微細(xi)的(de)光(guang)(guang)纖封裝(zhuang)在塑(su)料護套(tao)中(zhong),使(shi)得(de)它能夠彎曲而不至于斷裂。通常,光(guang)(guang)纖的(de)一(yi)端(duan)的(de)發射裝(zhuang)置使(shi)用發光(guang)(guang)二極管(light emitting diode,LED)或一(yi)束激光(guang)(guang)將光(guang)(guang)脈(mo)沖傳送至光(guang)(guang)纖,光(guang)(guang)纖的(de)另(ling)一(yi)端(duan)的(de)接收裝(zhuang)置使(shi)用光(guang)(guang)敏(min)元件(jian)檢測脈(mo)沖。
在日(ri)常生活(huo)中,由于光在光導(dao)纖維(wei)的傳導(dao)損耗(hao)比電在電線傳導(dao)的損耗(hao)低得多,光纖被(bei)用作長距離的信息傳遞。
通常(chang)光纖(xian)與光纜兩個名詞會被混(hun)淆。多數光纖(xian)在使用前必須由幾層(ceng)(ceng)保護(hu)結構包覆,包覆后(hou)的(de)纜線即被稱為光纜。光纖(xian)外(wai)層(ceng)(ceng)的(de)保護(hu)層(ceng)(ceng)和絕緣層(ceng)(ceng)可防(fang)止周圍環境對光纖(xian)的(de)傷害,如水、火、電擊等。
光(guang)纜(lan)(lan)分為:纜(lan)(lan)皮、芳綸絲、緩沖層(ceng)和光(guang)纖(xian)。光(guang)纖(xian)和同軸電(dian)纜(lan)(lan)相似,只是沒有網(wang)狀(zhuang)屏蔽層(ceng)。中心是光(guang)傳播(bo)的玻璃(li)芯。核為50μm,包層(ceng)為125μm,50/125μm是多模光(guang)纖(xian)的一個重要(yao)的特(te)征(zheng)。
其(qi)(qi)中金磚國家(jia)光(guang)纜計劃是直接連通(tong)5個金磚國家(jia)的海底光(guang)纜項目(mu),將于2014年初開工(gong),2015年中啟用。該(gai)項目(mu)總(zong)長3.4萬千米,其(qi)(qi)中直接連通(tong)5個金磚國家(jia)的海底光(guang)纜長約2.4萬千米。
2013年(nian),全球100G光纖的收入預(yu)計將首次超過10億美元。該公司分(fen)析了2013年(nian)一(yi)季度全球光網絡市(shi)場的財務結果,發現(xian)了一(yi)些趨勢(shi),包括一(yi)個(ge)令人失望的趨勢(shi),即(ji)市(shi)場的總(zong)體增(zeng)長仍(reng)然是困難(nan)的,只(zhi)有日(ri)本的富士公司利潤(run)逐年(nian)增(zeng)長。
雖然光纖市場在第一季(ji)度(du)(du)出現(xian)衰退的情(qing)況并(bing)不少(shao)見,但(dan)這(zhe)(zhe)次下(xia)降(jiang)令人擔憂(you)是因為(wei)這(zhe)(zhe)已經是連續第五個季(ji)度(du)(du)市場有所下(xia)降(jiang),并(bing)且季(ji)度(du)(du)收入達到六年來的最低值。
100G光(guang)纖(xian)的(de)(de)情況較為(wei)樂(le)觀,不管(guan)環比、同(tong)比都表現出強勁增長。2013年(nian)一(yi)季(ji)(ji)(ji)度(du)(du),100G光(guang)纖(xian)的(de)(de)出貨量(liang)較2012年(nian)四季(ji)(ji)(ji)度(du)(du)增長了41%,收(shou)入(ru)較2012年(nian)四季(ji)(ji)(ji)度(du)(du)增長了24%。以此計(ji)算(suan),年(nian)收(shou)入(ru)有望首次超過(guo)10億(yi)美(mei)元(yuan)。2013年(nian)一(yi)季(ji)(ji)(ji)度(du)(du),有20家(jia)供應商(shang)出售100G光(guang)纖(xian),將有更多的(de)(de)廠商(shang)加入(ru)市場(chang)競(jing)爭。供應商(shang)持謹(jin)慎樂(le)觀的(de)(de)態度(du)(du),短期訂單(dan)量(liang)看漲,長期訂單(dan)量(liang)并不樂(le)觀。
1870年(nian)的(de)(de)一(yi)天,英國(guo)物理學(xue)家丁(ding)達爾(er)到皇家學(xue)會的(de)(de)演講廳講光的(de)(de)全反射(she)原理,他(ta)做了一(yi)個(ge)簡(jian)單的(de)(de)實(shi)驗:在裝滿水(shui)(shui)的(de)(de)木桶上鉆個(ge)孔,然(ran)(ran)后(hou)用燈從桶上邊把水(shui)(shui)照亮。結果使觀眾(zhong)們(men)大吃一(yi)驚。人們(men)看到,放光的(de)(de)水(shui)(shui)從水(shui)(shui)桶的(de)(de)小孔里流了出來,水(shui)(shui)流彎曲,光線也跟著彎曲,光居然(ran)(ran)被彎彎曲曲的(de)(de)水(shui)(shui)俘獲了。
人們(men)曾(ceng)經發(fa)現(xian),光(guang)能(neng)沿著(zhu)從(cong)酒(jiu)桶中(zhong)(zhong)噴出的(de)(de)(de)細(xi)酒(jiu)流(liu)傳輸;人們(men)還發(fa)現(xian),光(guang)能(neng)順著(zhu)彎曲的(de)(de)(de)玻璃棒前進。這(zhe)是為什(shen)么呢?難道(dao)光(guang)線不再直進了(le)嗎(ma)?這(zhe)些(xie)現(xian)象引起(qi)了(le)丁達(da)爾的(de)(de)(de)注意(yi),經過他(ta)的(de)(de)(de)研究,發(fa)現(xian)這(zhe)是光(guang)的(de)(de)(de)全(quan)反射(she)的(de)(de)(de)作用,由于(yu)水(shui)(shui)等介質密度(du)比周圍的(de)(de)(de)物(wu)質(如(ru)空氣)大,即光(guang)從(cong)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)射(she)向空氣,當入射(she)角大于(yu)某一角度(du)時,折射(she)光(guang)線消失,全(quan)部光(guang)線都(dou)反射(she)回水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)。表(biao)面上看(kan),光(guang)好像在水(shui)(shui)流(liu)中(zhong)(zhong)彎曲前進。
后來人們造出(chu)一種透明度很(hen)高(gao)、粗細像蜘蛛絲一樣的(de)玻(bo)(bo)璃絲──玻(bo)(bo)璃纖(xian)維(wei)(wei)(wei),當光(guang)(guang)線以合(he)適的(de)角(jiao)度射入玻(bo)(bo)璃纖(xian)維(wei)(wei)(wei)時,光(guang)(guang)就沿(yan)著彎彎曲(qu)(qu)曲(qu)(qu)的(de)玻(bo)(bo)璃纖(xian)維(wei)(wei)(wei)前進。由于這種纖(xian)維(wei)(wei)(wei)能(neng)夠用來傳輸光(guang)(guang)線,所以稱它為(wei)光(guang)(guang)導纖(xian)維(wei)(wei)(wei)。
1880 AlexandraGrahamBell發明光(guang)束通話傳輸
1960 電(dian)射及光纖(xian)之(zhi)發明
1960 玻璃(li)纖維的傳(chuan)輸損耗大(da)于1000dB/km,其他材料(liao)包括光(guang)圈波導(dao)、氣體(ti)透鏡波導(dao)、空心金屬波導(dao)管等
1966 七月,英籍、華裔學者高錕博士(shi)(K.C.Kao)在(zai)PIEE雜志上(shang)發表(biao)論文《光(guang)頻率的介質纖維表(biao)面波導》,從理論上(shang)分(fen)析證(zheng)明了用(yong)光(guang)纖作(zuo)為(wei)傳(chuan)輸媒體以實現光(guang)通信的可能性,并預言了制造(zao)通信用(yong)的超低耗(hao)光(guang)纖的可能性
1970美(mei)國康寧公司三名科研(yan)人(ren)員馬瑞爾、卡普隆(long)、凱克用改進型化學相沉積法(MCVD法)成(cheng)功研(yan)制成(cheng)傳輸損(sun)耗(hao)只有20dB/km的低(di)損(sun)耗(hao)石(shi)英光纖。
1970 美國貝爾實驗室(shi)研制出(chu)世界上第一只(zhi)在室(shi)溫下連續波工作的砷(shen)化鎵鋁半導體激(ji)光器
1972 傳輸損耗降低至4dB/km
1974 美(mei)國貝爾研究所發(fa)明了低(di)損耗光纖制作(zuo)法(fa)――CVD法(fa)(化(hua)學氣相沉積法(fa)),使(shi)光纖傳輸損耗降低(di)到1.1dB/km。
1976 美國在(zai)亞(ya)特蘭大的(de)(de)貝爾實驗(yan)(yan)室地下管道開通了世界上第一條(tiao)光(guang)(guang)纖(xian)通信(xin)系統(tong)的(de)(de)試(shi)驗(yan)(yan)線(xian)路。采用一條(tiao)擁(yong)有144個(ge)光(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)光(guang)(guang)纜以44.736Mbps的(de)(de)速率傳輸信(xin)號,中繼距離為10km。采用的(de)(de)是多模光(guang)(guang)纖(xian),光(guang)(guang)源(yuan)用的(de)(de)是發光(guang)(guang)管LED,波長是0.85微米的(de)(de)紅外(wai)光(guang)(guang)。
1976 傳輸損耗降(jiang)低至0.5dB/km
1977 貝爾研究所和日本(ben)電報電話公司幾(ji)乎同時研制(zhi)成功壽(shou)命達100萬小時(實(shi)用中10年(nian)左右(you))的半導體激光器(qi)
1977 世(shi)界上第(di)一條光(guang)纖通信系(xi)統在美國芝加哥市投(tou)入商(shang)用(yong),速率為45Mb/s
1977 首(shou)次實際安裝電話(hua)光纖網路
1978 FORT在法國(guo)首(shou)次(ci)安裝其生產之(zhi)光纖電
1979趙梓(zi)森拉(la)制出我國(guo)自主研發的第一根實用光(guang)纖(xian),被譽為(wei)“中國(guo)光(guang)纖(xian)之父”
1979 傳輸損耗降低至0.2dB/km
1980 多模光纖通(tong)信系(xi)統商用化(140Mb/s),并著(zhu)手單模光纖通(tong)信系(xi)統的(de)現(xian)場試驗工作
1990 單模光纖通信系(xi)統進入(ru)商用化階段(duan)(565Mb/s),并著手進行(xing)零色散移位(wei)光纖和波(bo)分復(fu)用及相干通信的(de)現場(chang)試驗,而且陸續(xu)制定(ding)數字同(tong)步體系(xi)(SDH)的(de)技術標準(zhun)
1990 傳輸(shu)損耗(hao)(hao)降低至0.14dB/km,已經接近石英光纖的理(li)論衰(shuai)耗(hao)(hao)極限值0.1dB/km
1990 區域網絡及其他(ta)短距離傳輸(shu)應用之光纖
1992貝爾實驗(yan)室與(yu)日本合作伙(huo)伴成功地試(shi)驗(yan)了可以無錯誤傳輸9000公(gong)里的(de)光放大器,其最初速率為5Gbps,隨后增加到10Gbps
1993 SDH產品(pin)開始商用化(622Mb/s 以下)
1995 2.5Gb/s 的SDH產品進(jin)入商(shang)用化(hua)階段
1996 10Gb/s 的SDH產品進入商(shang)用化階段
1997 采用波分(fen)復(fu)用技術(WDM)的20Gb/s 和40Gb/s 的SDH產品試驗(yan)取得重大突破
2000 到屋邊光纖(xian)=>到桌邊光纖(xian)
2005 3.2Tbps超大容(rong)量的光纖(xian)通(tong)信系統(tong)在上海至杭州(zhou)開通(tong)
2005 FTTH(Fiber To The Home)光纖直接到家(jia)庭
光及其特性:
1.光是一種(zhong)電磁波
可見光(guang)部分波長(chang)范圍是(shi):390~760nm(納(na)米(mi))。大于(yu)760nm部分是(shi)紅外(wai)光(guang),小(xiao)于(yu)390nm部分是(shi)紫外(wai)光(guang)。光(guang)纖中應用的是(shi):850nm,1310nm,1550nm三種。
2.光的折射(she),反射(she)和全反射(she)。
因光(guang)在不(bu)(bu)(bu)同物(wu)質(zhi)中的(de)(de)(de)(de)傳播速度是(shi)不(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de),所以光(guang)從一種(zhong)物(wu)質(zhi)射(she)(she)(she)(she)(she)向另一種(zhong)物(wu)質(zhi)時(shi),在兩種(zhong)物(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)交界面處會(hui)產生折(zhe)射(she)(she)(she)(she)(she)和反射(she)(she)(she)(she)(she)。而(er)且,折(zhe)射(she)(she)(she)(she)(she)光(guang)的(de)(de)(de)(de)角(jiao)(jiao)度會(hui)隨入射(she)(she)(she)(she)(she)光(guang)的(de)(de)(de)(de)角(jiao)(jiao)度變化(hua)而(er)變化(hua)。當入射(she)(she)(she)(she)(she)光(guang)的(de)(de)(de)(de)角(jiao)(jiao)度達到或超過某(mou)一角(jiao)(jiao)度時(shi),折(zhe)射(she)(she)(she)(she)(she)光(guang)會(hui)消失(shi),入射(she)(she)(she)(she)(she)光(guang)全(quan)部被反射(she)(she)(she)(she)(she)回來,這就是(shi)光(guang)的(de)(de)(de)(de)全(quan)反射(she)(she)(she)(she)(she)。不(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)對相同波長光(guang)的(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)(she)(she)(she)(she)角(jiao)(jiao)度是(shi)不(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)(即(ji)不(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)有不(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)光(guang)折(zhe)射(she)(she)(she)(she)(she)率(lv)),相同的(de)(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)對不(bu)(bu)(bu)同波長光(guang)的(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)(she)(she)(she)(she)角(jiao)(jiao)度也是(shi)不(bu)(bu)(bu)同。光(guang)纖通訊(xun)就是(shi)基于(yu)以上原(yuan)理而(er)形成的(de)(de)(de)(de)。
1.光纖(xian)(xian)裸(luo)纖(xian)(xian)一(yi)般(ban)分(fen)為(wei)三(san)層:中心高(gao)折(zhe)射(she)率玻璃芯(xin)(xin)(xin)(xin)(芯(xin)(xin)(xin)(xin)徑一(yi)般(ban)為(wei)50或62.5μm),中間為(wei)低折(zhe)射(she)率硅玻璃包(bao)層(直徑一(yi)般(ban)為(wei)125μm),最(zui)外是加強(qiang)用(yong)的(de)樹脂涂(tu)層。光線在纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)(xin)(xin)傳送,當光纖(xian)(xian)射(she)到(dao)纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)(xin)(xin)和(he)外層界(jie)(jie)面的(de)角度(du)大于產生全反(fan)射(she)的(de)臨界(jie)(jie)角時,光線透(tou)不過(guo)界(jie)(jie)面,會全部(bu)反(fan)射(she)回(hui)來,繼(ji)續在纖(xian)(xian)芯(xin)(xin)(xin)(xin)內(nei)向前傳送,而包(bao)層主要起到(dao)保(bao)護的(de)作(zuo)用(yong)。
2.數值孔徑:
入射到光(guang)纖(xian)(xian)端面的(de)光(guang)并不能全部(bu)被光(guang)纖(xian)(xian)所傳輸,只是在某(mou)個角度(du)(du)范圍內(nei)的(de)入射光(guang)才可以。這個角度(du)(du)就稱為光(guang)纖(xian)(xian)的(de)數值(zhi)孔(kong)徑(jing)(jing)。光(guang)纖(xian)(xian)的(de)數值(zhi)孔(kong)徑(jing)(jing)大些對于光(guang)纖(xian)(xian)的(de)對接是有利的(de)。不同廠家生(sheng)產的(de)光(guang)纖(xian)(xian)的(de)數值(zhi)孔(kong)徑(jing)(jing)不同(AT&T CORNING)。
3.光纖(xian)的種(zhong)類:
光(guang)纖(xian)的(de)種類很多,根據用(yong)途不同,所需要的(de)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(de)光(guang)纖(xian),其(qi)設計和(he)制(zhi)造(zao)的(de)原則基本相同,諸如(ru):
