zhong)壽(shou)命(ming)最(zui)短(duan)的(de)(de)是(shi)光發射機中(zhong)的(de)(de)激光器,最(zui)低壽(shou)命(ming)也在10萬小時以上(shang)。故(gu)一個(ge)設計良好、正(zheng)確安(an)裝調試(shi)的(de)(de)光纖系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)性(xing)能(neng)是(shi)非常可(ke)靠(kao)的(de)(de)。
有人提出了新摩爾定(ding)律(lv),也叫做光(guang)學定(ding)律(lv)(Optical Law)。該定(ding)律(lv)指(zhi)出,光(guang)纖傳輸(shu)信息的(de)帶(dai)寬(kuan),每6個月增加1倍,而(er)價(jia)格降(jiang)低1倍。光(guang)通信技術的(de)發(fa)(fa)展,為(wei)Internet寬(kuan)帶(dai)技術的(de)發(fa)(fa)展奠定(ding)了非常(chang)好的(de)基礎(chu)。這就為(wei)大型有線(xian)電(dian)視(shi)系統采用(yong)光(guang)纖傳輸(shu)方(fang)式掃清(qing)了最(zui)(zui)后一個障礙。由于制作(zuo)光(guang)纖的(de)材料(石英)來源(yuan)十(shi)分豐富(fu),隨(sui)著技術的(de)進步,成本還會(hui)進一步降(jiang)低;而(er)電(dian)纜所需的(de)銅原料有限(xian),價(jia)格會(hui)越來越高。顯然,今后光(guang)纖傳輸(shu)將(jiang)占絕對優勢,成為(wei)建立(li)全省、以(yi)至全國(guo)有線(xian)電(dian)視(shi)網的(de)最(zui)(zui)主要傳輸(shu)手(shou)段。
光(guang)(guang)導(dao)纖維是由兩層(ceng)(ceng)折(zhe)射(she)(she)率不(bu)同的(de)(de)玻(bo)璃(li)(li)組成。內層(ceng)(ceng)為(wei)光(guang)(guang)內芯(xin),直徑(jing)在幾微米(mi)至幾十(shi)微米(mi),外(wai)(wai)層(ceng)(ceng)的(de)(de)直徑(jing)0.1~0.2mm。一(yi)般內芯(xin)玻(bo)璃(li)(li)的(de)(de)折(zhe)射(she)(she)率比外(wai)(wai)層(ceng)(ceng)玻(bo)璃(li)(li)大(da)1%。根據(ju)光(guang)(guang)的(de)(de)折(zhe)射(she)(she)和全(quan)(quan)反射(she)(she)原理,當光(guang)(guang)線射(she)(she)到內芯(xin)和外(wai)(wai)層(ceng)(ceng)界(jie)面的(de)(de)角(jiao)度(du)大(da)于(yu)產生全(quan)(quan)反射(she)(she)的(de)(de)臨界(jie)角(jiao)時,光(guang)(guang)線透不(bu)過界(jie)面,全(quan)(quan)部反射(she)(she)。
造成光(guang)纖衰減的主要因素有:本征,彎曲,擠壓,雜質,不均勻和對接(jie)等(deng)。
本征
是光纖的固有損耗,包括:瑞(rui)利散射,固有吸(xi)收等。
彎曲
光(guang)纖彎曲時(shi)部分光(guang)纖內的(de)光(guang)會因散射而(er)損失掉,造成的(de)損耗。
擠壓
光纖受(shou)到擠壓時產生微(wei)小的彎曲而(er)造(zao)成(cheng)的損(sun)耗。
雜質
光纖內雜質吸收(shou)和散(san)射在光纖中傳播的光,造成(cheng)的損失。
不均勻
光纖材(cai)料的(de)折(zhe)射(she)率不均(jun)勻造(zao)成(cheng)的(de)損耗。
對接
光(guang)纖對接時產生的損(sun)耗,如:不(bu)同軸(單模光(guang)纖同軸度要求小于0.8μm),端(duan)面與(yu)軸心(xin)(xin)不(bu)垂直,端(duan)面不(bu)平,對接心(xin)(xin)徑不(bu)匹配和熔接質量差等。
人為衰減
在(zai)實(shi)際的工作中(zhong),有時也有必要(yao)進行人為(wei)的光(guang)纖(xian)(xian)衰(shuai)減,如用于光(guang)通信(xin)系(xi)統(tong)當(dang)中(zhong)的調試(shi)光(guang)功率性能(neng)、調試(shi)光(guang)纖(xian)(xian)儀(yi)表的定標校(xiao)正,光(guang)纖(xian)(xian)信(xin)號衰(shuai)減的光(guang)纖(xian)(xian)衰(shuai)減器。
通信(xin)中所用的(de)(de)光纖(xian)一般是(shi)石英(ying)(ying)光纖(xian)。石英(ying)(ying)的(de)(de)化學名(ming)稱叫二氧(yang)化硅(SiO2),它和我們日常用來建房子所用的(de)(de)砂子的(de)(de)主要成分是(shi)相同的(de)(de)。但是(shi)普通的(de)(de)石英(ying)(ying)材料(liao)制成的(de)(de)光纖(xian)是(shi)不(bu)能(neng)用于通信(xin)的(de)(de)。通信(xin)光纖(xian)必(bi)須由純度(du)極高的(de)(de)材料(liao)組成;不(bu)過(guo),在主體材料(liao)里摻(chan)入微量的(de)(de)摻(chan)雜劑(ji),可以使纖(xian)芯和包層的(de)(de)折射率略有(you)不(bu)同,這(zhe)是(shi)有(you)利于通信(xin)的(de)(de)。
制(zhi)造(zao)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的方法(fa)很多,主要有(you):管(guan)內CVD(化學(xue)汽相沉(chen)積(ji))法(fa),棒內CVD法(fa),PCVD(等(deng)離(li)子體化學(xue)汽相沉(chen)積(ji))法(fa)和VAD(軸向汽相沉(chen)積(ji))法(fa)。但(dan)不論用(yong)哪一種方法(fa),都(dou)(dou)要先在高溫下做(zuo)成(cheng)預制(zhi)棒,然后在高溫爐中(zhong)加溫軟化,拉成(cheng)長絲,再進行(xing)涂覆、套塑,成(cheng)為光(guang)(guang)纖(xian)(xian)芯線。光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的制(zhi)造(zao)要求每道工序都(dou)(dou)要相稱精密(mi),由(you)計算機控制(zhi)。在制(zhi)造(zao)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的過程中(zhong),要注重(zhong):
①光纖(xian)原材料(liao)的純(chun)度必(bi)須(xu)很高。
②必須防止雜(za)質(zhi)污(wu)染,以及(ji)氣泡混入光纖。
③要(yao)準確控制(zhi)折射(she)率的分布;
④正確控制光纖的(de)結構尺寸;
⑤盡量(liang)減小光纖表面(mian)的傷痕損害,提高光纖機械強(qiang)度(du)。
管棒法
將內芯玻(bo)璃(li)棒(bang)插入(ru)外(wai)層玻(bo)璃(li)管中(盡量(liang)緊密),熔融(rong)拉絲;
雙坩堝法