①損耗小;
②有一定帶寬(kuan)且色散小;
③接線容易;
④易于成統;
⑤可靠性高;
⑥制造(zao)比(bi)較簡單;
⑦價廉(lian)等。光纖的(de)分(fen)類主要是從工作波長、折(zhe)射率分(fen)布、傳(chuan)輸模式、原材(cai)料和(he)制(zhi)造方法上作一歸納的(de),茲(zi)將各種(zhong)分(fen)類舉例如下。
(1)工作(zuo)波長:紫外光纖(xian)、可觀(guan)光纖(xian)、近紅(hong)外光纖(xian)、紅(hong)外光纖(xian)(0.85μm、1.3μm、1.55μm)。
(2)折(zhe)射率分布(bu):階躍(SI)型光(guang)纖(xian)、近階躍型光(guang)纖(xian)、漸變(GI)型光(guang)纖(xian)、其(qi)它(如三(san)角型、W型、凹陷型等(deng))。
(3)傳(chuan)輸模(mo)式:單(dan)模(mo)光纖(xian)(xian)(含偏振(zhen)保(bao)持光纖(xian)(xian)、非(fei)偏振(zhen)保(bao)持光纖(xian)(xian))、多模(mo)光纖(xian)(xian)。
(4)原材(cai)料(liao):石英光(guang)纖(xian)、多成分(fen)玻璃光(guang)纖(xian)、塑(su)料(liao)光(guang)纖(xian)、復合材(cai)料(liao)光(guang)纖(xian)(如塑(su)料(liao)包層、液(ye)體纖(xian)芯等(deng))、紅外(wai)材(cai)料(liao)等(deng)。按被覆(fu)材(cai)料(liao)還可分(fen)為無機材(cai)料(liao)(碳等(deng))、金屬材(cai)料(liao)(銅(tong)、鎳等(deng))和(he)塑(su)料(liao)等(deng)。
(5)制造方法(fa):預塑有汽相(xiang)軸向(xiang)沉積(ji)(VAD)、化(hua)學汽相(xiang)沉積(ji)(CVD)等,拉絲法(fa)有管(guan)律法(fa)(Rod intube)和雙坩鍋法(fa)等。
石(shi)英(ying)光(guang)(guang)纖(Silica Fiber)是以二氧(yang)化(hua)硅(SiO2)為主要原料,并按不同(tong)的(de)摻雜量,來控制纖芯和包(bao)層的(de)折射率分(fen)布的(de)光(guang)(guang)纖。石(shi)英(ying)(玻璃)系列光(guang)(guang)纖,具有(you)低耗、寬(kuan)帶(dai)的(de)特點,已(yi)廣泛應用于(yu)有(you)線電視(shi)和通(tong)信系統。
石英玻璃光(guang)導纖維的優點是損耗低,當光(guang)波長為(wei)1.0~1.7μm(約1.4μm附近),損耗只有(you)1dB/km,在1.55μm處最低,只有(you)0.2dB/km。
摻氟光纖(xian)(Fluorine Doped Fiber)為(wei)(wei)石英(ying)光纖(xian)的(de)(de)(de)典型產品之(zhi)一。通常,作為(wei)(wei)1.3μm波域的(de)(de)(de)通信(xin)用光纖(xian)中(zhong),控制纖(xian)芯(xin)的(de)(de)(de)摻雜(za)物為(wei)(wei)二(er)氧化鍺(GeO2),包(bao)層是用SiO2作成的(de)(de)(de)。但(dan)接氟光纖(xian)的(de)(de)(de)纖(xian)芯(xin),大多使用SiO2,而(er)在包(bao)層中(zhong)卻是摻入(ru)氟素(su)的(de)(de)(de)。由于,瑞利散射損耗是因折射率的(de)(de)(de)變動而(er)引(yin)起的(de)(de)(de)光散射現象。所(suo)以(yi),希(xi)望形成折射率變動因素(su)的(de)(de)(de)摻雜(za)物,以(yi)少為(wei)(wei)佳。氟素(su)的(de)(de)(de)作用主要是可以(yi)降低SIO2的(de)(de)(de)折射率。因而(er),常用于包(bao)層的(de)(de)(de)摻雜(za)。
石(shi)英(ying)光(guang)(guang)纖與其(qi)它原料的光(guang)(guang)纖相比,還具(ju)有(you)從紫(zi)外線光(guang)(guang)到近紅外線光(guang)(guang)的透(tou)光(guang)(guang)廣譜,除通信用途之外,還可用于導光(guang)(guang)和圖像傳導等領域。
作為(wei)光通信(xin)領域所(suo)開(kai)發(fa)的(de)石英系列光纖的(de)工作波長,盡管(guan)用(yong)在(zai)較短的(de)傳輸距離,也只能(neng)用(yong)于2μm。為(wei)此,能(neng)在(zai)更長的(de)紅(hong)外波長領域工作,所(suo)開(kai)發(fa)的(de)光纖稱(cheng)為(wei)紅(hong)外光纖。紅(hong)外光纖(Infrared Optical Fiber)主要用(yong)于光能(neng)傳送(song)。例如有:溫度計(ji)量(liang)、熱(re)圖像傳輸、激光手術刀醫療(liao)、熱(re)能(neng)加工等等,普及率尚低。
復(fu)合(he)光纖(xian)(Compound Fiber)是在(zai)SiO2原料中,再適當(dang)混合(he)諸如氧化(hua)(hua)鈉(Na2O)、氧化(hua)(hua)硼(B2O3)、氧化(hua)(hua)鉀(jia)(K2O)等氧化(hua)(hua)物制作成多組分玻璃光纖(xian),特(te)點(dian)是多組分玻璃比(bi)石英玻璃的軟(ruan)化(hua)(hua)點(dian)低且纖(xian)芯(xin)與包(bao)層的折(zhe)射(she)率差很大。主(zhu)要用在(zai)醫療業務的光纖(xian)內窺(kui)鏡。
氟(fu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)光纖(xian)(xian)(xian)氯化(hua)(hua)(hua)物(wu)光纖(xian)(xian)(xian)(Fluoride Fiber)是(shi)由氟(fu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)玻璃作成的(de)(de)光纖(xian)(xian)(xian)。這種光纖(xian)(xian)(xian)原(yuan)料又簡稱ZBLAN(即將(jiang)氟(fu)化(hua)(hua)(hua)鋯(ZrF2)、氟(fu)化(hua)(hua)(hua)鋇(BaF2)、氟(fu)化(hua)(hua)(hua)鑭(LaF3)、氟(fu)化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)(AlF3)、氟(fu)化(hua)(hua)(hua)鈉(NaF)等氯化(hua)(hua)(hua)物(wu)玻璃原(yuan)料簡化(hua)(hua)(hua)成的(de)(de)縮語。主要(yao)工作在(zai)2~10μm波(bo)長(chang)(chang)的(de)(de)光傳(chuan)輸業務。由于ZBLAN具(ju)有超低(di)損耗(hao)光纖(xian)(xian)(xian)的(de)(de)可能性,正在(zai)進(jin)行著用于長(chang)(chang)距離通信光纖(xian)(xian)(xian)的(de)(de)可行性開發(fa),例如:其理論上的(de)(de)最低(di)損耗(hao),在(zai)3μm波(bo)長(chang)(chang)時可達(da)10.2~10.3dB/km,而石英光纖(xian)(xian)(xian)在(zai)1.55μm時卻(que)在(zai)0.15~0.16dB/Km之間。ZBLAN光纖(xian)(xian)(xian)由于難于降低(di)散射(she)損耗(hao),只能用在(zai)2.4~2.7μm的(de)(de)溫敏器和熱圖像傳(chuan)輸,尚未廣泛實用。最近,為了利用ZBLAN進(jin)行長(chang)(chang)距離傳(chuan)輸,正在(zai)研制1.3μm的(de)(de)摻鐠光纖(xian)(xian)(xian)放大器(PDFA)。
塑包(bao)光纖(xian)(xian)(Plastic Clad Fiber)是將高(gao)純(chun)度的石英玻璃作成纖(xian)(xian)芯,而(er)將折射率(lv)比(bi)石英稍低的如硅膠等塑料作為(wei)包(bao)層的階(jie)躍(yue)型光纖(xian)(xian)。它(ta)與石英光纖(xian)(xian)相比(bi)較,具有纖(xian)(xian)芯粗、數值孔徑(NA)高(gao)的特點。因此,易與發光二極管(guan)LED光源結(jie)合,損耗(hao)也較小。所以,非常適用于局域網(LAN)和近距離(li)通信。
這是將纖芯(xin)和包(bao)層(ceng)都(dou)用(yong)(yong)塑(su)料(liao)(liao)(聚(ju)合(he)物(wu))作(zuo)成的(de)光(guang)(guang)纖。早(zao)期產品主要(yao)用(yong)(yong)于(yu)裝飾和導光(guang)(guang)照明及近(jin)距離光(guang)(guang)鍵路的(de)光(guang)(guang)通信中(zhong)(zhong)。原料(liao)(liao)主要(yao)是有機玻璃(PMMA)、聚(ju)苯乙(yi)稀(PS)和聚(ju)碳酸酯(zhi)(PC)。損耗受(shou)到塑(su)料(liao)(liao)固有的(de)C-H結(jie)合(he)結(jie)構制(zhi)約,一般每km可(ke)達幾(ji)十(shi)dB。為(wei)了降低損耗正在開發(fa)應(ying)(ying)用(yong)(yong)氟索(suo)系列(lie)塑(su)料(liao)(liao)。由于(yu)塑(su)料(liao)(liao)光(guang)(guang)纖(Plastic Optical fiber)的(de)纖芯(xin)直徑為(wei)1000μm,比單模石英光(guang)(guang)纖大(da)100倍,接續簡單,而且(qie)易于(yu)彎曲施工容易。近(jin)年(nian)來(lai)(lai),加上寬帶化的(de)進度,作(zuo)為(wei)漸變型(GI)折射率的(de)多模塑(su)料(liao)(liao)光(guang)(guang)纖的(de)發(fa)展受(shou)到了社會的(de)重視。最近(jin),在汽車(che)內部(bu)LAN中(zhong)(zhong)應(ying)(ying)用(yong)(yong)較快,未來(lai)(lai)在家庭LAN中(zhong)(zhong)也可(ke)能(neng)得到應(ying)(ying)用(yong)(yong)。
單(dan)(dan)模光(guang)(guang)纖(xian)這是指在(zai)工作波長中(zhong)(zhong),只能(neng)傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)一個傳(chuan)(chuan)播模式的(de)(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian),通常簡稱為(wei)單(dan)(dan)模光(guang)(guang)纖(xian)(SMF:Single ModeFiber)。在(zai)有(you)線電視(shi)和光(guang)(guang)通信中(zhong)(zhong),是應用最廣(guang)泛的(de)(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)。由于,光(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)纖(xian)芯很細(約10μm)而且折(zhe)射(she)(she)率(lv)呈階躍狀分布,當歸一化(hua)頻(pin)率(lv)V參數(shu)<2.4時,理論(lun)上,只能(neng)形成單(dan)(dan)模傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)。另外,SMF沒有(you)多模色(se)(se)散(san),不(bu)僅傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)頻(pin)帶(dai)較多模光(guang)(guang)纖(xian)更寬,再加上SMF的(de)(de)(de)材料色(se)(se)散(san)和結構色(se)(se)散(san)的(de)(de)(de)相加抵(di)消,其合成特性恰(qia)好形成零色(se)(se)散(san)的(de)(de)(de)特性,使傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)頻(pin)帶(dai)更加拓寬。SMF中(zhong)(zhong),因(yin)摻雜(za)物不(bu)同(tong)與制造方式的(de)(de)(de)差(cha)別有(you)許多類型。凹陷型包層(ceng)光(guang)(guang)纖(xian)(DePr-essed Clad Fiber),其包層(ceng)形成兩重結構,鄰近纖(xian)芯的(de)(de)(de)包層(ceng),較外倒包層(ceng)的(de)(de)(de)折(zhe)射(she)(she)率(lv)還低。
多模(mo)(mo)光(guang)纖(xian)(xian)將(jiang)光(guang)纖(xian)(xian)按工作波(bo)長(chang)以其(qi)傳(chuan)(chuan)播可能(neng)的模(mo)(mo)式(shi)為(wei)多個(ge)(ge)(ge)模(mo)(mo)式(shi)的光(guang)纖(xian)(xian)稱作多模(mo)(mo)光(guang)纖(xian)(xian)(MMF:MUlti ModeFiber)。纖(xian)(xian)芯直徑(jing)為(wei)50μm,由于傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)模(mo)(mo)式(shi)可達幾百個(ge)(ge)(ge),與(yu)SMF相比傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)帶(dai)寬(kuan)主要受模(mo)(mo)式(shi)色散支(zhi)配。在(zai)(zai)歷史(shi)上曾(ceng)用(yong)于有(you)線電視和通信(xin)系統的短(duan)距離傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)。自從出現SMF光(guang)纖(xian)(xian)后,似乎形(xing)成歷史(shi)產(chan)品。但實(shi)際上,由于MMF較(jiao)SMF的芯徑(jing)大且與(yu)LED等光(guang)源結(jie)合(he)容易,在(zai)(zai)眾(zhong)多LAN中(zhong)更(geng)有(you)優勢。所以,在(zai)(zai)短(duan)距離通信(xin)領(ling)域中(zhong)MMF仍在(zai)(zai)重新受到重視。MMF按折射(she)(she)率分布進行分類時(shi),有(you):漸變(GI)型和階躍(SI)型兩(liang)種。GI型的折射(she)(she)率以纖(xian)(xian)芯中(zhong)心為(wei)最高,沿向包層徐(xu)徐(xu)降低。由于SI型光(guang)波(bo)在(zai)(zai)光(guang)纖(xian)(xian)中(zhong)的反(fan)射(she)(she)前進過程中(zhong),產(chan)生各(ge)個(ge)(ge)(ge)光(guang)路(lu)徑(jing)的時(shi)差,致使射(she)(she)出光(guang)波(bo)失真,色激較(jiao)大。其(qi)結(jie)果是傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)帶(dai)寬(kuan)變窄(zhai),SI型MMF應(ying)用(yong)較(jiao)少。
單模光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)工作波長(chang)在1.3Pm時,模場(chang)直徑約(yue)9Pm,其傳輸(shu)損耗(hao)(hao)約(yue)0.3dB/km。此(ci)時,零(ling)色(se)(se)散波長(chang)恰好在1.3pm處。石英(ying)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)中(zhong),從原材(cai)料上看1.55pm段(duan)(duan)(duan)的(de)(de)傳輸(shu)損耗(hao)(hao)最小(約(yue)0.2dB/km)。由于已經實(shi)用的(de)(de)摻(chan)鉺(er)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)放大器(EDFA)是(shi)工作在1.55pm波段(duan)(duan)(duan)的(de)(de),如果在此(ci)波段(duan)(duan)(duan)也能實(shi)現零(ling)色(se)(se)散,就更有(you)利于應用1.55Pm波段(duan)(duan)(duan)的(de)(de)長(chang)距離(li)傳輸(shu)。于是(shi),巧妙地利用光(guang)(guang)纖(xian)(xian)材(cai)料中(zhong)的(de)(de)石英(ying)材(cai)料色(se)(se)散與(yu)纖(xian)(xian)芯結(jie)構色(se)(se)散的(de)(de)合成抵消特(te)性,就可使原在1.3Pm段(duan)(duan)(duan)的(de)(de)零(ling)色(se)(se)散,移(yi)位到1.55pm段(duan)(duan)(duan)也構成零(ling)色(se)(se)散。因此(ci),被命(ming)名為(wei)色(se)(se)散位移(yi)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(DSF:DispersionShifted Fiber)。加大結(jie)構色(se)(se)散的(de)(de)方法,主要是(shi)在纖(xian)(xian)芯的(de)(de)折射率分(fen)布性能進行改(gai)善。在光(guang)(guang)通信的(de)(de)長(chang)距離(li)傳輸(shu)中(zhong),光(guang)(guang)纖(xian)(xian)色(se)(se)散為(wei)零(ling)是(shi)重要的(de)(de),但不(bu)是(shi)唯一的(de)(de)。其它性能還有(you)損耗(hao)(hao)小、接續容易、成纜化(hua)或工作中(zhong)的(de)(de)特(te)性變化(hua)小(包括彎曲、拉伸和環(huan)境變化(hua)影響)。DSF就是(shi)在設計中(zhong),綜合考(kao)慮這些因素。