在兩個(ge)同心鉑坩堝內,將內芯(xin)和外(wai)層玻璃料分別放(fang)入(ru)內、外(wai)坩堝中(zhong);
分子填充法
將微(wei)孔石英(ying)玻璃棒(bang)浸入高(gao)折(zhe)射率的(de)添加劑(ji)溶液中,得所需(xu)折(zhe)射率分(fen)布的(de)斷面結構,再進行拉(la)絲操作,它的(de)工(gong)藝比較復雜。在光(guang)導(dao)纖維通信(xin)中還可(ke)用內(nei)外(wai)氣相沉積法等(deng),以保證能制造(zao)出光(guang)損耗率低的(de)光(guang)導(dao)纖維。
太空融拉法
將光纖的拉絲裝置(zhi)放到(dao)太(tai)空(kong)的微(wei)重力環境下去(qu)拉制,可以獲得地球上無法得到(dao)的超(chao)長的高質量導光纖維。
在(zai)實際(ji)應用(yong)中,光纖(xian)與光纖(xian)的連接(jie),一般采用(yong)熱熔接(jie)和冷接(jie)兩種方(fang)法來進(jin)行施(shi)工。
熱熔接法
使用(yong)(yong)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)熔(rong)(rong)接機的(de)(de)高(gao)壓電弧將兩根光(guang)(guang)(guang)纖(xian)熔(rong)(rong)化后連接起來,這種方(fang)法早期一般用(yong)(yong)于長(chang)距離通訊施工(gong),不過隨(sui)著國(guo)民(min)對網速需求的(de)(de)提(ti)高(gao)和光(guang)(guang)(guang)纖(xian)入(ru)戶的(de)(de)興起,熱熔(rong)(rong)接法也用(yong)(yong)于短距離光(guang)(guang)(guang)纖(xian)鋪設(she)施工(gong)(如小區寬(kuan)帶網和光(guang)(guang)(guang)纖(xian)入(ru)戶等),已成為國(guo)際上(shang)主(zhu)流的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)施工(gong)方(fang)法。
冷接法
冷接法(fa)是相對于熱熔接法(fa)而言(yan)的,指不需要高壓電(dian)(dian)弧(hu)放(fang)電(dian)(dian)來(lai)融(rong)化光(guang)纖(xian),而使(shi)用光(guang)纖(xian)冷接子來(lai)將(jiang)光(guang)纖(xian)連(lian)接起來(lai)或將(jiang)光(guang)纖(xian)接入到光(guang)通訊設備中。
根據不同(tong)(tong)(tong)光纖(xian)的分(fen)類標(biao)準的分(fen)類方(fang)法,同(tong)(tong)(tong)一根光纖(xian)將(jiang)會有不同(tong)(tong)(tong)的名稱。
按光纖的材料分類
按照光纖的材料,可以(yi)將(jiang)光纖的種類分為石英光纖和全塑光纖。
石英(ying)(ying)光(guang)纖(xian)一般是(shi)(shi)指(zhi)由摻雜(za)(za)石英(ying)(ying)芯和(he)摻雜(za)(za)石英(ying)(ying)包層組成(cheng)的(de)光(guang)纖(xian)。這(zhe)種光(guang)纖(xian)有很低的(de)損耗和(he)中(zhong)等程(cheng)度的(de)色散。通(tong)信用光(guang)纖(xian)絕大多數是(shi)(shi)石英(ying)(ying)光(guang)纖(xian)。
全(quan)塑光(guang)(guang)纖是一(yi)種通信用(yong)(yong)(yong)新型光(guang)(guang)纖,尚在研制、試(shi)用(yong)(yong)(yong)階段。全(quan)塑光(guang)(guang)纖具有(you)損耗大、纖芯粗(cu)(直徑(jing)100~600μm)、數值孔(kong)徑(jing)(NA)大(一(yi)般(ban)為0.3~0.5,可與光(guang)(guang)斑較(jiao)大的(de)光(guang)(guang)源(yuan)耦合使用(yong)(yong)(yong))及制造成本較(jiao)低等特點。目全(quan)塑光(guang)(guang)纖適合于較(jiao)短長度的(de)應用(yong)(yong)(yong),如室內(nei)(nei)計算機聯網和船(chuan)舶內(nei)(nei)的(de)通信等。
按光纖剖面折(zhe)射率(lv)分布分類(lei)
按照光(guang)纖剖(pou)面(mian)折射率分布的(de)不同,可以(yi)將(jiang)光(guang)纖的(de)種(zhong)類分為階躍型光(guang)纖和漸變型光(guang)纖。
按傳輸模式分類
按(an)照光(guang)纖傳輸(shu)的(de)模式數量,可以將光(guang)纖的(de)種類分為多(duo)模光(guang)纖和單模光(guang)纖。
單(dan)模(mo)(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)是(shi)(shi)只能傳輸一(yi)種模(mo)(mo)(mo)式的光(guang)(guang)纖(xian)(xian)。單(dan)模(mo)(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)只能傳輸基模(mo)(mo)(mo)(最(zui)低階模(mo)(mo)(mo)),不存在模(mo)(mo)(mo)間時延差,具有比多模(mo)(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)大(da)得(de)多的帶寬,這對于高碼速傳輸是(shi)(shi)非常重要的。單(dan)模(mo)(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的模(mo)(mo)(mo)場直(zhi)徑僅幾微(wei)米(μm),其帶寬一(yi)般比漸(jian)變型多模(mo)(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的帶寬高一(yi)兩個數量級(ji)。因此,它適用于大(da)容(rong)量、長(chang)距離(li)通信(xin)。
按照國際標準規定分類(lei)(按照ITU-T建議分類(lei))
為了使光(guang)纖具有統(tong)一的(de)(de)國(guo)(guo)際標(biao)準(zhun)(zhun),國(guo)(guo)際電信聯盟(ITU-T)制定了統(tong)一的(de)(de)光(guang)纖標(biao)準(zhun)(zhun)(G標(biao)準(zhun)(zhun))。按照ITU-T關于光(guang)纖的(de)(de)建議,可以(yi)將光(guang)纖的(de)(de)種類分為:
G.651 光纖(xian)(50/125μm多模漸變型折(zhe)射率光纖(xian))
G.652 光纖(非(fei)色散位移光纖)
G.653 光(guang)纖(色散位移光(guang)纖DSF)
G.654 光(guang)纖(截止(zhi)波長位(wei)移光(guang)纖)
G.655 光纖(非零色散位移光纖)。
為了適應新技術(shu)的(de)發展需要,G.652類光纖已進(jin)一(yi)步分為了G.652A、G.652B、G.652C三個(ge)子類,G.655類光纖也進(jin)一(yi)步分為了G.655A、G.655B 兩個(ge)子類。
按照IEC 標(biao)準(zhun)分類,IEC標(biao)準(zhun)將光纖(xian)的(de)種類分為