色(se)散移(yi)位光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(DSF)是將單模光(guang)纖(xian)(xian)(xian)設計零色(se)散位于(yu)1.55pm波段的(de)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)。而色(se)散平坦光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(DFF:Dispersion Flattened Fiber)卻(que)是將從1.3Pm到(dao)(dao)1.55pm的(de)較寬波段的(de)色(se)散,都(dou)能作(zuo)到(dao)(dao)很低(di),幾乎達到(dao)(dao)零色(se)散的(de)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)稱(cheng)作(zuo)DFF。由于(yu)DFF要(yao)作(zuo)到(dao)(dao)1.3pm~1.55pm范圍的(de)色(se)散都(dou)減少。就需要(yao)對光(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)折射(she)率(lv)分(fen)布進(jin)行復(fu)雜(za)的(de)設計。不過這種光(guang)纖(xian)(xian)(xian)對于(yu)波分(fen)復(fu)用(yong)(WDM)的(de)線路卻(que)是很適宜的(de)。由于(yu)DFF光(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)工藝比較復(fu)雜(za),費用(yong)較貴。今后隨著產量的(de)增(zeng)加,價格也會降低(di)。
對(dui)于(yu)(yu)采用(yong)(yong)單模光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)(de)干線系統,由于(yu)(yu)多數是利用(yong)(yong)1.3pm波(bo)(bo)段色(se)(se)(se)散(san)為零(ling)(ling)的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)構成的(de)(de)。可(ke)是,損耗最(zui)小的(de)(de)1.55pm,由于(yu)(yu)EDFA的(de)(de)實用(yong)(yong)化,如(ru)果能在1.3pm零(ling)(ling)色(se)(se)(se)散(san)的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)上也(ye)(ye)能令1.55pm波(bo)(bo)長工作,將是非常有(you)(you)益的(de)(de)。因為,在1.3Pm零(ling)(ling)色(se)(se)(se)散(san)的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)中,1.55Pm波(bo)(bo)段的(de)(de)色(se)(se)(se)散(san)約有(you)(you)16ps/km/nm之多。如(ru)果在此(ci)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)線路中,插(cha)入一段與(yu)此(ci)色(se)(se)(se)散(san)符號相(xiang)(xiang)反的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian),就(jiu)可(ke)使整個光(guang)(guang)線路的(de)(de)色(se)(se)(se)散(san)為零(ling)(ling)。為此(ci)目(mu)的(de)(de)所用(yong)(yong)的(de)(de)是光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)則稱作色(se)(se)(se)散(san)補償光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(DCF:DisPersion Compe-nsation Fiber)。DCF與(yu)標準的(de)(de)1.3pm零(ling)(ling)色(se)(se)(se)散(san)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)相(xiang)(xiang)比,纖(xian)(xian)(xian)芯直(zhi)徑(jing)更細,而(er)且折射率差也(ye)(ye)較大。DCF也(ye)(ye)是WDM光(guang)(guang)線路的(de)(de)重要(yao)組(zu)成部分。
在(zai)光(guang)(guang)纖中(zhong)傳播的(de)光(guang)(guang)波,因為(wei)具(ju)有(you)電磁(ci)波的(de)性質,所以,除了(le)基本的(de)光(guang)(guang)波單(dan)一模(mo)(mo)式(shi)之(zhi)外(wai),實(shi)質上還存(cun)在(zai)著電磁(ci)場(TE、TM)分(fen)(fen)布的(de)兩(liang)個正交模(mo)(mo)式(shi)。通常,由于(yu)光(guang)(guang)纖截面的(de)結(jie)構是圓(yuan)對(dui)(dui)稱的(de),這兩(liang)個偏振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)模(mo)(mo)式(shi)的(de)傳播常數相等,兩(liang)束偏振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)(guang)互不干涉(she),但(dan)實(shi)際上,光(guang)(guang)纖不是完全地圓(yuan)對(dui)(dui)稱,例如(ru)有(you)著彎曲(qu)部分(fen)(fen),就會(hui)出現兩(liang)個偏振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)模(mo)(mo)式(shi)之(zhi)間的(de)結(jie)合因素,在(zai)光(guang)(guang)軸上呈不規(gui)則(ze)分(fen)(fen)布。偏振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)(guang)的(de)這種變化造成的(de)色(se)散,稱之(zhi)偏振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)模(mo)(mo)式(shi)色(se)散(PMD)。對(dui)(dui)于(yu)以分(fen)(fen)配圖像(xiang)為(wei)主的(de)有(you)線電視,影響尚不太大,但(dan)對(dui)(dui)于(yu)一些未來超寬(kuan)帶有(you)特殊要求的(de)業務(wu),如(ru):
①相干通信中采用外差檢波,要求光(guang)波偏振更穩定時;
②光(guang)機器等(deng)對輸入(ru)輸出特(te)性要求與偏(pian)振相關(guan)時;
③在制作偏振(zhen)保持光耦合(he)器(qi)和偏振(zhen)器(qi)或去偏振(zhen)器(qi)等時;
④制作利用光(guang)干(gan)涉的光(guang)纖(xian)敏(min)感器等,
凡要求(qiu)偏(pian)(pian)振(zhen)波保持恒定的(de)(de)情(qing)況下(xia),對光纖(xian)經(jing)過改進使偏(pian)(pian)振(zhen)狀態不變的(de)(de)光纖(xian)稱作偏(pian)(pian)振(zhen)保持光纖(xian)(PMF:Polarization Maintaining fiber),或稱其為(wei)固定偏(pian)(pian)振(zhen)光纖(xian)。
雙折(zhe)射(she)光纖(xian)(xian)是指(zhi)在(zai)單(dan)模光纖(xian)(xian)中(zhong),可以傳(chuan)輸相互正交的(de)兩個固有(you)偏(pian)振(zhen)(zhen)模式的(de)光纖(xian)(xian)。折(zhe)射(she)率隨偏(pian)振(zhen)(zhen)方(fang)向變異的(de)現象稱(cheng)為雙折(zhe)射(she)。它又稱(cheng)作PANDA光纖(xian)(xian),即(ji)偏(pian)振(zhen)(zhen)保(bao)持與吸收減少(shao)光纖(xian)(xian)(Polarization-maintai-ning AND Absorption-reducing fiber)。它是在(zai)纖(xian)(xian)芯(xin)的(de)橫向兩則(ze),設置熱膨脹系(xi)數大、截面是圓形的(de)玻璃部分(fen)。在(zai)高溫的(de)光纖(xian)(xian)拉(la)(la)絲過(guo)程中(zhong),這些部分(fen)收縮,其結果在(zai)纖(xian)(xian)芯(xin)y方(fang)向產生拉(la)(la)伸,同時又在(zai)x方(fang)向呈(cheng)現壓縮應力。致使纖(xian)(xian)材出現光彈性效(xiao)應,使折(zhe)射(she)率在(zai)X方(fang)向和y方(fang)向出現差異。依(yi)此原(yuan)理(li)達到偏(pian)振(zhen)(zhen)保(bao)持恒定(ding)的(de)效(xiao)果。
通信用(yong)(yong)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)通常的(de)(de)工作環境溫度(du)(du)可在-40~+60℃之(zhi)間,設(she)計時也(ye)是(shi)以不受大量(liang)輻(fu)射(she)線(xian)照射(she)為(wei)前(qian)提(ti)的(de)(de)。相比之(zhi)下(xia)(xia),對于更低溫或(huo)更高溫以及能在遭受高壓或(huo)外力(li)影響、曝(pu)曬輻(fu)射(she)線(xian)的(de)(de)惡劣(lie)環境下(xia)(xia),也(ye)能工作的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)則(ze)稱作抗惡環境光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(Hard Condition Resistant Fiber)。一般為(wei)了(le)對光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)表面進行機(ji)械保護,多(duo)涂(tu)覆(fu)一層塑(su)料(liao)。可是(shi)隨(sui)著(zhu)溫度(du)(du)升(sheng)高,塑(su)料(liao)保護功能有所(suo)下(xia)(xia)降,致使(shi)(shi)使(shi)(shi)用(yong)(yong)溫度(du)(du)也(ye)有所(suo)限制。如果(guo)改用(yong)(yong)抗熱性塑(su)料(liao),如聚四(si)氟(fu)乙稀(Teflon)等(deng)樹脂,即可工作在300℃環境。也(ye)有在石(shi)英(ying)(ying)玻璃(li)表面涂(tu)覆(fu)鎳(Ni)和鋁(Al)等(deng)金屬(shu)的(de)(de)。這(zhe)種光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)則(ze)稱為(wei)耐熱光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(Heat Resistant Fiber)。另外,當光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)受到輻(fu)射(she)線(xian)的(de)(de)照射(she)時,光(guang)(guang)(guang)損耗會增加。這(zhe)是(shi)因為(wei)石(shi)英(ying)(ying)玻璃(li)遇(yu)到輻(fu)射(she)線(xian)照射(she)時,玻璃(li)中會出現結(jie)構缺陷(xian)(也(ye)稱作色心:Colour Center),尤在0.4~0.7pm波長時損耗增大。防止辦(ban)法(fa)是(shi)改用(yong)(yong)摻雜(za)OH或(huo)F素的(de)(de)石(shi)英(ying)(ying)玻璃(li),就能抑(yi)制因輻(fu)射(she)線(xian)造成(cheng)的(de)(de)損耗缺陷(xian)。這(zhe)種光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)則(ze)稱作抗輻(fu)射(she)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(Radiation Resistant Fiber),多(duo)用(yong)(yong)于核發電站的(de)(de)監測用(yong)(yong)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)維鏡等(deng)。
為了保持光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)機械強度(du)(du)和損耗的(de)長時(shi)間穩定,而在玻(bo)璃表面(mian)涂裝碳化硅(SiC)、碳化鈦(tai)(TiC)、碳(C)等無機材料,用來防止從外部來的(de)水和氫(qing)的(de)擴散所制造的(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(HCFHermeticallyCoated Fiber)。通(tong)用的(de)是在化學氣相沉(chen)積(CVD)法(fa)生產(chan)過程中,用碳層高速堆積來實現充分密封(feng)效(xiao)應(ying)。這種碳涂覆(fu)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(CCF)能有效(xiao)地截(jie)斷光(guang)(guang)纖(xian)(xian)與外界氫(qing)分子的(de)侵(qin)入。據報道它在室溫的(de)氫(qing)氣環(huan)境中可維(wei)持20年不(bu)增(zeng)加損耗。當然,它在防止水分侵(qin)入,延緩(huan)機械強度(du)(du)的(de)疲勞進(jin)程中,其(qi)疲勞系數(Fatigue Parameter)可達200以上。所以,HCF被應(ying)用于嚴(yan)酷環(huan)境中要求可靠性(xing)高的(de)系統,例如(ru)海底光(guang)(guang)纜就是一例。
在石英(ying)光(guang)纖的(de)(de)表面(mian)涂(tu)敷碳膜(mo)的(de)(de)光(guang)纖,稱之碳涂(tu)層(ceng)(ceng)光(guang)纖(CCF:Carbon CoatedFiber)。其機(ji)理是利用碳素的(de)(de)致密膜(mo)層(ceng)(ceng),使光(guang)纖表面(mian)與外界隔(ge)離,以(yi)改善光(guang)纖的(de)(de)機(ji)械(xie)疲勞損耗和氫分子的(de)(de)損耗增加(jia)。CCF是密封涂(tu)層(ceng)(ceng)光(guang)纖(HCF)的(de)(de)一種。
金(jin)屬涂(tu)層光(guang)纖(xian)(xian)(Metal Coated Fiber)是(shi)在(zai)光(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)表(biao)面涂(tu)布(bu)Ni、Cu、Al等(deng)金(jin)屬層的(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)。也有再在(zai)金(jin)屬層外被(bei)覆塑料的(de)(de),目的(de)(de)在(zai)于提(ti)高(gao)抗熱(re)性和可供通電及焊接。它是(shi)抗惡環境性光(guang)纖(xian)(xian)之一,也可作為電子(zi)電路的(de)(de)部件用(yong)。早期(qi)產品是(shi)在(zai)拉絲過程中,涂(tu)布(bu)熔解的(de)(de)金(jin)屬作成的(de)(de)。由(you)于此(ci)法(fa)因(yin)被(bei)玻璃與(yu)金(jin)屬的(de)(de)膨脹系數差異太大,會增(zeng)微小(xiao)彎(wan)曲損耗,實用(yong)化率不高(gao)。近(jin)期(qi),由(you)于在(zai)玻璃光(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)表(biao)面采用(yong)低損耗的(de)(de)非(fei)電解鍍(du)膜法(fa)的(de)(de)成功,使性能(neng)大有改善。
在光(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)纖(xian)芯中,摻(chan)(chan)雜如鉺(er)(Er)、欽(Nd)、鐠(Pr)等稀(xi)土(tu)族元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)。1985年英國的(de)(de)(de)索斯安普頓(Sourthampton)大(da)學的(de)(de)(de)佩思(Payne)等首先(xian)發現(xian)(xian)摻(chan)(chan)雜稀(xi)土(tu)元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)(Rare Earth DoPed Fiber)有激(ji)光(guang)(guang)振蕩和光(guang)(guang)放(fang)大(da)的(de)(de)(de)現(xian)(xian)象。于是,從此揭開了慘餌(er)等光(guang)(guang)放(fang)大(da)的(de)(de)(de)面紗,已經(jing)實(shi)用的(de)(de)(de)1.55pmEDFA就是利(li)用摻(chan)(chan)餌(er)的(de)(de)(de)單(dan)模光(guang)(guang)纖(xian),利(li)用1.47pm的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)進行激(ji)勵,得到1.55pm光(guang)(guang)信號放(fang)大(da)的(de)(de)(de)。另外,摻(chan)(chan)鐠的(de)(de)(de)氟化(hua)物光(guang)(guang)纖(xian)放(fang)大(da)器(PDFA)正在開發中。
喇(la)(la)(la)曼效應(ying)(ying)是(shi)指往(wang)某物質(zhi)(zhi)中(zhong)射(she)人頻(pin)率f的(de)(de)(de)(de)(de)單色(se)光(guang)(guang)(guang)時(shi),在散(san)(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)中(zhong)會出(chu)現頻(pin)率f之外的(de)(de)(de)(de)(de)f±fR,f±2fR等頻(pin)率的(de)(de)(de)(de)(de)散(san)(san)射(she)光(guang)(guang)(guang),對此現象(xiang)稱(cheng)(cheng)喇(la)(la)(la)曼效應(ying)(ying)。由于它是(shi)物質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)分子運(yun)(yun)動(dong)與格子運(yun)(yun)動(dong)之間的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量交(jiao)換所產(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)。當物質(zhi)(zhi)吸收(shou)能(neng)量時(shi),光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)數變(bian)小(xiao)(xiao),對此散(san)(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)稱(cheng)(cheng)斯托克斯(stokes)線。反(fan)之,從物質(zhi)(zhi)得到能(neng)量,而振(zhen)(zhen)動(dong)數變(bian)大的(de)(de)(de)(de)(de)散(san)(san)射(she)光(guang)(guang)(guang),則稱(cheng)(cheng)反(fan)斯托克斯線。于是(shi)振(zhen)(zhen)動(dong)數的(de)(de)(de)(de)(de)偏差(cha)FR,反(fan)映(ying)了能(neng)級,可顯示物質(zhi)(zhi)中(zhong)固有的(de)(de)(de)(de)(de)數值。利用(yong)(yong)這種非線性媒體做成的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian),稱(cheng)(cheng)作(zuo)(zuo)喇(la)(la)(la)曼光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(RF:Raman Fiber)。為了將光(guang)(guang)(guang)封閉在細小(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)纖(xian)芯(xin)中(zhong),進行長距(ju)離傳播,就會出(chu)現光(guang)(guang)(guang)與物質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)相互作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)效應(ying)(ying),能(neng)使信號(hao)波(bo)形不畸變(bian),實現長距(ju)離傳輸(shu)。當輸(shu)入(ru)光(guang)(guang)(guang)增強時(shi),就會獲得相干的(de)(de)(de)(de)(de)感(gan)應(ying)(ying)散(san)(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)。應(ying)(ying)用(yong)(yong)感(gan)應(ying)(ying)喇(la)(la)(la)曼散(san)(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)設備有喇(la)(la)(la)曼光(guang)(guang)(guang)纖(xian)激光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi),可供作(zuo)(zuo)分光(guang)(guang)(guang)測量電源和光(guang)(guang)(guang)纖(xian)色(se)散(san)(san)測試(shi)用(yong)(yong)電源。另外,感(gan)應(ying)(ying)喇(la)(la)(la)曼散(san)(san)射(she),在光(guang)(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)長距(ju)離通信中(zhong),正在研討(tao)作(zuo)(zuo)為光(guang)(guang)(guang)放大器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)(yong)。
標(biao)準光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯是(shi)設置在包(bao)層(ceng)(ceng)中(zhong)心(xin)(xin)(xin)的(de),纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯與包(bao)層(ceng)(ceng)的(de)截面(mian)形(xing)狀(zhuang)為同心(xin)(xin)(xin)圓型。但因用(yong)(yong)途不(bu)同,也有將纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯位置和纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯形(xing)狀(zhuang)、包(bao)層(ceng)(ceng)形(xing)狀(zhuang),作成(cheng)不(bu)同狀(zhuang)態(tai)或將包(bao)層(ceng)(ceng)穿孔形(xing)成(cheng)異(yi)型結(jie)構的(de)。相對于(yu)標(biao)準光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian),稱這些光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)叫異(yi)型光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)。偏(pian)心(xin)(xin)(xin)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(Excentric Core Fiber),它(ta)是(shi)異(yi)型光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)一種。其纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯設置在偏(pian)離中(zhong)心(xin)(xin)(xin)且接近包(bao)層(ceng)(ceng)外(wai)線的(de)偏(pian)心(xin)(xin)(xin)位置。由于(yu)纖(xian)(xian)(xian)(xian)芯靠近外(wai)表(biao),部分光(guang)(guang)(guang)場會溢出包(bao)層(ceng)(ceng)傳播(稱此為漸消彼,Evanescent Wave)。利用(yong)(yong)這一現象,就可(ke)(ke)檢測有無附著(zhu)物質以(yi)及(ji)折射率的(de)變化。偏(pian)心(xin)(xin)(xin)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(ECF)主要用(yong)(yong)作檢測物質的(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)敏(min)感器。與光(guang)(guang)(guang)時(shi)域(yu)反(fan)射計(ji)(OTDR)的(de)測試法(fa)組(zu)合一起(qi),還可(ke)(ke)作分布敏(min)感器用(yong)(yong)。
采(cai)用(yong)(yong)含有熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)物質制造的光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)。它(ta)是在(zai)(zai)受到輻射線(xian)(xian)、紫(zi)外線(xian)(xian)等光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)波照射時,產生的熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)一部分,可(ke)經光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)閉合(he)進行傳(chuan)輸(shu)的光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)。發光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(Luminescent Fiber)可(ke)以用(yong)(yong)于(yu)檢測輻射線(xian)(xian)和紫(zi)外線(xian)(xian),以及(ji)進行波長變換,或用(yong)(yong)作(zuo)溫度敏感器、化學敏感器。在(zai)(zai)輻射線(xian)(xian)的檢測中也稱作(zuo)閃光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(Scintillation Fiber)。發光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)從(cong)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)材(cai)料(liao)和摻雜的角(jiao)度上(shang),正在(zai)(zai)開發著塑料(liao)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)。
通(tong)常的(de)(de)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)是(shi)(shi)由一(yi)個(ge)(ge)纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)區和圍繞它(ta)的(de)(de)包(bao)層區構成(cheng)的(de)(de)。但多(duo)芯(xin)(xin)光(guang)纖(xian)(xian)(xian)(Multi Core Fiber)卻是(shi)(shi)一(yi)個(ge)(ge)共同的(de)(de)包(bao)層區中存在(zai)多(duo)個(ge)(ge)纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)的(de)(de)。由于(yu)纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)的(de)(de)相互接近(jin)程度(du),可有(you)兩(liang)種功能。其(qi)一(yi)是(shi)(shi)纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)間(jian)隔(ge)大,即不產(chan)(chan)生光(guang)耦會的(de)(de)結構。這種光(guang)纖(xian)(xian)(xian),由于(yu)能提高傳輸線路(lu)的(de)(de)單位面積的(de)(de)集(ji)成(cheng)密度(du)。在(zai)光(guang)通(tong)信(xin)中,可以作(zuo)成(cheng)具有(you)多(duo)個(ge)(ge)纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)的(de)(de)帶(dai)狀光(guang)纜(lan),而在(zai)非(fei)通(tong)信(xin)領域,作(zuo)為光(guang)纖(xian)(xian)(xian)傳像束,有(you)將纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)作(zuo)成(cheng)成(cheng)千上萬(wan)個(ge)(ge)的(de)(de)。其(qi)二是(shi)(shi)使(shi)纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)之間(jian)的(de)(de)距離靠近(jin),能產(chan)(chan)生光(guang)波耦合作(zuo)用(yong)。利(li)用(yong)此(ci)原理正在(zai)開發(fa)雙(shuang)纖(xian)(xian)(xian)芯(xin)(xin)的(de)(de)敏感器或光(guang)回路(lu)器件。
將光(guang)纖作(zuo)成(cheng)空(kong)心(xin),形成(cheng)圓筒狀空(kong)間,用于光(guang)傳輸(shu)的光(guang)纖,稱作(zuo)空(kong)心(xin)光(guang)纖(Hollow Fiber)。空(kong)心(xin)光(guang)纖主要用于能量傳送,可供X射線(xian)、紫外線(xian)和遠紅外線(xian)光(guang)能傳輸(shu)。
空心光(guang)纖(xian)結構有兩(liang)種:
一是將玻(bo)璃作成圓筒(tong)狀(zhuang),其(qi)纖芯與(yu)包(bao)層原理與(yu)階躍型(xing)相同。利用(yong)光在(zai)(zai)空氣(qi)(qi)與(yu)玻(bo)璃之(zhi)間的全(quan)反射傳(chuan)播。由于,光的大(da)部分(fen)可在(zai)(zai)無損耗的空氣(qi)(qi)中傳(chuan)播,具有(you)一定距(ju)離的傳(chuan)播功能。
二是使圓筒內(nei)(nei)面的反(fan)射率接近1,以減(jian)(jian)少(shao)反(fan)射損(sun)耗。為了提高(gao)反(fan)射率,有在簡內(nei)(nei)設置電介質(zhi),使工作(zuo)(zuo)波長(chang)段損(sun)耗減(jian)(jian)少(shao)的。例(li)如可以作(zuo)(zuo)到波長(chang)10.6pm損(sun)耗達幾dB/m的。
按材(cai)(cai)質分(fen),有無機光導纖(xian)維(wei)和(he)(he)(he)高分(fen)子(zi)光導纖(xian)維(wei),在工業上大量(liang)應(ying)用(yong)的(de)是(shi)前(qian)者。無機光導纖(xian)維(wei)材(cai)(cai)料又分(fen)為(wei)單組(zu)(zu)分(fen)和(he)(he)(he)多(duo)組(zu)(zu)分(fen)兩類。單組(zu)(zu)分(fen)即(ji)石(shi)(shi)英,主要(yao)原料為(wei)四(si)氯化(hua)硅、三(san)氯氧(yang)(yang)磷和(he)(he)(he)三(san)溴化(hua)硼(peng)等。其(qi)純(chun)度要(yao)求銅、鐵、鈷、鎳、錳(meng)、鉻、釩等過(guo)渡(du)金屬(shu)離(li)子(zi)雜質含量(liang)低(di)于(yu)10ppb。除此之(zhi)外(wai),OH離(li)子(zi)要(yao)求低(di)于(yu)10ppb。石(shi)(shi)英纖(xian)維(wei)已被廣泛(fan)使用(yong)。多(duo)組(zu)(zu)分(fen)的(de)原料較多(duo),主要(yao)有二氧(yang)(yang)化(hua)硅、三(san)氧(yang)(yang)化(hua)二硼(peng)、硝酸(suan)鈉(na)、氧(yang)(yang)化(hua)鉈等。這種材(cai)(cai)料尚未普及。高分(fen)子(zi)光導纖(xian)維(wei)是(shi)以透明聚合(he)物(wu)制得的(de)光導纖(xian)維(wei),由纖(xian)維(wei)芯(xin)(xin)材(cai)(cai)和(he)(he)(he)包(bao)皮鞘材(cai)(cai)組(zu)(zu)成。芯(xin)(xin)材(cai)(cai)為(wei)高純(chun)度高透光性的(de)聚甲(jia)基丙烯酸(suan)甲(jia)酯(zhi)或聚苯(ben)乙烯抽絲制得的(de)纖(xian)維(wei),外(wai)層為(wei)含氟聚合(he)物(wu)或有機硅聚合(he)物(wu)等。
高(gao)分子(zi)光(guang)導纖(xian)維(wei)的(de)光(guang)損(sun)(sun)耗(hao)較高(gao),1982年,日本電(dian)信電(dian)報公司利用氘化甲基(ji)丙(bing)烯酸甲酯(zhi)聚合抽絲(si)作(zuo)芯材,光(guang)損(sun)(sun)耗(hao)率降低(di)到20dB/km。但(dan)高(gao)分子(zi)光(guang)導纖(xian)維(wei)的(de)特點是能(neng)制大(da)(da)尺寸,大(da)(da)數值(zhi)孔(kong)徑(jing)的(de)光(guang)導纖(xian)維(wei),光(guang)源耦(ou)合效率高(gao),撓曲性好,微彎(wan)曲不影響(xiang)導光(guang)能(neng)力,配(pei)列、粘接容易,便于使(shi)用,成本低(di)廉。但(dan)光(guang)損(sun)(sun)耗(hao)大(da)(da),只(zhi)能(neng)短距離應用。光(guang)損(sun)(sun)耗(hao)在10~100dB/km的(de)光(guang)導纖(xian)維(wei),可傳輸幾百米(mi)。