A 類多模光(guang)纖:
A1a 多(duo)模光纖(50/125μm型多(duo)模光纖)
A1b 多(duo)模(mo)光纖(xian)(62.5/125μm型多(duo)模(mo)光纖(xian))
A1d 多(duo)模光纖(xian)(100/140μm型多(duo)模光纖(xian))
B 類單(dan)模(mo)光纖:
B1.1 對應(ying)于G652光(guang)纖,增加了B1.3光(guang)纖以對應(ying)于G652C光(guang)纖
B1.2 對應(ying)于G654光纖
B2 光(guang)纖對(dui)應于G.653光(guang)纖
B4 光(guang)纖對應于G.655光(guang)纖
高分(fen)子光(guang)(guang)(guang)導(dao)纖維開發之初,僅用于汽(qi)(qi)車照(zhao)明燈的(de)(de)控制和裝飾。主要用于醫學(xue)(xue)、裝飾、汽(qi)(qi)車、船舶(bo)等(deng)方面,以(yi)顯示(shi)元件為(wei)主。在通信和圖像傳(chuan)輸方面,高分(fen)子光(guang)(guang)(guang)導(dao)纖維的(de)(de)應用日益增多,工業上用于光(guang)(guang)(guang)導(dao)向器(qi)、顯示(shi)盤、標(biao)識、開關類照(zhao)明調節、光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)傳(chuan)感器(qi)等(deng)。
光導纖(xian)(xian)維可以用(yong)在通(tong)(tong)信(xin)(xin)技術(shu)里。1979年(nian)9月,一條3.3公里的120路光纜通(tong)(tong)信(xin)(xin)系統在北京建(jian)成,幾年(nian)后上(shang)海、天津、武漢(han)等地也相(xiang)繼(ji)鋪設了光纜線(xian)路,利用(yong)光導纖(xian)(xian)維進(jin)行通(tong)(tong)信(xin)(xin)。
多模光導纖維做成的(de)光纜可用于通信,它(ta)的(de)傳(chuan)導性(xing)能良好,傳(chuan)輸信息容量大,一條通路可同時容納數十(shi)人通話。可以同時傳(chuan)送數十(shi)套電(dian)視節目,供自由選(xuan)看(kan)。
利用(yong)光(guang)導纖(xian)(xian)維進行(xing)的通信(xin)叫光(guang)纖(xian)(xian)通信(xin)。一(yi)(yi)對金(jin)屬電(dian)話(hua)線至(zhi)多(duo)只(zhi)能同時傳送一(yi)(yi)千多(duo)路電(dian)話(hua),而根據(ju)理論(lun)計(ji)算(suan),一(yi)(yi)對細(xi)如(ru)蛛絲的光(guang)導纖(xian)(xian)維可以(yi)同時通一(yi)(yi)百(bai)億路電(dian)話(hua)!鋪設1000公(gong)里(li)的同軸電(dian)纜大約需要500噸銅,改用(yong)光(guang)纖(xian)(xian)通信(xin)只(zhi)需幾公(gong)斤石英就(jiu)可以(yi)了(le)。沙石中就(jiu)含有石英,幾乎是取之不盡的。
光(guang)(guang)導纖(xian)維內窺鏡可(ke)導入(ru)心(xin)臟和腦室(shi),測量心(xin)臟中的(de)血壓(ya)、血液(ye)中氧(yang)的(de)飽(bao)和度、體溫等(deng)。用(yong)光(guang)(guang)導纖(xian)維連(lian)接的(de)激光(guang)(guang)手術刀已在臨(lin)床應用(yong),并可(ke)用(yong)作光(guang)(guang)敏法治癌。
另外,利用光(guang)導纖(xian)維制(zhi)成(cheng)的內窺(kui)(kui)鏡,可以幫助醫(yi)(yi)生檢(jian)查胃(wei)、食道、十二(er)指腸等的疾病。光(guang)導纖(xian)維胃(wei)鏡是由上千(qian)根(gen)玻璃纖(xian)維組(zu)成(cheng)的軟管(guan),它(ta)有(you)輸送光(guang)線、傳(chuan)導圖像的本(ben)領,又(you)有(you)柔(rou)軟、靈活(huo),可以任意彎曲(qu)等優點(dian),可以通過食道插入胃(wei)里。光(guang)導纖(xian)維把胃(wei)里的圖像傳(chuan)出(chu)來,醫(yi)(yi)生就(jiu)可以窺(kui)(kui)見胃(wei)里的情(qing)(qing)形,然后(hou)根(gen)據情(qing)(qing)況進行(xing)診斷(duan)和治療。
光(guang)(guang)導纖維(wei)可以把陽光(guang)(guang)送到(dao)各個(ge)角落,還可以進(jin)行(xing)機械(xie)加(jia)工。計算機、機器(qi)人、汽(qi)車(che)配電盤等(deng)也(ye)已(yi)成功地用(yong)光(guang)(guang)導纖維(wei)傳輸(shu)光(guang)(guang)源或(huo)圖像。如(ru)與敏感(gan)元件組合或(huo)利用(yong)本(ben)身(shen)的(de)特性,則可以做成各種傳感(gan)器(qi),測量(liang)壓力、流量(liang)、溫度、位移(yi)、光(guang)(guang)澤和顏色等(deng)。在能量(liang)傳輸(shu)和信息(xi)傳輸(shu)方面也(ye)獲得廣(guang)泛的(de)應用(yong)。
由于光(guang)纖的(de)良好的(de)物理(li)特(te)性,光(guang)纖照明和LED照明已(yi)越來越成為(wei)藝術(shu)裝修美化的(de)用(yong)途。
應用如下:
門(men)頭店名(標設)和LOGO采用粗光纖制作(zuo)光暈照明。
門(men)頭的局(ju)部(bu)輪廓采用Φ18(Φ14)的側光纖進行照(zhao)明。
場所(suo)外立(li)面局部(bu)采用光纖三維(wei)鏡。
采用藝術分布的光纖點(dian)陣,配置光纖照明(ming)YY-S150光纖掃描機。
在(zai)草(cao)坪上布置光纖地燈。
光(guang)纖(xian)瀑(pu)布、光(guang)纖(xian)立體球等藝術(shu)造型。
同時也(ye)用在裝(zhuang)飾(shi)顯(xian)示、廣告顯(xian)示。
光(guang)纖(xian)也可(ke)以用作各種視覺藝術的展示等,光(guang)纖(xian)的特性得到充分(fen)的應用,如圖所(suo)示:
光(guang)纖(xian)成為裝(zhuang)飾品:利(li)用光(guang)纖(xian)發(fa)光(guang)的(de)特性,可以做(zuo)成各種色彩的(de)熒光(guang)光(guang)纖(xian)、滿天星光(guang)纖(xian)花瓶、做(zuo)禮品晚會用,還是室內裝(zhuang)飾都很漂亮:如下圖:
過去,石(shi)油(you)工(gong)業(ye)只能(neng)利(li)用現有的技術(shu)開(kai)采油(you)氣(qi)儲量,常常無(wu)法滿足快速投資回收和最大化(hua)油(you)氣(qi)采收率的需(xu)求,并導致原油(you)采收率平(ping)均只有35%左右。井下(xia)系(xi)統供應商預測(ce),通(tong)過利(li)用智能(neng)井技術(shu)可以(yi)使原油(you)采收率提高到50%~60%。