保(bao)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian):保(bao)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)傳(chuan)(chuan)輸線偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)(guang),廣泛用于(yu)(yu)航天、航空、航海(hai)、工業(ye)制造技(ji)術及通信(xin)等(deng)(deng)國民經(jing)濟的(de)(de)(de)各個領域。在以光(guang)(guang)(guang)學相干(gan)檢測(ce)為(wei)基礎的(de)(de)(de)干(gan)涉型(xing)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)中,使用保(bao)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)能(neng)夠保(bao)證(zheng)線偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)方向不變,提高相干(gan)信(xin)躁比,以實(shi)現(xian)對(dui)(dui)物理量(liang)的(de)(de)(de)高精(jing)度(du)測(ce)量(liang)。保(bao)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)作為(wei)一(yi)(yi)種特(te)種光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian),主要(yao)應用于(yu)(yu)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)陀(tuo)(tuo)螺(luo),光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)水聽器(qi)等(deng)(deng)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)和(he)DWDM、EDFA等(deng)(deng)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)通信(xin)系(xi)統(tong)。由于(yu)(yu)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)陀(tuo)(tuo)螺(luo)及光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)水聽器(qi)等(deng)(deng)可用于(yu)(yu)軍(jun)用慣導和(he)聲吶(na),屬于(yu)(yu)新型(xing)科技(ji)產(chan)品,而保(bao)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)又(you)是(shi)其核心(xin)部件,因而保(bao)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)一(yi)(yi)直被西方發(fa)達國家列(lie)入對(dui)(dui)我禁運的(de)(de)(de)清單。保(bao)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)在拉制過程中,由于(yu)(yu)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)內部產(chan)生的(de)(de)(de)結構缺陷會造成(cheng)保(bao)偏(pian)(pian)性能(neng)的(de)(de)(de)下(xia)降,即(ji)當線偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)(guang)沿光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)個特(te)征(zheng)軸(zhou)傳(chuan)(chuan)輸時,部分光(guang)(guang)(guang)信(xin)號(hao)會耦合進入另一(yi)(yi)個與之垂(chui)直的(de)(de)(de)特(te)征(zheng)軸(zhou),最終造成(cheng)出(chu)射偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)(guang)信(xin)號(hao)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)消(xiao)光(guang)(guang)(guang)比的(de)(de)(de)下(xia)降。這(zhe)種缺陷就是(shi)影響光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)內的(de)(de)(de)雙折射效應。保(bao)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)中,雙折射效應越強,波(bo)長(chang)越短,保(bao)持(chi)傳(chuan)(chuan)輸光(guang)(guang)(guang)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)態越好。
保(bao)偏光纖的應用及未來發展方向(xiang)
保(bao)偏(pian)光纖(xian)在今(jin)后(hou)幾年內將(jiang)有較大的(de)市(shi)場需(xu)求。隨著(zhu)世界(jie)新技術的(de)飛速發(fa)展和新產品的(de)不斷開發(fa),保(bao)偏(pian)光纖(xian)將(jiang)沿著(zhu)以(yi)下(xia)幾個方向發(fa)展:
(1)采用光子晶體光纖(xian)(xian)新技(ji)術制造(zao)新型的高性能保偏(pian)光纖(xian)(xian);
(2)開發(fa)溫度適應性保(bao)偏光纖(xian),以(yi)適應航空(kong)航天等領域環境的(de)要求;
(3)開發出各種摻稀土保(bao)偏光纖(xian),滿足光放大器等器件應用(yong)的(de)需求;
(4)開發氟(fu)化(hua)物保偏光纖,促進(jin)纖維(wei)光學干涉技術(shu)在紅外天文(wen)學技術(shu)領域的(de)發展;
(5)低衰減保偏光(guang)(guang)纖(xian):隨(sui)著單(dan)模(mo)光(guang)(guang)纖(xian)技術的(de)不斷完善,損耗、材料(liao)色散(san)和波導色散(san)已經不再(zai)是影(ying)響光(guang)(guang)纖(xian)通信(xin)的(de)主要因素,單(dan)模(mo)光(guang)(guang)纖(xian)的(de)偏振模(mo)色散(san)(PMD)逐漸成為(wei)限制光(guang)(guang)纖(xian)通信(xin)質量的(de)最(zui)嚴重的(de)瓶(ping)頸,在(zai)10Gbit/s及以(yi)上的(de)高速光(guang)(guang)纖(xian)通信(xin)系統中表現尤為(wei)突出。
(6)利用克(ke)爾效應和法拉第(di)旋光(guang)效應制造偏振光(guang)器件。
另外根據光纖頭不一樣還有:C-Lens.G-Lens.格林透鏡
4.常用(yong)光(guang)纖規(gui)格:
單(dan)模(mo):8/125μm,9/125μm,10/125μm
多(duo)模:50/125μm,歐洲標準
62.5/125μm,美國標準(zhun)
工業,醫療和低速網絡:100/140μm,200/230μm
塑料:98/1000μm,用于汽車(che)控制
直到(dao)1960年(nian),美國科學家Maiman發(fa)明了(le)世界上第一臺激光器后,為(wei)光通(tong)訊提供了(le)良好(hao)的光源。隨后二十(shi)多年(nian),人們對光傳輸介質進(jin)(jin)行(xing)了(le)攻關,終(zhong)于制成了(le)低損耗光纖,從(cong)而(er)奠(dian)定了(le)光通(tong)訊的基石。從(cong)此,光通(tong)訊進(jin)(jin)入了(le)飛速發(fa)展的階段。
光纖(xian)傳(chuan)輸有(you)許多突(tu)出(chu)的優點(dian):
頻帶(dai)的(de)(de)(de)(de)寬(kuan)(kuan)窄代表(biao)傳(chuan)輸容量(liang)的(de)(de)(de)(de)大小。載(zai)波(bo)的(de)(de)(de)(de)頻率越高(gao)(gao),可(ke)以傳(chuan)輸信(xin)號的(de)(de)(de)(de)頻帶(dai)寬(kuan)(kuan)度就越大。在VHF頻段(duan),載(zai)波(bo)頻率為(wei)48.5MHz~300Mhz。帶(dai)寬(kuan)(kuan)約(yue)250MHz,只(zhi)能傳(chuan)輸27套(tao)電視和幾(ji)十(shi)套(tao)調頻廣播。可(ke)見光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)頻率達(da)100000GHz,比VHF頻段(duan)高(gao)(gao)出一百(bai)多萬(wan)倍(bei)。盡管由于光(guang)(guang)纖(xian)對不同頻率的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)有不同的(de)(de)(de)(de)損(sun)耗(hao),使(shi)頻帶(dai)寬(kuan)(kuan)度受(shou)到影響,但(dan)在最低損(sun)耗(hao)區的(de)(de)(de)(de)頻帶(dai)寬(kuan)(kuan)度也可(ke)達(da)30000GHz。單個(ge)(ge)光(guang)(guang)源的(de)(de)(de)(de)帶(dai)寬(kuan)(kuan)只(zhi)占了(le)其(qi)中很小的(de)(de)(de)(de)一部(bu)分(多模光(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)(de)頻帶(dai)約(yue)幾(ji)百(bai)兆赫(he),好的(de)(de)(de)(de)單模光(guang)(guang)纖(xian)可(ke)達(da)10GHz以上),采用先進的(de)(de)(de)(de)相干(gan)光(guang)(guang)通信(xin)可(ke)以在30000GHz范圍內安排2000個(ge)(ge)光(guang)(guang)載(zai)波(bo),進行(xing)波(bo)分復用,可(ke)以容納上百(bai)萬(wan)個(ge)(ge)頻道。
在同(tong)軸(zhou)(zhou)電纜(lan)組成的(de)(de)(de)系統中,最好的(de)(de)(de)電纜(lan)在傳輸(shu)(shu)800MHz信(xin)號時,每(mei)公里的(de)(de)(de)損耗(hao)(hao)(hao)都在40dB以上(shang)。相比(bi)之下(xia),光導纖維的(de)(de)(de)損耗(hao)(hao)(hao)則要(yao)小(xiao)得多,傳輸(shu)(shu)1.31um的(de)(de)(de)光,每(mei)公里損耗(hao)(hao)(hao)在0.35dB以下(xia)若傳輸(shu)(shu)1.55um的(de)(de)(de)光,每(mei)公里損耗(hao)(hao)(hao)更(geng)小(xiao),可(ke)達(da)0.2dB以下(xia)。這就比(bi)同(tong)軸(zhou)(zhou)電纜(lan)的(de)(de)(de)功率(lv)損耗(hao)(hao)(hao)要(yao)小(xiao)一億(yi)倍,使其(qi)能傳輸(shu)(shu)的(de)(de)(de)距離要(yao)遠得多。
此外(wai),光纖傳輸損耗還有兩個特點,
一是(shi)在(zai)全部(bu)有線(xian)(xian)電視頻(pin)道(dao)內具(ju)有相同的(de)損耗,不需要像電纜(lan)干線(xian)(xian)那樣必須引入均(jun)衡(heng)器進行(xing)均(jun)衡(heng);
二是(shi)其損耗幾乎不(bu)隨溫度而變,不(bu)用擔心因環境溫度變化而造成干線(xian)電(dian)平的波動。
因為光纖非(fei)常細,單模光纖芯線直(zhi)徑一(yi)般為4um~10um,外徑也只有125um,加上(shang)防水層、加強(qiang)筋(jin)、護套等,用4~48根(gen)光纖組成(cheng)的(de)(de)光纜直(zhi)徑還不(bu)到13mm,比(bi)標準同(tong)軸電纜的(de)(de)直(zhi)徑47mm要小得多(duo),加上(shang)光纖是玻璃纖維,比(bi)重(zhong)小,使它具有直(zhi)徑小、重(zhong)量輕的(de)(de)特點,安裝十分方(fang)便。
因(yin)為(wei)光(guang)(guang)纖的(de)基本(ben)成分(fen)是石英,只傳光(guang)(guang),不(bu)導電(dian),不(bu)受(shou)電(dian)磁場的(de)作用,在(zai)其中傳輸的(de)光(guang)(guang)信號不(bu)受(shou)電(dian)磁場的(de)影響(xiang),故(gu)光(guang)(guang)纖傳輸對(dui)電(dian)磁干(gan)擾、工業干(gan)擾有(you)很強的(de)抵御能(neng)力。也(ye)正因(yin)為(wei)如此,在(zai)光(guang)(guang)纖中傳輸的(de)信號不(bu)易(yi)被(bei)竊聽,因(yin)而(er)利于(yu)保密(mi)。
因(yin)(yin)為光纖(xian)(xian)傳(chuan)輸一(yi)般(ban)不需要中繼放大(da),不會(hui)因(yin)(yin)為放大(da)引入新(xin)的(de)非線(xian)性失(shi)真(zhen)。只要激(ji)光器的(de)線(xian)性好(hao),就(jiu)可高(gao)保真(zhen)地傳(chuan)輸電視信號。實際(ji)測試表明,好(hao)的(de)調幅光纖(xian)(xian)系統(tong)的(de)載波組合三次差(cha)拍比C/CTB在70dB以(yi)(yi)上(shang),交(jiao)調指標(biao)cM也在60dB以(yi)(yi)上(shang),遠高(gao)于一(yi)般(ban)電纜(lan)干線(xian)系統(tong)的(de)非線(xian)性失(shi)真(zhen)指標(biao)。
我們知(zhi)道,一(yi)個系統(tong)的(de)(de)可(ke)靠(kao)性(xing)與組(zu)成該系統(tong)的(de)(de)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)數量(liang)有關(guan)。設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)越多,發(fa)生故障的(de)(de)機會越大。因為光纖(xian)(xian)系統(tong)包含的(de)(de)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)數量(liang)少(shao)(不像(xiang)電纜系統(tong)那樣需要幾十個放大器),可(ke)靠(kao)性(xing)自然(ran)也(ye)(ye)就高,加上光纖(xian)(xian)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)的(de)(de)壽命(ming)(ming)都很長,無(wu)故障工作時(shi)間達50萬~75萬小時(shi),其中(zhong)(zhong)壽命(ming)(ming)最短的(de)(de)是光發(fa)射機中(zhong)(zhong)的(de)(de)激光器,最低壽命(ming)(ming)也(ye)(ye)在10萬小時(shi)以上。故一(yi)個設(she)(she)計良好、正確安裝(zhuang)調(diao)試的(de)(de)光纖(xian)(xian)系統(tong)的(de)(de)工作性(xing)能(neng)是非常可(ke)靠(kao)的(de)(de)。
有(you)(you)人提出(chu)了新摩爾定(ding)律,也叫做(zuo)光(guang)學定(ding)律(Optical Law)。該(gai)定(ding)律指出(chu),光(guang)纖傳(chuan)輸信(xin)(xin)息(xi)的(de)帶寬(kuan),每6個(ge)月增加1倍,而價格降低1倍。光(guang)通信(xin)(xin)技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)發展(zhan),為(wei)(wei)Internet寬(kuan)帶技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)發展(zhan)奠定(ding)了非常(chang)好的(de)基礎。這就為(wei)(wei)大(da)型有(you)(you)線(xian)電(dian)(dian)視系統采用光(guang)纖傳(chuan)輸方式掃清(qing)了最后(hou)一(yi)個(ge)障礙。由于制(zhi)作光(guang)纖的(de)材料(石英)來源十(shi)分豐(feng)富,隨著技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)進步,成本(ben)還會進一(yi)步降低;而電(dian)(dian)纜所需(xu)的(de)銅(tong)原(yuan)料有(you)(you)限(xian),價格會越(yue)來越(yue)高。顯然,今(jin)后(hou)光(guang)纖傳(chuan)輸將占絕對優勢,成為(wei)(wei)建立全省、以至全國有(you)(you)線(xian)電(dian)(dian)視網的(de)最主要(yao)傳(chuan)輸手(shou)段(duan)。
光(guang)導纖維(wei)是由兩層(ceng)(ceng)折(zhe)射率(lv)不(bu)同的(de)(de)玻(bo)(bo)璃組成。內(nei)層(ceng)(ceng)為光(guang)內(nei)芯,直(zhi)徑在幾(ji)微(wei)米至幾(ji)十微(wei)米,外層(ceng)(ceng)的(de)(de)直(zhi)徑0.1~0.2mm。一般(ban)內(nei)芯玻(bo)(bo)璃的(de)(de)折(zhe)射率(lv)比外層(ceng)(ceng)玻(bo)(bo)璃大(da)1%。根據光(guang)的(de)(de)折(zhe)射和全反射原理,當光(guang)線射到內(nei)芯和外層(ceng)(ceng)界(jie)(jie)面的(de)(de)角度(du)大(da)于(yu)產生全反射的(de)(de)臨界(jie)(jie)角時,光(guang)線透不(bu)過界(jie)(jie)面,全部反射。
造成光纖(xian)衰減的主要因素有:本征(zheng),彎曲,擠壓,雜質(zhi),不均勻(yun)和對接等(deng)。
本征
是光纖的固有損耗,包括:瑞利散射,固有吸收等(deng)。