在開發井(jing)(jing)(jing)中傳感器之前,收集井(jing)(jing)(jing)下信息的(de)(de)唯一方(fang)法(fa)是(shi)測井(jing)(jing)(jing)。測井(jing)(jing)(jing)方(fang)法(fa)雖然能(neng)提(ti)供(gong)有(you)價(jia)值的(de)(de)數據,但作業成本(ben)高(gao),并有(you)可能(neng)對(dui)井(jing)(jing)(jing)產生損害。因此,需要更好(hao)的(de)(de)井(jing)(jing)(jing)下技術提(ti)高(gao)無干擾(rao)流(liu)動監測和控制。
可以(yi)共同提高采收率的技術有:
·電子井下傳感器(qi),提供定點溫度(du)和壓力(li)監測;
·流量和含水量傳感器;
·井下電-液壓操控流動控制(zhi)系(xi)統;
·基于實時油藏動態數(shu)據;
·優化油藏模擬;
·高(gao)溫(wen)光纖(xian)井下(xia)傳感器(qi);
·電子與(yu)光(guang)纖井口濕式連接系統。
過去幾年,傳感(gan)器技(ji)術(shu)愈來愈多地從其它(ta)行業轉向海上(shang)和井(jing)下(xia),特(te)別(bie)是光(guang)(guang)纖傳感(gan)器技(ji)術(shu),光(guang)(guang)纖傳感(gan)器極(ji)大地提高了高溫(wen)系統的可靠(kao)性。近期,大型(xing)井(jing)下(xia)設(she)備(bei)供應商經常與光(guang)(guang)纖探測技(ji)術(shu)專業公(gong)司(si)合(he)作或收購這類公(gong)司(si),充分證(zheng)實了這項技(ji)術(shu)的潛力。
光(guang)纖傳感(gan)器系列包括(kuo)3項(xiang)(xiang)被證(zheng)實的(de)核心技(ji)術(shu)和1項(xiang)(xiang)待開發的(de)技(ji)術(shu):
·分布式溫度(du)探測(DTS)。該項技(ji)術(shu)憑借一定長(chang)度(du)的光纖(xian)監測不同(tong)位置(zhi)上溫度(du)的變化(hua)。其(qi)溫度(du)分辨率為(wei)0.1oC,位置(zhi)分辨率為(wei)1m(光纖(xian)長(chang)度(du)大于10000m)。
·光纖還可(ke)以作為直接讀值的機械(xie)點源傳(chuan)感(gan)器(qi)。最簡單的形式,可(ke)能(neng)只是一個空腔(qiang),隨外(wai)部壓(ya)力改(gai)變(bian)長(chang)(chang)度,入(ru)射(she)到空腔(qiang)的光信號強度隨空腔(qiang)長(chang)(chang)度而下降。光纖傳(chuan)送設備(bei)允許(xu)在一根光纖上組合多個傳(chuan)感(gan)器(qi),測量不同(tong)物(wu)理變(bian)量。
·化學探(tan)測。專(zhuan)業(ye)光纖的開(kai)發與(yu)工業(ye)應用正在(zai)(zai)增(zeng)長(chang),它們對化學物質的存在(zai)(zai)和豐度比(bi)較敏感。這(zhe)種技(ji)術還不太先(xian)進,但很有發展潛力。
光(guang)(guang)纖收發(fa)器是一(yi)種將短距離(li)的(de)雙絞(jiao)線電信(xin)(xin)號和長距離(li)的(de)光(guang)(guang)信(xin)(xin)號進(jin)行互(hu)換(huan)(huan)的(de)以太網(wang)傳輸媒體轉換(huan)(huan)單元,在很(hen)多地方也被稱之為光(guang)(guang)電轉換(huan)(huan)器。產品一(yi)般(ban)應(ying)用(yong)在以太網(wang)電纜無法覆蓋、必須使(shi)用(yong)光(guang)(guang)纖來延長傳輸距離(li)的(de)實(shi)際網(wang)絡(luo)環境中,且通常定位于寬(kuan)帶城(cheng)域網(wang)的(de)接入層應(ying)用(yong);同時在幫助把光(guang)(guang)纖最后(hou)一(yi)公里線路連接到城(cheng)域網(wang)和更(geng)外(wai)層的(de)網(wang)絡(luo)上(shang)也發(fa)揮了(le)巨(ju)大的(de)作用(yong)。
企(qi)業在(zai)進行信息化(hua)基礎建(jian)設時,通常更多地關注路由(you)器、交換機乃(nai)至網(wang)卡等用于節點數據(ju)交換的(de)(de)網(wang)絡(luo)(luo)設備,卻往往忽略介(jie)質轉換這種非網(wang)絡(luo)(luo)核心必不(bu)(bu)可少的(de)(de)設備。特別是在(zai)一(yi)(yi)些(xie)要(yao)求信息化(hua)程(cheng)度(du)高、數據(ju)流(liu)量(liang)較大的(de)(de)政府機構和(he)企(qi)業,網(wang)絡(luo)(luo)建(jian)設時需(xu)要(yao)直接上(shang)連(lian)到以光纖為(wei)傳(chuan)輸(shu)介(jie)質的(de)(de)骨干網(wang),而(er)企(qi)業內部局(ju)域(yu)網(wang)的(de)(de)傳(chuan)輸(shu)介(jie)質一(yi)(yi)般為(wei)銅線,確保數據(ju)包在(zai)不(bu)(bu)同(tong)網(wang)絡(luo)(luo)間順(shun)暢傳(chuan)輸(shu)的(de)(de)介(jie)質轉換設備成(cheng)為(wei)必需(xu)品。
國外和(he)國內生產光纖收發器的廠商很多,產品線(xian)也極為豐富。為了保(bao)證與其他廠家的網(wang)卡、中繼器、集線(xian)器和(he)交換機(ji)等網(wang)絡設(she)備(bei)的完全兼(jian)容,光纖收發器產品必須嚴(yan)格符合10Base-T、100Base-TX、100Base-FX、IEEE802.3和(he)IEEE802.3u等以太網(wang)標準(zhun),除此之外,在EMC防電磁輻射方面(mian)應符合FCC Part15。時下由于國內各大(da)運營商正在大(da)力(li)建設(she)小區(qu)網(wang)、校園網(wang)和(he)企業網(wang),因此光纖收發器產品的用量也在不斷提高,以更(geng)好地滿(man)足接入網(wang)的建設(she)需要(yao)。
隨著(zhu)光纖收發器(qi)產品(pin)的多樣化發展,其分類方(fang)法(fa)也各異(yi),但各種分類方(fang)法(fa)之(zhi)間又有著(zhu)一定的關聯(lian)。
單模光纖收發器:傳(chuan)輸(shu)距(ju)離20公(gong)里(li)至120公(gong)里(li)
多模光纖收發器:傳(chuan)輸距離2公(gong)里到5公(gong)里
按光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)來分(fen),可以分(fen)為多模(mo)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)收(shou)(shou)(shou)發(fa)器(qi)(qi)和單模(mo)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)收(shou)(shou)(shou)發(fa)器(qi)(qi)。由于使用(yong)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)不(bu)同,收(shou)(shou)(shou)發(fa)器(qi)(qi)所能傳(chuan)輸的(de)(de)(de)距離(li)也(ye)不(bu)一(yi)樣(yang),多模(mo)收(shou)(shou)(shou)發(fa)器(qi)(qi)一(yi)般的(de)(de)(de)傳(chuan)輸距離(li)在2公(gong)里(li)到(dao)5公(gong)里(li)之間,而單模(mo)收(shou)(shou)(shou)發(fa)器(qi)(qi)覆蓋的(de)(de)(de)范(fan)圍可以從20公(gong)里(li)至120公(gong)里(li)。需(xu)要指出的(de)(de)(de)是因傳(chuan)輸距離(li)的(de)(de)(de)不(bu)同,光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)收(shou)(shou)(shou)發(fa)器(qi)(qi)本身的(de)(de)(de)發(fa)射(she)功率、接收(shou)(shou)(shou)靈敏度和使用(yong)波長(chang)也(ye)會不(bu)一(yi)樣(yang)。
如5公里光(guang)纖收(shou)發(fa)器的(de)(de)(de)發(fa)射功率一般在(zai)-20~-14db之(zhi)(zhi)間(jian),接收(shou)靈(ling)敏度為(wei)-30db,使用1310nm的(de)(de)(de)波長(chang);而120公里光(guang)纖收(shou)發(fa)器的(de)(de)(de)發(fa)射功率多(duo)在(zai)-5~0dB之(zhi)(zhi)間(jian),接收(shou)靈(ling)敏度為(wei)-38dB,使用1550nm的(de)(de)(de)波長(chang)。
按所需(xu)光(guang)纖分類:
單(dan)纖光纖收(shou)發器:接(jie)收(shou)發送的數據在一根光纖上傳(chuan)輸
雙纖光纖收(shou)發器:接收(shou)發送的數據(ju)在一對光纖上傳(chuan)輸
顧名思(si)義,單纖(xian)設(she)備可(ke)以節省一半(ban)的光纖(xian),即在(zai)一根光纖(xian)上實(shi)現數(shu)據的接收(shou)和(he)發(fa)送,在(zai)光纖(xian)資(zi)源緊張的地方十分適用。這類產(chan)品(pin)(pin)采用了波分復用的技術,使用的波長多為(wei)1310nm和(he)1550nm。但(dan)由(you)于單纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)產(chan)品(pin)(pin)沒有統一國(guo)際標準,因此不同(tong)廠商產(chan)品(pin)(pin)在(zai)互(hu)聯互(hu)通時可(ke)能(neng)會存在(zai)不兼容的情況。另外由(you)于使用了波分復用,單纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)產(chan)品(pin)(pin)普遍存在(zai)信號衰耗大的特點。市(shi)面(mian)上的光纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)多為(wei)雙纖(xian)產(chan)品(pin)(pin),此類產(chan)品(pin)(pin)較(jiao)為(wei)成熟和(he)穩定,但(dan)需要更多的光纖(xian)。
按工作層次/速(su)率分(fen)類
100M以(yi)太網(wang)光纖(xian)收發器:工作在物理層
10/100M以太(tai)網光纖收發器(qi):工作在(zai)數據鏈路層(ceng)
按工作(zuo)(zuo)層次/速率(lv)來分(fen),可以分(fen)為單10M、100M的(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)、10/100M自適應的(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)和(he)1000M光(guang)纖(xian)(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)。其中(zhong)單10M和(he)100M的(de)(de)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)產品工作(zuo)(zuo)在(zai)(zai)物理層,在(zai)(zai)這一層工作(zuo)(zuo)的(de)(de)收(shou)(shou)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)產品是按位(wei)來轉發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)數據(ju)。該轉發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)方(fang)式具有轉發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)速度快、通(tong)透率(lv)高、時(shi)延低等(deng)方(fang)面的(de)(de)優勢,適合應用于速率(lv)固定的(de)(de)鏈路上,同時(shi)由于此類(lei)設備在(zai)(zai)正常通(tong)信前沒有一個自協商的(de)(de)過程,因此在(zai)(zai)兼容(rong)性(xing)和(he)穩定性(xing)方(fang)面做得更好。
而(er)10/100M光纖(xian)收發器是工作在(zai)數(shu)據(ju)鏈路層(ceng)(ceng),在(zai)這一(yi)(yi)層(ceng)(ceng)光纖(xian)收發器使用存(cun)儲(chu)轉(zhuan)發的(de)(de)(de)機(ji)制,這樣轉(zhuan)發機(ji)制對接收到的(de)(de)(de)每一(yi)(yi)個數(shu)據(ju)包(bao)都要讀取它的(de)(de)(de)源(yuan)MAC地(di)(di)址、目的(de)(de)(de)MAC地(di)(di)址和數(shu)據(ju)凈荷,并(bing)在(zai)完(wan)成CRC循(xun)環冗(rong)余校驗以(yi)后才(cai)將(jiang)該數(shu)據(ju)包(bao)轉(zhuan)發出去。存(cun)儲(chu)轉(zhuan)發的(de)(de)(de)好(hao)處一(yi)(yi)來(lai)可(ke)以(yi)防止一(yi)(yi)些錯誤的(de)(de)(de)幀(zhen)在(zai)網(wang)絡中(zhong)傳(chuan)播(bo),占用寶貴的(de)(de)(de)網(wang)絡資源(yuan),同(tong)時(shi)還(huan)可(ke)以(yi)很好(hao)地(di)(di)防止由(you)于網(wang)絡擁(yong)塞造成的(de)(de)(de)數(shu)據(ju)包(bao)丟失,當數(shu)據(ju)鏈路飽和時(shi)存(cun)儲(chu)轉(zhuan)發可(ke)以(yi)將(jiang)無法轉(zhuan)發的(de)(de)(de)數(shu)據(ju)先放在(zai)收發器的(de)(de)(de)緩(huan)存(cun)中(zhong),等(deng)待網(wang)絡空閑時(shi)再進行轉(zhuan)發。這樣既減少了數(shu)據(ju)沖突的(de)(de)(de)可(ke)能又(you)保(bao)證(zheng)了數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)的(de)(de)(de)可(ke)靠性,因此10/100M的(de)(de)(de)光纖(xian)收發器適(shi)合于工作在(zai)速率不(bu)固定的(de)(de)(de)鏈路上。