彎曲
光(guang)(guang)(guang)纖彎曲(qu)時部(bu)分(fen)光(guang)(guang)(guang)纖內(nei)的光(guang)(guang)(guang)會因(yin)散射而(er)損(sun)失掉,造成(cheng)的損(sun)耗。
擠壓
光纖受(shou)到擠壓時產生微小的彎曲而造(zao)成的損耗。
雜質
光纖內雜質吸收和散(san)射在(zai)光纖中傳播(bo)的(de)光,造成(cheng)的(de)損失。
不均勻
光纖材料的折射率不均勻造成(cheng)的損耗。
對接
光纖(xian)對(dui)接(jie)時(shi)產(chan)生的(de)損耗,如:不(bu)同軸(zhou)(單模(mo)光纖(xian)同軸(zhou)度要求小(xiao)于0.8μm),端(duan)面(mian)與軸(zhou)心不(bu)垂直,端(duan)面(mian)不(bu)平,對(dui)接(jie)心徑不(bu)匹(pi)配和(he)熔接(jie)質量差(cha)等。
人為衰減
在實際的工(gong)作中,有時也有必要進(jin)行人為的光纖(xian)衰(shuai)(shuai)減,如(ru)用于光通信(xin)系統當中的調(diao)試(shi)光功(gong)率性(xing)能、調(diao)試(shi)光纖(xian)儀表的定標校(xiao)正,光纖(xian)信(xin)號衰(shuai)(shuai)減的光纖(xian)衰(shuai)(shuai)減器。
通信(xin)中所用(yong)的光纖(xian)一般是(shi)石英光纖(xian)。石英的化學名稱叫(jiao)二氧化硅(SiO2),它和(he)我們日常用(yong)來(lai)建房子所用(yong)的砂子的主(zhu)要成(cheng)分是(shi)相同(tong)的。但是(shi)普通的石英材料制成(cheng)的光纖(xian)是(shi)不(bu)能用(yong)于(yu)通信(xin)的。通信(xin)光纖(xian)必(bi)須由純度極高的材料組(zu)成(cheng);不(bu)過,在主(zhu)體材料里(li)摻入微量的摻雜劑,可以使纖(xian)芯和(he)包層(ceng)的折射率略有不(bu)同(tong),這是(shi)有利于(yu)通信(xin)的。
制(zhi)(zhi)造光(guang)(guang)纖的方(fang)法(fa)(fa)很多(duo),主要有:管內(nei)CVD(化(hua)學汽相(xiang)沉積)法(fa)(fa),棒內(nei)CVD法(fa)(fa),PCVD(等離子體(ti)化(hua)學汽相(xiang)沉積)法(fa)(fa)和(he)VAD(軸(zhou)向(xiang)汽相(xiang)沉積)法(fa)(fa)。但不論(lun)用哪一種方(fang)法(fa)(fa),都要先在高溫(wen)下做成預制(zhi)(zhi)棒,然(ran)后在高溫(wen)爐中加溫(wen)軟化(hua),拉成長絲,再進(jin)行涂(tu)覆、套塑,成為(wei)光(guang)(guang)纖芯線(xian)。光(guang)(guang)纖的制(zhi)(zhi)造要求每道工序都要相(xiang)稱精密,由計算機控制(zhi)(zhi)。在制(zhi)(zhi)造光(guang)(guang)纖的過程中,要注重:
①光(guang)纖(xian)原材(cai)料的純度必(bi)須很高。
②必(bi)須防止雜質污染,以及氣泡混(hun)入(ru)光(guang)纖(xian)。
③要準確控制折射率的分布;
④正確控(kong)制光纖的(de)結(jie)構(gou)尺寸;
⑤盡量減小光纖表面的(de)傷痕損害,提高光纖機械強度。
管棒法
將內芯玻(bo)璃棒插(cha)入外層(ceng)玻(bo)璃管(guan)中(盡量緊(jin)密),熔融(rong)拉(la)絲;
雙坩堝法
在兩個同心鉑坩(gan)堝內,將內芯和外層玻璃料分別放(fang)入內、外坩(gan)堝中;
分子填充法
將微孔石英玻璃棒浸(jin)入(ru)高折射率的(de)添加劑溶(rong)液中,得所需折射率分(fen)布(bu)的(de)斷面結(jie)構(gou),再進行拉絲操作,它(ta)的(de)工藝比(bi)較復(fu)雜。在光導纖維通信中還可用內外(wai)氣相(xiang)沉積法等,以保證能(neng)制造出光損耗(hao)率低(di)的(de)光導纖維。
太空融拉法
將光纖的拉絲裝置放到(dao)太空的微重力環境下去(qu)拉制,可以獲(huo)得(de)地球上(shang)無法得(de)到(dao)的超長的高質(zhi)量導光纖維。
在(zai)實際應(ying)用中,光纖與(yu)光纖的連接(jie)(jie)(jie),一般采用熱熔接(jie)(jie)(jie)和冷接(jie)(jie)(jie)兩種方(fang)法來進行施(shi)工。
熱熔接法
使用(yong)光(guang)纖熔(rong)(rong)接(jie)機的(de)高(gao)壓電弧將兩根光(guang)纖熔(rong)(rong)化(hua)后連接(jie)起(qi)來,這種方法(fa)早(zao)期一般用(yong)于長距離(li)(li)通訊(xun)施(shi)(shi)工(gong),不過隨著(zhu)國民(min)對網速需求的(de)提(ti)高(gao)和(he)光(guang)纖入戶(hu)的(de)興起(qi),熱熔(rong)(rong)接(jie)法(fa)也用(yong)于短距離(li)(li)光(guang)纖鋪(pu)設施(shi)(shi)工(gong)(如小區(qu)寬帶(dai)網和(he)光(guang)纖入戶(hu)等(deng)),已成(cheng)為(wei)國際(ji)上主流(liu)的(de)光(guang)纖施(shi)(shi)工(gong)方法(fa)。
冷接法
冷接(jie)法是相(xiang)對于熱熔接(jie)法而(er)(er)言(yan)的,指不需(xu)要高壓電弧(hu)放電來融化(hua)光纖(xian),而(er)(er)使用光纖(xian)冷接(jie)子(zi)來將光纖(xian)連接(jie)起來或將光纖(xian)接(jie)入到光通訊設(she)備中。
根據不同(tong)光(guang)纖的分類標準(zhun)的分類方法,同(tong)一根光(guang)纖將(jiang)會(hui)有不同(tong)的名稱。
按(an)光纖的(de)材料分類
按照光纖的(de)材料,可(ke)以將光纖的(de)種類分為石(shi)英(ying)光纖和(he)全塑光纖。
石(shi)英光(guang)纖一般(ban)是指(zhi)由(you)摻雜石(shi)英芯和摻雜石(shi)英包層組成的光(guang)纖。這(zhe)種光(guang)纖有很(hen)低的損耗和中等程度(du)的色散(san)。通信用光(guang)纖絕大多(duo)數是石(shi)英光(guang)纖。
全塑光(guang)纖(xian)是(shi)一種(zhong)通(tong)信用(yong)新型(xing)光(guang)纖(xian),尚在(zai)研制、試用(yong)階段。全塑光(guang)纖(xian)具有損耗大、纖(xian)芯(xin)粗(直徑(jing)100~600μm)、數(shu)值孔徑(jing)(NA)大(一般為0.3~0.5,可與光(guang)斑較大的(de)光(guang)源耦合(he)使用(yong))及制造成本較低等(deng)特點。目(mu)全塑光(guang)纖(xian)適(shi)合(he)于較短長度的(de)應用(yong),如室內計算機聯網(wang)和船(chuan)舶(bo)內的(de)通(tong)信等(deng)。
按光纖剖面折射率(lv)分(fen)布(bu)分(fen)類(lei)
按照光纖剖面(mian)折(zhe)射率分布的不同,可以將光纖的種類(lei)分為階(jie)躍(yue)型(xing)光纖和漸變型(xing)光纖。
按傳輸模式分類
按(an)照光(guang)纖傳輸(shu)的模(mo)式數量(liang),可以將光(guang)纖的種類分為多模(mo)光(guang)纖和單(dan)模(mo)光(guang)纖。
單(dan)模(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)是只(zhi)能傳(chuan)輸(shu)一種模(mo)(mo)式(shi)的光(guang)(guang)纖(xian)(xian)。單(dan)模(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)只(zhi)能傳(chuan)輸(shu)基模(mo)(mo)(最(zui)低階模(mo)(mo)),不(bu)存在模(mo)(mo)間(jian)時延(yan)差,具有比多(duo)模(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)大(da)得多(duo)的帶寬(kuan),這對于高碼速傳(chuan)輸(shu)是非(fei)常重要的。單(dan)模(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的模(mo)(mo)場(chang)直徑僅幾(ji)微米(μm),其帶寬(kuan)一般比漸變(bian)型多(duo)模(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的帶寬(kuan)高一兩個(ge)數(shu)量級。因此,它適用(yong)于大(da)容量、長距離通信。
按(an)照國際標準規定(ding)分類(lei)(按(an)照ITU-T建議分類(lei))
為了使光(guang)(guang)(guang)纖(xian)具(ju)有統一(yi)的國際標準,國際電(dian)信聯盟(ITU-T)制定了統一(yi)的光(guang)(guang)(guang)纖(xian)標準(G標準)。按照ITU-T關于光(guang)(guang)(guang)纖(xian)的建(jian)議,可(ke)以將光(guang)(guang)(guang)纖(xian)的種類(lei)分為:
G.651 光(guang)纖(xian)(50/125μm多模(mo)漸變型折(zhe)射率光(guang)纖(xian))
G.652 光纖(非色散位(wei)移光纖)
G.653 光纖(xian)(色散位移光纖(xian)DSF)
G.654 光纖(xian)(截止(zhi)波長位移光纖(xian))
G.655 光(guang)纖(非(fei)零色(se)散位移光(guang)纖)。
為(wei)了適應新技術的發展需要,G.652類(lei)(lei)光(guang)纖(xian)已進一步分(fen)(fen)為(wei)了G.652A、G.652B、G.652C三個子類(lei)(lei),G.655類(lei)(lei)光(guang)纖(xian)也進一步分(fen)(fen)為(wei)了G.655A、G.655B 兩個子類(lei)(lei)。
按照IEC 標(biao)準(zhun)(zhun)分類,IEC標(biao)準(zhun)(zhun)將光纖(xian)的(de)種(zhong)類分為
A 類多模(mo)光纖:
A1a 多(duo)模(mo)光(guang)纖(xian)(xian)(50/125μm型多(duo)模(mo)光(guang)纖(xian)(xian))
A1b 多(duo)模光(guang)纖(62.5/125μm型(xing)多(duo)模光(guang)纖)
A1d 多模光纖(xian)(100/140μm型(xing)多模光纖(xian))
B 類單模光纖:
B1.1 對應于(yu)G652光(guang)纖,增加(jia)了B1.3光(guang)纖以對應于(yu)G652C光(guang)纖
B1.2 對應于G654光纖
B2 光纖(xian)對應于G.653光纖(xian)
B4 光纖(xian)對應于(yu)G.655光纖(xian)
高分(fen)子(zi)光(guang)(guang)(guang)導(dao)纖(xian)維(wei)開發之初,僅用(yong)于汽車照明燈的(de)控制和裝飾。主(zhu)要(yao)用(yong)于醫(yi)學、裝飾、汽車、船舶等方面,以顯示元件為主(zhu)。在通信和圖像傳輸方面,高分(fen)子(zi)光(guang)(guang)(guang)導(dao)纖(xian)維(wei)的(de)應(ying)用(yong)日益增多,工業上(shang)用(yong)于光(guang)(guang)(guang)導(dao)向器(qi)、顯示盤、標(biao)識、開關類(lei)照明調節、光(guang)(guang)(guang)學傳感器(qi)等。
光導(dao)纖(xian)維可(ke)以用在通信(xin)技術里(li)。1979年9月(yue),一條3.3公里(li)的120路(lu)光纜通信(xin)系統在北京(jing)建成,幾年后上海(hai)、天津、武漢(han)等(deng)地也相繼鋪設了光纜線路(lu),利用光導(dao)纖(xian)維進行(xing)通信(xin)。
多模光導纖維做成的(de)光纜可用(yong)于通信,它的(de)傳導性能良(liang)好,傳輸信息容量(liang)大,一條通路可同(tong)時(shi)容納(na)數十人通話。可以同(tong)時(shi)傳送數十套(tao)電視節目,供(gong)自由選看。
利(li)用光(guang)導(dao)纖(xian)維進行的通(tong)(tong)信叫光(guang)纖(xian)通(tong)(tong)信。一對(dui)金屬電話線(xian)至(zhi)多只能同(tong)(tong)時(shi)傳送一千多路(lu)電話,而根據理論計算(suan),一對(dui)細如蛛絲(si)的光(guang)導(dao)纖(xian)維可以同(tong)(tong)時(shi)通(tong)(tong)一百(bai)億路(lu)電話!鋪設1000公里的同(tong)(tong)軸電纜大約需(xu)(xu)要500噸銅,改用光(guang)纖(xian)通(tong)(tong)信只需(xu)(xu)幾公斤石(shi)英(ying)就可以了。沙石(shi)中(zhong)就含(han)有石(shi)英(ying),幾乎是(shi)取之不盡的。
光(guang)導(dao)(dao)纖維(wei)內窺鏡(jing)可導(dao)(dao)入心臟和(he)腦室,測(ce)量心臟中的血壓、血液中氧的飽和(he)度、體溫等(deng)。用(yong)光(guang)導(dao)(dao)纖維(wei)連(lian)接的激(ji)光(guang)手術刀(dao)已在(zai)臨(lin)床應(ying)用(yong),并可用(yong)作光(guang)敏法治癌。
另外,利用光(guang)導(dao)(dao)纖(xian)維制成(cheng)的(de)內窺(kui)鏡,可以(yi)幫(bang)助醫生檢(jian)查胃(wei)(wei)、食道、十二(er)指腸等的(de)疾(ji)病。光(guang)導(dao)(dao)纖(xian)維胃(wei)(wei)鏡是由上(shang)千(qian)根玻璃纖(xian)維組成(cheng)的(de)軟管,它有(you)輸(shu)送光(guang)線、傳導(dao)(dao)圖像(xiang)的(de)本(ben)領,又(you)有(you)柔軟、靈活,可以(yi)任意(yi)彎(wan)曲等優點,可以(yi)通過食道插入胃(wei)(wei)里。光(guang)導(dao)(dao)纖(xian)維把胃(wei)(wei)里的(de)圖像(xiang)傳出來,醫生就可以(yi)窺(kui)見胃(wei)(wei)里的(de)情(qing)形,然后(hou)根據情(qing)況進行診斷(duan)和治療。
光(guang)導纖維可以(yi)把陽(yang)光(guang)送到各個角落,還(huan)可以(yi)進行機械加(jia)工(gong)。計算機、機器(qi)人(ren)、汽(qi)車(che)配電(dian)盤等(deng)也(ye)已(yi)成功地(di)用光(guang)導纖維傳(chuan)(chuan)輸光(guang)源(yuan)或圖像。如(ru)與敏感元件組合或利用本身的特性(xing),則可以(yi)做成各種(zhong)傳(chuan)(chuan)感器(qi),測量壓力、流(liu)量、溫度(du)、位移(yi)、光(guang)澤和顏色等(deng)。在(zai)能量傳(chuan)(chuan)輸和信息傳(chuan)(chuan)輸方(fang)面也(ye)獲得廣泛(fan)的應用。
由于光纖(xian)的良好(hao)的物理特性,光纖(xian)照明和LED照明已越(yue)來(lai)越(yue)成為藝(yi)術裝修美(mei)化的用途。
應用如下:
門頭店名(標(biao)設)和LOGO采用粗(cu)光纖(xian)制(zhi)作光暈照明(ming)。
門(men)頭(tou)的局部輪(lun)廓采用(yong)Φ18(Φ14)的側(ce)光纖(xian)進行照明。
場所外立面局(ju)部采用光纖三(san)維鏡(jing)。
采用藝術分布(bu)的光纖點陣,配置(zhi)光纖照(zhao)明YY-S150光纖掃(sao)描機(ji)。
在草坪上(shang)布置(zhi)光(guang)纖地燈。
光(guang)纖瀑布、光(guang)纖立(li)體球等藝術(shu)造型(xing)。
同時也用在裝飾顯示(shi)、廣告顯示(shi)。
光纖也(ye)可以用(yong)作各種視(shi)覺藝術的展示等,光纖的特性(xing)得到充分的應用(yong),如圖所示:
光(guang)纖成(cheng)為裝(zhuang)飾(shi)品:利用光(guang)纖發(fa)光(guang)的特性,可(ke)以做(zuo)成(cheng)各種色(se)彩的熒光(guang)光(guang)纖、滿(man)天(tian)星光(guang)纖花瓶、做(zuo)禮品晚會用,還是室內裝(zhuang)飾(shi)都很漂亮:如下圖:
過(guo)去,石油(you)工(gong)業只能(neng)利用現有的(de)技術(shu)開(kai)采油(you)氣儲量,常常無法滿(man)足快速(su)投(tou)資回收(shou)和最大(da)化油(you)氣采收(shou)率的(de)需求,并導致原油(you)采收(shou)率平均只有35%左右(you)。井(jing)下系統供應商預測,通(tong)過(guo)利用智能(neng)井(jing)技術(shu)可以使原油(you)采收(shou)率提高到50%~60%。
在開(kai)發井(jing)(jing)中傳感器(qi)之前,收集(ji)井(jing)(jing)下(xia)信息的(de)唯一方法(fa)是測井(jing)(jing)。測井(jing)(jing)方法(fa)雖(sui)然能(neng)提供有價值的(de)數據,但作業成本(ben)高(gao),并有可能(neng)對井(jing)(jing)產生損害。因此(ci),需要更好的(de)井(jing)(jing)下(xia)技術提高(gao)無干擾流(liu)動監(jian)測和控制。
可以共(gong)同提(ti)高采收率的(de)技術有:
·電(dian)子井下傳感器(qi),提供定點溫(wen)度和(he)壓力監(jian)測;
·流量和含(han)水量傳感器;
·井下電(dian)-液壓操控(kong)流動(dong)控(kong)制系統;