按結構分類
桌面(mian)式(獨(du)立式)光(guang)纖收發(fa)器:獨(du)立式用戶端(duan)設備
機架式(模塊化(hua))光纖收發器:安裝于十(shi)六(liu)槽(cao)機箱,采用(yong)集中(zhong)供電方(fang)式
按結構來分(fen),可(ke)以分(fen)為(wei)桌(zhuo)面(mian)式(shi)(shi)(獨立式(shi)(shi))光(guang)纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)(qi)和機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)式(shi)(shi)光(guang)纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)(qi)。桌(zhuo)面(mian)式(shi)(shi)光(guang)纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)(qi)適(shi)合于單(dan)個(ge)用戶(hu)使用,如滿足樓道中(zhong)單(dan)臺(tai)交(jiao)(jiao)換(huan)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)上聯。機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)式(shi)(shi)(模(mo)塊(kuai)化)光(guang)纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)(qi)適(shi)用于多用戶(hu)的(de)匯聚,如小(xiao)區的(de)中(zhong)心機(ji)(ji)(ji)(ji)房必(bi)須滿足小(xiao)區內所有(you)(you)交(jiao)(jiao)換(huan)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)上聯,使用機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)便于實現對所有(you)(you)模(mo)塊(kuai)型光(guang)纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)(qi)的(de)統一(yi)管(guan)理和統一(yi)供電(dian),國內的(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)多為(wei)16槽產品,即(ji)一(yi)個(ge)機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)中(zhong)最多可(ke)加插(cha)16個(ge)模(mo)塊(kuai)式(shi)(shi)光(guang)纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)(qi)。
按管理類型分類
非網管型收發器:即插即用,通(tong)過(guo)硬件撥碼開(kai)關設置電口工作模(mo)式
網管(guan)型(xing)收發(fa)器:支持電信級網絡管(guan)理
按(an)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)來(lai)分,可(ke)(ke)以(yi)分為網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)型(xing)光(guang)(guang)纖收(shou)(shou)發器(qi)和(he)(he)非網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)型(xing)光(guang)(guang)纖收(shou)(shou)發器(qi)。隨著網(wang)(wang)(wang)(wang)絡(luo)向(xiang)(xiang)著可(ke)(ke)運營可(ke)(ke)管(guan)(guan)(guan)理(li)的(de)(de)方(fang)向(xiang)(xiang)發展(zhan),大多數運營商(shang)都希望自己網(wang)(wang)(wang)(wang)絡(luo)中的(de)(de)所有(you)設備(bei)均(jun)能做到(dao)可(ke)(ke)遠(yuan)程(cheng)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)程(cheng)度,光(guang)(guang)纖收(shou)(shou)發器(qi)產品與交(jiao)換機(ji)(ji)、路(lu)由器(qi)一樣也逐步(bu)向(xiang)(xiang)這個(ge)方(fang)向(xiang)(xiang)發展(zhan)。對于可(ke)(ke)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)光(guang)(guang)纖收(shou)(shou)發器(qi)還(huan)可(ke)(ke)以(yi)細分為局端(duan)可(ke)(ke)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)和(he)(he)用(yong)戶端(duan)可(ke)(ke)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)。局端(duan)可(ke)(ke)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)光(guang)(guang)纖收(shou)(shou)發器(qi)主(zhu)(zhu)(zhu)要是機(ji)(ji)架式(shi)(shi)產品,多采用(yong)主(zhu)(zhu)(zhu)從式(shi)(shi)的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)理(li)結構,即一個(ge)主(zhu)(zhu)(zhu)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)可(ke)(ke)串聯N個(ge)從網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai),每個(ge)從網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)定期輪詢它所在子(zi)(zi)架上所有(you)光(guang)(guang)纖收(shou)(shou)發器(qi)的(de)(de)狀態(tai)信(xin)息(xi),向(xiang)(xiang)主(zhu)(zhu)(zhu)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)提交(jiao)。主(zhu)(zhu)(zhu)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)一方(fang)面(mian)(mian)需要輪詢自己機(ji)(ji)架上的(de)(de)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)信(xin)息(xi),另一方(fang)面(mian)(mian)還(huan)需收(shou)(shou)集所有(you)從子(zi)(zi)架上的(de)(de)信(xin)息(xi),然后(hou)匯總并提交(jiao)給(gei)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)服務(wu)器(qi)。如武漢(han)烽(feng)火網(wang)(wang)(wang)(wang)絡(luo)所提供的(de)(de)OL200系列(lie)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)型(xing)光(guang)(guang)纖收(shou)(shou)發器(qi)產品支持1(主(zhu)(zhu)(zhu))9(從)的(de)(de)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)結構,一次性最多可(ke)(ke)管(guan)(guan)(guan)理(li)150個(ge)光(guang)(guang)纖收(shou)(shou)發器(qi)。
按電源分類
內置電源(yuan):內置開關電源(yuan)為電信級電源(yuan)
外置電源:外置變壓器電源多使用在民(min)用設備上
按電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)來分,可(ke)以分為內置電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)和外置電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)兩(liang)種。其中內置開關電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)為電(dian)信級電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan),而外置變壓(ya)器電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)多使用(yong)(yong)在民用(yong)(yong)設備(bei)上。前者(zhe)的(de)優勢(shi)在于(yu)能支持超寬的(de)電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)電(dian)壓(ya),更好地實現穩壓(ya)、濾波(bo)和設備(bei)電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)保護,減少機械式接觸造成的(de)外置故障點(dian);后者(zhe)的(de)優勢(shi)在于(yu)設備(bei)體積(ji)小巧和價格(ge)便宜。
按工作方式分類
全(quan)雙工(gong)方(fang)(fang)式(shi)(full duplex)是指當數(shu)據(ju)的(de)(de)發(fa)送和(he)接(jie)收分流,分別由兩根不同的(de)(de)傳(chuan)輸線傳(chuan)送時(shi)(shi),通信雙方(fang)(fang)都能(neng)在同一時(shi)(shi)刻進(jin)行(xing)(xing)發(fa)送和(he)接(jie)收操(cao)(cao)作,這樣的(de)(de)傳(chuan)送方(fang)(fang)式(shi)就是全(quan)雙工(gong)制,如圖1所示。在全(quan)雙工(gong)方(fang)(fang)式(shi)下,通信系(xi)統的(de)(de)每一端(duan)都設置了發(fa)送器(qi)(qi)和(he)接(jie)收器(qi)(qi),因(yin)此,能(neng)控制數(shu)據(ju)同時(shi)(shi)在兩個方(fang)(fang)向(xiang)上傳(chuan)送。全(quan)雙工(gong)方(fang)(fang)式(shi)無需進(jin)行(xing)(xing)方(fang)(fang)向(xiang)的(de)(de)切換,因(yin)此,沒有切換操(cao)(cao)作所產生(sheng)的(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)延遲。
半(ban)雙(shuang)式方式(half duplex)是(shi)指(zhi)使(shi)(shi)用(yong)(yong)同一(yi)根(gen)傳輸線既作接(jie)收(shou)又(you)作發(fa)送(song),雖然數據可(ke)以(yi)在兩(liang)個方向上傳送(song),但通(tong)信雙(shuang)方不(bu)能(neng)同時收(shou)發(fa)數據,這(zhe)樣的(de)(de)(de)傳送(song)方式就是(shi)半(ban)雙(shuang)工(gong)制(zhi)。采用(yong)(yong)半(ban)雙(shuang)工(gong)方式時,通(tong)信系統每(mei)一(yi)端的(de)(de)(de)發(fa)送(song)器和接(jie)收(shou)器,通(tong)過收(shou)/發(fa)開關轉接(jie)到通(tong)信線上,進行方向的(de)(de)(de)切換,因此,會(hui)產生時間(jian)延遲(chi)。市面(mian)上有些晶片,只能(neng)使(shi)(shi)用(yong)(yong)全雙(shuang)工(gong)環境,無法支(zhi)持半(ban)雙(shuang)工(gong),若接(jie)至其他品牌的(de)(de)(de)交換機(N-Way Switch)或集線器(HUB),其又(you)使(shi)(shi)用(yong)(yong)半(ban)雙(shuang)工(gong)模式,則(ze)一(yi)定(ding)會(hui)造(zao)成嚴重的(de)(de)(de)沖撞(zhuang)及丟包。
顏色辨別
黃色的代表單模
橙色的代表多模
外套標識辨別
50/125,62.5/125為多模,并且可能(neng)標有mm
9/125(g652)為單模,并且可(ke)能標有sm
光纖磨制端頭
在(zai)放(fang)大(da)鏡下可辨別,多模呈同(tong)心圓
單(dan)模中間有(you)一黑點
熔(rong)接機熔(rong)接時從(cong)屏上可辨別
多模纖中(zhong)間沒白(bai)條
單模中(zhong)間有一(yi)白條
同時,熔接機對多模(mo)光纜(lan)不做熔接損耗計算。再,單(dan)模(mo)與多模(mo)光纖(xian)熔接機不能熔接。
單模(mo)(mo)收發(fa)器可以用于(yu)多模(mo)(mo)光纜鏈路(lu),但注意跳線要用多模(mo)(mo)的。
依據信(xin)號(hao)在(zai)光(guang)纖(xian)中傳(chuan)(chuan)輸的(de)模(mo)式(shi),主要分兩大類:單(dan)模(mo)和多模(mo)。模(mo)式(shi)通常是(shi)指光(guang)信(xin)號(hao)在(zai)光(guang)纖(xian)內的(de)傳(chuan)(chuan)輸路徑,單(dan)模(mo)的(de)傳(chuan)(chuan)輸路徑就(jiu)是(shi)中心軸線;將光(guang)纖(xian)沿中軸線切出一個刨(bao)面(mian),光(guang)信(xin)號(hao)在(zai)刨(bao)面(mian)上利用全反(fan)射進行傳(chuan)(chuan)輸。光(guang)纖(xian)可(ke)以擁有(you)這種刨(bao)面(mian)無限(xian)多個,所以光(guang)信(xin)號(hao)的(de)傳(chuan)(chuan)輸路徑就(jiu)會有(you)無限(xian)多條(tiao),即有(you)無限(xian)多種模(mo)式(shi),如此(ci)傳(chuan)(chuan)輸的(de)光(guang)纖(xian)就(jiu)被稱作(zuo)多模(mo)光(guang)纖(xian)。