·基于實時(shi)油藏動態數(shu)據;
·優化油藏模擬;
·高溫光纖井下傳感器(qi);
·電子與光纖井口濕式連接系(xi)統(tong)。
過去幾年,傳感(gan)器技術(shu)愈來(lai)愈多地從其它行(xing)業轉向(xiang)海(hai)上和井下,特別是光(guang)纖傳感(gan)器技術(shu),光(guang)纖傳感(gan)器極大地提高了高溫(wen)系統(tong)的可靠性(xing)。近期(qi),大型(xing)井下設備供應商經常與光(guang)纖探測技術(shu)專業公司合(he)作或(huo)收購這類公司,充分證實了這項(xiang)技術(shu)的潛力。
光(guang)纖(xian)傳感器系列包括3項(xiang)被證實的(de)核心技術(shu)和1項(xiang)待(dai)開(kai)發的(de)技術(shu):
·分(fen)布式溫(wen)度(du)探測(ce)(DTS)。該項技術憑借一定長度(du)的(de)光纖監測(ce)不同位(wei)置上溫(wen)度(du)的(de)變化。其溫(wen)度(du)分(fen)辨率為0.1oC,位(wei)置分(fen)辨率為1m(光纖長度(du)大于10000m)。
·光纖還可(ke)以作為直(zhi)接(jie)讀值的(de)機械點源傳(chuan)感(gan)(gan)器。最簡單的(de)形式,可(ke)能只是一(yi)個空腔,隨外(wai)部壓力改變長度,入射到空腔的(de)光信號(hao)強度隨空腔長度而下降。光纖傳(chuan)送設備允(yun)許在(zai)一(yi)根光纖上組(zu)合(he)多個傳(chuan)感(gan)(gan)器,測量不同物理變量。
·化學探測。專(zhuan)業光纖的開發(fa)與工業應用正在(zai)增長,它們對化學物質的存在(zai)和豐(feng)度比較敏感(gan)。這種技術還(huan)不太(tai)先進,但很(hen)有發(fa)展(zhan)潛力。
光(guang)(guang)纖收發(fa)器是(shi)一種將短距離(li)的(de)(de)(de)(de)雙絞(jiao)線(xian)電(dian)信號和(he)長距離(li)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)信號進行互換(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)以(yi)太網(wang)傳輸媒體(ti)轉換(huan)(huan)單元,在很多(duo)地方(fang)也(ye)被(bei)稱(cheng)之為光(guang)(guang)電(dian)轉換(huan)(huan)器。產品一般應用在以(yi)太網(wang)電(dian)纜無(wu)法(fa)覆蓋、必(bi)須使用光(guang)(guang)纖來(lai)延長傳輸距離(li)的(de)(de)(de)(de)實際網(wang)絡環境中(zhong),且(qie)通常定(ding)位于寬帶城域網(wang)的(de)(de)(de)(de)接入層應用;同時(shi)在幫助(zhu)把光(guang)(guang)纖最(zui)后(hou)一公里線(xian)路連接到城域網(wang)和(he)更外層的(de)(de)(de)(de)網(wang)絡上也(ye)發(fa)揮了巨(ju)大的(de)(de)(de)(de)作用。
企(qi)(qi)業(ye)在進行信息化(hua)基礎(chu)建設(she)(she)時,通常(chang)更多地關(guan)注路由器(qi)、交換(huan)(huan)機乃至網(wang)卡等用于節點數據(ju)交換(huan)(huan)的(de)網(wang)絡設(she)(she)備,卻往(wang)往(wang)忽略(lve)介(jie)質(zhi)轉(zhuan)換(huan)(huan)這(zhe)種非網(wang)絡核心必不可少的(de)設(she)(she)備。特別是在一(yi)些(xie)要求信息化(hua)程度高、數據(ju)流量(liang)較大的(de)政(zheng)府(fu)機構和企(qi)(qi)業(ye),網(wang)絡建設(she)(she)時需要直接上連到以光纖(xian)為傳輸介(jie)質(zhi)的(de)骨(gu)干網(wang),而企(qi)(qi)業(ye)內部局域網(wang)的(de)傳輸介(jie)質(zhi)一(yi)般為銅線,確保數據(ju)包在不同網(wang)絡間順暢傳輸的(de)介(jie)質(zhi)轉(zhuan)換(huan)(huan)設(she)(she)備成為必需品。
國(guo)外和(he)國(guo)內生產(chan)光纖(xian)收(shou)發器的(de)廠(chang)商(shang)很多,產(chan)品線也極為豐富。為了(le)保(bao)證(zheng)與(yu)其他廠(chang)家的(de)網(wang)卡、中繼器、集線器和(he)交換機等(deng)網(wang)絡設備的(de)完(wan)全兼(jian)容,光纖(xian)收(shou)發器產(chan)品必(bi)須(xu)嚴格符合10Base-T、100Base-TX、100Base-FX、IEEE802.3和(he)IEEE802.3u等(deng)以太(tai)網(wang)標準(zhun),除(chu)此之外,在EMC防電磁輻(fu)射方面應符合FCC Part15。時下由于國(guo)內各大(da)運營商(shang)正在大(da)力建(jian)設小區網(wang)、校園網(wang)和(he)企業(ye)網(wang),因(yin)此光纖(xian)收(shou)發器產(chan)品的(de)用量也在不(bu)斷提高,以更好地滿足接入網(wang)的(de)建(jian)設需要。
隨著光纖(xian)收發(fa)器產品的(de)多樣化(hua)發(fa)展,其(qi)分(fen)類方法(fa)也各異,但(dan)各種分(fen)類方法(fa)之間(jian)又有著一定的(de)關聯。
單模光纖收(shou)發器:傳輸距離20公里至(zhi)120公里
多模(mo)光纖(xian)收發(fa)器:傳輸(shu)距離2公里到5公里
按光纖(xian)(xian)(xian)來分,可以(yi)分為多模(mo)光纖(xian)(xian)(xian)收(shou)發(fa)器(qi)(qi)(qi)和(he)(he)單(dan)模(mo)光纖(xian)(xian)(xian)收(shou)發(fa)器(qi)(qi)(qi)。由于(yu)使用的(de)(de)(de)(de)光纖(xian)(xian)(xian)不同,收(shou)發(fa)器(qi)(qi)(qi)所能(neng)傳輸的(de)(de)(de)(de)距離也不一(yi)樣,多模(mo)收(shou)發(fa)器(qi)(qi)(qi)一(yi)般的(de)(de)(de)(de)傳輸距離在2公里(li)到5公里(li)之間,而單(dan)模(mo)收(shou)發(fa)器(qi)(qi)(qi)覆蓋(gai)的(de)(de)(de)(de)范圍可以(yi)從20公里(li)至120公里(li)。需要指出(chu)的(de)(de)(de)(de)是(shi)因(yin)傳輸距離的(de)(de)(de)(de)不同,光纖(xian)(xian)(xian)收(shou)發(fa)器(qi)(qi)(qi)本身的(de)(de)(de)(de)發(fa)射功率(lv)、接收(shou)靈敏度和(he)(he)使用波長也會不一(yi)樣。
如5公(gong)里光(guang)纖收(shou)(shou)發(fa)器的(de)發(fa)射功率(lv)一般在(zai)(zai)-20~-14db之(zhi)間,接(jie)收(shou)(shou)靈敏度為(wei)-30db,使用(yong)1310nm的(de)波(bo)長;而120公(gong)里光(guang)纖收(shou)(shou)發(fa)器的(de)發(fa)射功率(lv)多在(zai)(zai)-5~0dB之(zhi)間,接(jie)收(shou)(shou)靈敏度為(wei)-38dB,使用(yong)1550nm的(de)波(bo)長。
按所需(xu)光(guang)纖(xian)分(fen)類(lei):
單纖光(guang)纖收發(fa)器:接收發(fa)送的(de)數據在一(yi)根光(guang)纖上(shang)傳輸
雙纖(xian)光纖(xian)收(shou)發器:接收(shou)發送的數據(ju)在一對(dui)光纖(xian)上傳輸
顧名思義,單纖(xian)(xian)設備(bei)可以節省一半的光(guang)纖(xian)(xian),即在(zai)(zai)一根光(guang)纖(xian)(xian)上實現數據的接收和發(fa)送,在(zai)(zai)光(guang)纖(xian)(xian)資源緊張的地(di)方十(shi)分適用(yong)(yong)。這類產品采(cai)用(yong)(yong)了(le)(le)波分復(fu)用(yong)(yong)的技術,使(shi)用(yong)(yong)的波長多為1310nm和1550nm。但由于單纖(xian)(xian)收發(fa)器(qi)產品沒有統一國(guo)際標準,因此(ci)不(bu)同廠商產品在(zai)(zai)互聯互通時(shi)可能會(hui)存在(zai)(zai)不(bu)兼容的情況。另外由于使(shi)用(yong)(yong)了(le)(le)波分復(fu)用(yong)(yong),單纖(xian)(xian)收發(fa)器(qi)產品普遍存在(zai)(zai)信號(hao)衰耗大(da)的特點(dian)。市面(mian)上的光(guang)纖(xian)(xian)收發(fa)器(qi)多為雙纖(xian)(xian)產品,此(ci)類產品較為成熟和穩定,但需要更多的光(guang)纖(xian)(xian)。
按工作層次/速率(lv)分類
100M以太網光纖收發器(qi):工作在物理層
10/100M以太網(wang)光(guang)纖收發器:工作在數據鏈路層
按(an)工(gong)作(zuo)層(ceng)次/速率來分,可以(yi)分為單10M、100M的光纖(xian)收發(fa)(fa)器、10/100M自適應的光纖(xian)收發(fa)(fa)器和(he)1000M光纖(xian)收發(fa)(fa)器。其中單10M和(he)100M的收發(fa)(fa)器產(chan)品(pin)工(gong)作(zuo)在(zai)物理層(ceng),在(zai)這一層(ceng)工(gong)作(zuo)的收發(fa)(fa)器產(chan)品(pin)是(shi)按(an)位來轉(zhuan)發(fa)(fa)數據。該轉(zhuan)發(fa)(fa)方式(shi)具有(you)(you)轉(zhuan)發(fa)(fa)速度(du)快、通(tong)透率高、時延低等方面(mian)的優勢,適合應用于速率固定(ding)的鏈(lian)路上(shang),同時由于此(ci)(ci)類設備在(zai)正常通(tong)信前沒有(you)(you)一個自協商(shang)的過(guo)程,因此(ci)(ci)在(zai)兼容(rong)性和(he)穩(wen)定(ding)性方面(mian)做(zuo)得更好。
而10/100M光(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)器是(shi)工作(zuo)在(zai)(zai)數據(ju)鏈(lian)路(lu)層(ceng),在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)一(yi)層(ceng)光(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)器使用(yong)存(cun)儲轉發(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機制,這(zhe)(zhe)樣轉發(fa)(fa)機制對接(jie)收(shou)(shou)到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)每一(yi)個數據(ju)包都(dou)要讀取它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)源(yuan)MAC地(di)址(zhi)、目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)MAC地(di)址(zhi)和(he)數據(ju)凈荷,并在(zai)(zai)完成CRC循環冗余校驗以(yi)(yi)后才將該(gai)數據(ju)包轉發(fa)(fa)出(chu)去。存(cun)儲轉發(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)好(hao)處一(yi)來可以(yi)(yi)防止一(yi)些錯(cuo)誤的(de)(de)(de)(de)(de)(de)幀在(zai)(zai)網(wang)(wang)絡(luo)中傳(chuan)播(bo),占用(yong)寶貴(gui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)網(wang)(wang)絡(luo)資源(yuan),同(tong)時還可以(yi)(yi)很(hen)好(hao)地(di)防止由于網(wang)(wang)絡(luo)擁塞造成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數據(ju)包丟失(shi),當(dang)數據(ju)鏈(lian)路(lu)飽和(he)時存(cun)儲轉發(fa)(fa)可以(yi)(yi)將無法(fa)轉發(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數據(ju)先放(fang)在(zai)(zai)收(shou)(shou)發(fa)(fa)器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)緩存(cun)中,等待網(wang)(wang)絡(luo)空閑(xian)時再進行(xing)轉發(fa)(fa)。這(zhe)(zhe)樣既減少了(le)數據(ju)沖突的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可能又保(bao)證了(le)數據(ju)傳(chuan)輸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可靠性,因此10/100M的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)纖(xian)收(shou)(shou)發(fa)(fa)器適合于工作(zuo)在(zai)(zai)速率不固定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鏈(lian)路(lu)上。
按結構分類
桌面式(獨(du)立(li)式)光纖收發器:獨(du)立(li)式用戶(hu)端(duan)設(she)備(bei)
機(ji)架式(模塊化)光纖收(shou)發器:安裝于十六(liu)槽機(ji)箱,采用集中供電(dian)方式
按結(jie)構來分(fen),可(ke)以(yi)分(fen)為桌面(mian)式(shi)(獨(du)立式(shi))光(guang)纖(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)和機(ji)架式(shi)光(guang)纖(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)。桌面(mian)式(shi)光(guang)纖(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)適合于(yu)單(dan)(dan)個(ge)用戶使(shi)用,如(ru)滿(man)足(zu)樓道中(zhong)單(dan)(dan)臺交換(huan)機(ji)的(de)上聯。機(ji)架式(shi)(模(mo)(mo)塊化)光(guang)纖(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)適用于(yu)多(duo)用戶的(de)匯聚(ju),如(ru)小(xiao)區的(de)中(zhong)心機(ji)房必須(xu)滿(man)足(zu)小(xiao)區內所有交換(huan)機(ji)的(de)上聯,使(shi)用機(ji)架便于(yu)實現對所有模(mo)(mo)塊型(xing)光(guang)纖(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)的(de)統一管理和統一供電(dian),國內的(de)機(ji)架多(duo)為16槽產(chan)品,即(ji)一個(ge)機(ji)架中(zhong)最多(duo)可(ke)加插16個(ge)模(mo)(mo)塊式(shi)光(guang)纖(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)。
按管理類型分類
非網管型收發(fa)器:即插即用,通過硬件撥碼開關(guan)設置電口工作模(mo)式
網管(guan)型收發器(qi):支(zhi)持電信級網絡管(guan)理(li)