單(dan)模的纖芯尺寸一(yi)般是8~10um,在單(dan)模中(zhong)信號(hao)沿直線進行傳播,也就是一(yi)種模式。多(duo)模的纖芯比(bi)較大,50um或是62.5um,可(ke)以同(tong)時(shi)進行多(duo)種模式的傳輸。
單(dan)(dan)(dan)模(mo)的(de)傳(chuan)(chuan)輸(shu)帶(dai)寬高,傳(chuan)(chuan)輸(shu)距離(li)(li)遠,主要用(yong)于中長距離(li)(li)的(de)信號(hao)傳(chuan)(chuan)輸(shu)系(xi)統,如光(guang)(guang)纖(xian)到(dao)戶、地(di)鐵和道路等長距離(li)(li)網絡(luo)。但是(shi),因為單(dan)(dan)(dan)模(mo)的(de)纖(xian)芯比較小,與發射機(ji)連接(jie)時需要精(jing)確對(dui)接(jie),從而耦合到(dao)較高的(de)光(guang)(guang)源。這(zhe)使(shi)得單(dan)(dan)(dan)模(mo)光(guang)(guang)纖(xian)網絡(luo)系(xi)統的(de)其(qi)他(ta)配件價格(ge)升高,單(dan)(dan)(dan)模(mo)光(guang)(guang)發射機(ji)的(de)價格(ge)比多模(mo)的(de)就(jiu)貴不少。使(shi)用(yong)單(dan)(dan)(dan)模(mo)連接(jie)器進行端接(jie)時,要注意精(jing)確對(dui)接(jie),不然會產(chan)生數值較高的(de)插入損耗,降低光(guang)(guang)纖(xian)傳(chuan)(chuan)輸(shu)性(xing)能。
而多(duo)模能主要用于滿足短距離(li)網(wang)絡的(de)(de)傳輸。事實上,多(duo)模光纖能夠支持萬兆(zhao)以(yi)太網(wang)550米內的(de)(de)垂直子系(xi)統(tong)布線(xian)和(he)短距離(li)建筑群子系(xi)統(tong)布線(xian),以(yi)及40G/100G網(wang)絡150米內的(de)(de)數(shu)據中(zhong)心(xin)布線(xian)。并且,多(duo)模光纖系(xi)統(tong)的(de)(de)光電轉(zhuan)換元件比單模更便宜,現場安裝和(he)端接也更簡單。
光纖作為寬(kuan)帶接(jie)入一種主流的方式,有著通(tong)信容量(liang)大、中繼距離長、保密(mi)性能好、適應(ying)能力強、體積小重量(liang)輕、原材料來源廣價格(ge)低(di)廉等(deng)的優點,未來在寬(kuan)帶互聯網接(jie)入的應(ying)用可預料會非常廣泛。
根(gen)據市場(chang)研究(jiu)與預測(ce)公司IDC預計2012年(nian)(nian)中(zhong)國光(guang)(guang)纖(xian)接(jie)入(ru)用(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)數將(jiang)(jiang)超(chao)(chao)過(guo)2660萬(wan)戶(hu)(hu)(hu)(hu),未來5年(nian)(nian)保(bao)持56.4%的(de)年(nian)(nian)復合增長率,而(er)且中(zhong)國已成為全(quan)球最大的(de)光(guang)(guang)網絡設備市場(chang)之一。截至2011年(nian)(nian)底,中(zhong)國光(guang)(guang)纖(xian)接(jie)入(ru)端口數已超(chao)(chao)過(guo)1億(yi)個,同(tong)比(bi)增長超(chao)(chao)過(guo)100%;中(zhong)國光(guang)(guang)纖(xian)接(jie)入(ru)用(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)數已達(da)(da)1556萬(wan)戶(hu)(hu)(hu)(hu),同(tong)比(bi)增長超(chao)(chao)過(guo)370%。比(bi)起(qi)中(zhong)國1.58億(yi)的(de)寬(kuan)帶用(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)數,光(guang)(guang)纖(xian)接(jie)入(ru)用(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)數還將(jiang)(jiang)會有非常(chang)廣闊的(de)上升空間。根(gen)據我國光(guang)(guang)纖(xian)寬(kuan)帶發展計劃(hua),到(dao)(dao)2015年(nian)(nian)全(quan)國互聯網出(chu)口帶寬(kuan)達(da)(da)到(dao)(dao)5T,城市家(jia)庭帶寬(kuan)接(jie)入(ru)能力基本(ben)達(da)(da)到(dao)(dao)20M以上,農村家(jia)庭帶寬(kuan)能力基本(ben)達(da)(da)到(dao)(dao)4M以上;家(jia)庭光(guang)(guang)纖(xian)接(jie)入(ru)覆蓋超(chao)(chao)過(guo)500萬(wan)戶(hu)(hu)(hu)(hu);無線局(ju)域網的(de)公共運營(ying)熱點(dian)規模將(jiang)(jiang)超(chao)(chao)過(guo)15萬(wan)個;屆時將(jiang)(jiang)實現全(quan)市公益性機(ji)構光(guang)(guang)纖(xian)到(dao)(dao)達(da)(da)率100%,實現全(quan)部科(ke)技園區(qu)、工業園區(qu)、商務樓宇、賓館酒店(dian)等商務類場(chang)所的(de)光(guang)(guang)纖(xian)到(dao)(dao)樓、到(dao)(dao)辦公室。
這(zhe)些(xie)數據都表(biao)明,中(zhong)國的(de)寬(kuan)(kuan)帶(dai)(dai)(dai)市場蘊藏著巨大(da)的(de)潛力(li),必(bi)將是未來寬(kuan)(kuan)帶(dai)(dai)(dai)運營(ying)商對(dui)抗的(de)主戰(zhan)場之一。而光纖寬(kuan)(kuan)帶(dai)(dai)(dai)的(de)普及也是大(da)勢所趨(qu)。所以未來寬(kuan)(kuan)帶(dai)(dai)(dai)市場的(de)斗(dou)爭(zheng)很大(da)程(cheng)度上是光纖寬(kuan)(kuan)帶(dai)(dai)(dai)的(de)斗(dou)爭(zheng)。
中國(guo)(guo)電信集(ji)團副總工程師靳東濱(bin)表示(shi),中國(guo)(guo)電信光纖寬(kuan)帶(dai)用戶數量三年(nian)后(hou)將超過1億,達到世界領(ling)先水(shui)平。中國(guo)(guo)聯通也明確了(le)2012年(nian)新增(zeng)光纖到戶家庭1000萬(wan)。中國(guo)(guo)移動在2010年(nian)在三大運營商光纖光纜招標(biao)量達40%~50%。可以看(kan)(kan)出各大運營商對于光纖寬(kuan)帶(dai)這項前(qian)景看(kan)(kan)好的業務都給予了(le)很大的重視。
光纖之(zhi)父——高錕
高錕(kun)從(cong)理論(lun)上分(fen)析證明了(le)用光纖作為傳輸媒體以實現(xian)光通信的(de)可能性(xing),并(bing)預(yu)言了(le)制造通信用的(de)超低耗光纖的(de)可能性(xing)。被譽為“光纖之父”。