按(an)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)來分,可(ke)(ke)(ke)以分為(wei)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)型(xing)光纖(xian)(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)(qi)和非網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)型(xing)光纖(xian)(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)(qi)。隨著網(wang)(wang)(wang)(wang)絡向著可(ke)(ke)(ke)運(yun)營可(ke)(ke)(ke)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)理的(de)(de)(de)(de)方(fang)向發(fa)展(zhan),大多(duo)數運(yun)營商都希望自己(ji)網(wang)(wang)(wang)(wang)絡中的(de)(de)(de)(de)所(suo)(suo)有設備均能(neng)做到可(ke)(ke)(ke)遠程(cheng)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)程(cheng)度,光纖(xian)(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)(qi)產(chan)(chan)品與交換機(ji)、路由(you)器(qi)(qi)一(yi)樣也逐(zhu)步向這個方(fang)向發(fa)展(zhan)。對于可(ke)(ke)(ke)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)光纖(xian)(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)(qi)還(huan)可(ke)(ke)(ke)以細分為(wei)局(ju)端(duan)可(ke)(ke)(ke)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)和用戶(hu)端(duan)可(ke)(ke)(ke)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)。局(ju)端(duan)可(ke)(ke)(ke)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)光纖(xian)(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)(qi)主(zhu)要是機(ji)架式產(chan)(chan)品,多(duo)采用主(zhu)從(cong)式的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)理結(jie)構,即一(yi)個主(zhu)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)模塊(kuai)(kuai)可(ke)(ke)(ke)串聯N個從(cong)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)模塊(kuai)(kuai),每個從(cong)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)模塊(kuai)(kuai)定(ding)期輪詢(xun)它(ta)所(suo)(suo)在子(zi)(zi)架上(shang)(shang)所(suo)(suo)有光纖(xian)(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)狀態(tai)信息,向主(zhu)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)模塊(kuai)(kuai)提交。主(zhu)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)模塊(kuai)(kuai)一(yi)方(fang)面(mian)需(xu)(xu)要輪詢(xun)自己(ji)機(ji)架上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)信息,另一(yi)方(fang)面(mian)還(huan)需(xu)(xu)收(shou)(shou)集(ji)所(suo)(suo)有從(cong)子(zi)(zi)架上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)信息,然(ran)后匯(hui)總并(bing)提交給網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)服務器(qi)(qi)。如(ru)武(wu)漢烽(feng)火(huo)網(wang)(wang)(wang)(wang)絡所(suo)(suo)提供的(de)(de)(de)(de)OL200系列網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)型(xing)光纖(xian)(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)(qi)產(chan)(chan)品支持(chi)1(主(zhu))9(從(cong))的(de)(de)(de)(de)網(wang)(wang)(wang)(wang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)結(jie)構,一(yi)次性最(zui)多(duo)可(ke)(ke)(ke)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)理150個光纖(xian)(xian)(xian)收(shou)(shou)發(fa)器(qi)(qi)。
按電源分類
內置電(dian)源(yuan):內置開(kai)關電(dian)源(yuan)為電(dian)信級電(dian)源(yuan)
外置(zhi)(zhi)電源:外置(zhi)(zhi)變(bian)壓器(qi)電源多使用在民用設(she)備(bei)上
按(an)電(dian)(dian)源來分,可(ke)以分為(wei)內置(zhi)電(dian)(dian)源和(he)外置(zhi)電(dian)(dian)源兩種(zhong)。其中內置(zhi)開關電(dian)(dian)源為(wei)電(dian)(dian)信級電(dian)(dian)源,而外置(zhi)變壓器電(dian)(dian)源多(duo)使用在民(min)用設(she)(she)備(bei)(bei)上。前者的(de)優(you)勢在于能支持超寬的(de)電(dian)(dian)源電(dian)(dian)壓,更好地實(shi)現穩壓、濾波和(he)設(she)(she)備(bei)(bei)電(dian)(dian)源保護(hu),減少機(ji)械式接(jie)觸(chu)造(zao)成(cheng)的(de)外置(zhi)故障點;后者的(de)優(you)勢在于設(she)(she)備(bei)(bei)體積小巧和(he)價(jia)格便宜。
按工作方式分類
全(quan)雙(shuang)工(gong)方(fang)(fang)(fang)式(shi)(full duplex)是(shi)指當數(shu)據的(de)發送(song)和(he)接收(shou)分(fen)(fen)流,分(fen)(fen)別(bie)由兩根不同(tong)(tong)(tong)的(de)傳輸線傳送(song)時,通信雙(shuang)方(fang)(fang)(fang)都(dou)能(neng)(neng)在同(tong)(tong)(tong)一時刻進(jin)行發送(song)和(he)接收(shou)操作(zuo),這樣的(de)傳送(song)方(fang)(fang)(fang)式(shi)就(jiu)是(shi)全(quan)雙(shuang)工(gong)制,如圖1所(suo)示。在全(quan)雙(shuang)工(gong)方(fang)(fang)(fang)式(shi)下(xia),通信系統的(de)每一端都(dou)設置了發送(song)器和(he)接收(shou)器,因此,能(neng)(neng)控(kong)制數(shu)據同(tong)(tong)(tong)時在兩個方(fang)(fang)(fang)向(xiang)上(shang)傳送(song)。全(quan)雙(shuang)工(gong)方(fang)(fang)(fang)式(shi)無需進(jin)行方(fang)(fang)(fang)向(xiang)的(de)切換,因此,沒有切換操作(zuo)所(suo)產(chan)生的(de)時間延遲。
半(ban)(ban)雙(shuang)(shuang)式方式(half duplex)是指使(shi)(shi)用(yong)同一(yi)根傳輸線既作(zuo)接(jie)(jie)收又作(zuo)發(fa)送(song),雖然(ran)數據可以(yi)在(zai)兩(liang)個方向上(shang)(shang)傳送(song),但通信雙(shuang)(shuang)方不能同時收發(fa)數據,這樣的(de)(de)(de)傳送(song)方式就是半(ban)(ban)雙(shuang)(shuang)工(gong)制(zhi)。采(cai)用(yong)半(ban)(ban)雙(shuang)(shuang)工(gong)方式時,通信系統每(mei)一(yi)端的(de)(de)(de)發(fa)送(song)器和接(jie)(jie)收器,通過(guo)收/發(fa)開關(guan)轉接(jie)(jie)到通信線上(shang)(shang),進行方向的(de)(de)(de)切換,因此,會(hui)產生時間延遲。市面上(shang)(shang)有些晶片,只能使(shi)(shi)用(yong)全(quan)雙(shuang)(shuang)工(gong)環(huan)境,無法支持半(ban)(ban)雙(shuang)(shuang)工(gong),若接(jie)(jie)至其(qi)他(ta)品(pin)牌的(de)(de)(de)交換機(N-Way Switch)或(huo)集線器(HUB),其(qi)又使(shi)(shi)用(yong)半(ban)(ban)雙(shuang)(shuang)工(gong)模式,則一(yi)定會(hui)造成(cheng)嚴重的(de)(de)(de)沖撞(zhuang)及(ji)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(mo),并且可能(neng)標有mm
9/125(g652)為單模,并(bing)且可能標(biao)有sm
光纖磨制端頭
在放(fang)大鏡(jing)下可辨別(bie),多模呈(cheng)同心圓(yuan)
單模中間有(you)一黑點(dian)
熔接機熔接時從屏(ping)上(shang)可辨別
多(duo)模纖中間(jian)沒白條(tiao)
單模中間有(you)一白條
同(tong)時,熔(rong)(rong)接機對多(duo)模光纜不(bu)(bu)做(zuo)熔(rong)(rong)接損耗計算。再(zai),單模與多(duo)模光纖熔(rong)(rong)接機不(bu)(bu)能熔(rong)(rong)接。
單模收發(fa)器可以用(yong)(yong)于多模光纜鏈(lian)路,但注意跳線要用(yong)(yong)多模的。
依(yi)據信號(hao)在(zai)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)中傳輸的(de)模(mo)(mo)式,主要分兩大類:單模(mo)(mo)和多模(mo)(mo)。模(mo)(mo)式通常(chang)是(shi)指光(guang)(guang)信號(hao)在(zai)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)內的(de)傳輸路徑,單模(mo)(mo)的(de)傳輸路徑就是(shi)中心(xin)軸(zhou)線(xian);將光(guang)(guang)纖(xian)(xian)沿中軸(zhou)線(xian)切出(chu)一個刨(bao)面,光(guang)(guang)信號(hao)在(zai)刨(bao)面上利用(yong)全(quan)反(fan)射進行(xing)傳輸。光(guang)(guang)纖(xian)(xian)可以擁有這種(zhong)刨(bao)面無(wu)限(xian)(xian)多個,所以光(guang)(guang)信號(hao)的(de)傳輸路徑就會有無(wu)限(xian)(xian)多條(tiao),即有無(wu)限(xian)(xian)多種(zhong)模(mo)(mo)式,如此傳輸的(de)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)就被稱作多模(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)。
單模的(de)纖芯尺寸(cun)一(yi)般是(shi)8~10um,在單模中信號沿直線(xian)進行傳(chuan)播,也就是(shi)一(yi)種模式(shi)。多模的(de)纖芯比較(jiao)大(da),50um或是(shi)62.5um,可以同時進行多種模式(shi)的(de)傳(chuan)輸。
單(dan)模(mo)(mo)的(de)(de)傳(chuan)輸帶(dai)寬高,傳(chuan)輸距離遠,主要用于中長(chang)距離的(de)(de)信號傳(chuan)輸系統,如光(guang)纖(xian)到戶、地鐵和(he)道路等(deng)長(chang)距離網(wang)絡。但是,因為單(dan)模(mo)(mo)的(de)(de)纖(xian)芯比(bi)較(jiao)小,與(yu)發(fa)射(she)機連接時需(xu)要精(jing)確對(dui)接,從而(er)耦(ou)合(he)到較(jiao)高的(de)(de)光(guang)源。這使(shi)(shi)得單(dan)模(mo)(mo)光(guang)纖(xian)網(wang)絡系統的(de)(de)其他配(pei)件價格升(sheng)高,單(dan)模(mo)(mo)光(guang)發(fa)射(she)機的(de)(de)價格比(bi)多模(mo)(mo)的(de)(de)就(jiu)貴不少。使(shi)(shi)用單(dan)模(mo)(mo)連接器(qi)進(jin)行端接時,要注意精(jing)確對(dui)接,不然會產生數值較(jiao)高的(de)(de)插入損耗,降低光(guang)纖(xian)傳(chuan)輸性能。
而多(duo)(duo)模(mo)(mo)能主要用于(yu)滿足(zu)短距離網(wang)絡(luo)的(de)傳輸。事實上,多(duo)(duo)模(mo)(mo)光纖(xian)能夠支持萬(wan)兆以(yi)太網(wang)550米內(nei)的(de)垂(chui)直子(zi)系(xi)統布(bu)線(xian)和短距離建筑群子(zi)系(xi)統布(bu)線(xian),以(yi)及40G/100G網(wang)絡(luo)150米內(nei)的(de)數據中(zhong)心(xin)布(bu)線(xian)。并且,多(duo)(duo)模(mo)(mo)光纖(xian)系(xi)統的(de)光電轉換元件比單模(mo)(mo)更便宜(yi),現場安裝和端接也(ye)更簡單。
光纖作為寬帶(dai)接(jie)入一(yi)種(zhong)主流(liu)的(de)方式(shi),有著通信(xin)容(rong)量(liang)大、中(zhong)繼距離長、保密性能好、適應能力強、體積小重(zhong)量(liang)輕(qing)、原(yuan)材料來源廣價格(ge)低(di)廉等的(de)優點,未來在寬帶(dai)互聯網接(jie)入的(de)應用可預料會非(fei)常廣泛(fan)。
根據市(shi)(shi)場研究與(yu)預測(ce)公司IDC預計2012年中(zhong)國(guo)(guo)光(guang)纖(xian)接(jie)(jie)入(ru)用(yong)戶(hu)(hu)數(shu)(shu)將超(chao)過(guo)(guo)2660萬戶(hu)(hu),未來5年保(bao)持56.4%的年復合增(zeng)長(chang)率(lv),而且(qie)中(zhong)國(guo)(guo)已成為全(quan)球最(zui)大的光(guang)網絡設(she)備市(shi)(shi)場之一(yi)。截至(zhi)2011年底,中(zhong)國(guo)(guo)光(guang)纖(xian)接(jie)(jie)入(ru)端口數(shu)(shu)已超(chao)過(guo)(guo)1億個(ge),同(tong)比增(zeng)長(chang)超(chao)過(guo)(guo)100%;中(zhong)國(guo)(guo)光(guang)纖(xian)接(jie)(jie)入(ru)用(yong)戶(hu)(hu)數(shu)(shu)已達(da)(da)1556萬戶(hu)(hu),同(tong)比增(zeng)長(chang)超(chao)過(guo)(guo)370%。比起中(zhong)國(guo)(guo)1.58億的寬(kuan)帶(dai)(dai)用(yong)戶(hu)(hu)數(shu)(shu),光(guang)纖(xian)接(jie)(jie)入(ru)用(yong)戶(hu)(hu)數(shu)(shu)還將會有非常廣闊的上升空間。根據我(wo)國(guo)(guo)光(guang)纖(xian)寬(kuan)帶(dai)(dai)發展計劃,到(dao)(dao)2015年全(quan)國(guo)(guo)互聯網出(chu)口帶(dai)(dai)寬(kuan)達(da)(da)到(dao)(dao)5T,城市(shi)(shi)家庭帶(dai)(dai)寬(kuan)接(jie)(jie)入(ru)能力基本達(da)(da)到(dao)(dao)20M以(yi)上,農村家庭帶(dai)(dai)寬(kuan)能力基本達(da)(da)到(dao)(dao)4M以(yi)上;家庭光(guang)纖(xian)接(jie)(jie)入(ru)覆蓋超(chao)過(guo)(guo)500萬戶(hu)(hu);無線(xian)局域網的公共運營熱點規模(mo)將超(chao)過(guo)(guo)15萬個(ge);屆時將實現全(quan)市(shi)(shi)公益(yi)性機構(gou)光(guang)纖(xian)到(dao)(dao)達(da)(da)率(lv)100%,實現全(quan)部科技(ji)園(yuan)區、工(gong)業園(yuan)區、商(shang)務樓宇(yu)、賓館酒店等商(shang)務類(lei)場所(suo)的光(guang)纖(xian)到(dao)(dao)樓、到(dao)(dao)辦(ban)公室。
這些數據都表明,中國的(de)寬帶(dai)市(shi)場蘊藏(zang)著巨大的(de)潛力,必將是(shi)未(wei)來(lai)寬帶(dai)運營商對抗的(de)主戰場之一。而光(guang)纖(xian)寬帶(dai)的(de)普及也是(shi)大勢所趨。所以未(wei)來(lai)寬帶(dai)市(shi)場的(de)斗爭(zheng)很大程度上是(shi)光(guang)纖(xian)寬帶(dai)的(de)斗爭(zheng)。
中國(guo)(guo)電信集團副總(zong)工程師靳東濱表示,中國(guo)(guo)電信光(guang)纖(xian)寬帶(dai)用戶(hu)數量三(san)年后將(jiang)超過1億,達(da)到(dao)世界領先(xian)水(shui)平。中國(guo)(guo)聯通(tong)也(ye)明確了2012年新增光(guang)纖(xian)到(dao)戶(hu)家庭(ting)1000萬(wan)。中國(guo)(guo)移動在2010年在三(san)大運(yun)營(ying)商光(guang)纖(xian)光(guang)纜招標量達(da)40%~50%。可(ke)以看出(chu)各大運(yun)營(ying)商對于(yu)光(guang)纖(xian)寬帶(dai)這項前景(jing)看好的(de)業務都給予了很大的(de)重視。
光纖(xian)之(zhi)父(fu)——高錕(kun)
高錕從(cong)理論上(shang)分析(xi)證明了用(yong)光(guang)纖(xian)作(zuo)為(wei)傳輸媒體(ti)以實現光(guang)通信的(de)可能(neng)性,并預言了制造(zao)通信用(yong)的(de)超(chao)低耗光(guang)纖(xian)的(de)可能(neng)性。被(bei)譽(yu)為(wei)“光(guang)纖(xian)之父(fu)”。