嘉隆科技光通訊副總郭文基：《光纖簡介》選編

【訊石光通訊咨詢網(wǎng)】臺灣嘉隆科技近期新加入訊石會員大家庭，其光通訊產品處副總經理郭文基先生應訊石之邀，以他二十多年的光通訊行業(yè)經驗，在訊石十月聯(lián)誼會上為大家?guī)?ldquo;光纖簡介”主題演講。郭總首先肯定了訊石舉辦聯(lián)誼會的號召力，也充分認可聯(lián)誼會是業(yè)界交流學習的良好平臺。他由光纖基礎知識切入，從光纖優(yōu)點到光纖制造流程，再到光纖工作原理和光纖特性，并以光纖可靠度收尾，由淺入深、由表及里、全方位為大家闡述了光纖生產各個過程中的理論與實踐，并深入分析了光纖今后的發(fā)展趨勢。

光纖優(yōu)點

      1.高頻寬: 每一bit之分擔成本低；2.低損耗: 傳輸距離長；3 更新方便: 不須更換光纖；4. 不受EMI/RFI 干擾: 低雜訊；5.安裝簡單: 光纖本身非常輕；6.安全性佳: 要分支較困難。

光纖制造技術

OVD 制造流程
1. 原材料：Purified GeCl4 and SiCl4
2. 沉積
3.玻璃化：此流程包含三個作用:乾燥Dried，玻璃化Consolidated，高密度玻璃Dense Glass
4.抽絲
5. Proof-Testing
典型光纖測試項目：衰減 頻寬 分散 截止波長 OTDR 長度 數(shù)值孔徑NA 纖芯直徑 模場直徑 包層直徑 同心度 不圓度 偏振模態(tài)分散PMD

DCVD 製造流程 

      在石英管內進行氣相沉積, 較不受外部干擾
      沉積與玻璃化可在同一機臺完成
     品質和成本會受制于石英管制造商
     受制于石英管外徑大小之限制, 所完成光纖棒較小, 若用于生產通信用單模光纖較不具成本優(yōu)勢

VAD 製造流程 

     Soot沉積方向是軸向的, 非徑向的
      典型的生產方法, 仍把沉積和玻璃化分開兩個製程, 但在未來有可能合併在一起
      高沉積率, 但火頭之設計和位置是相當關鍵性的
      須具有相當熟練的作業(yè)人員

光纖工作原理

折射率
       定義: 光在真空中速度與在該物質速度之比值, 即為該物質之折射率, 一般以n來表示n ≡ c / v 
       光在玻璃之速度約在真空中的2/3
       折射率與波長有密切關系

全反射
       當100%入射光全被反射回來, 此時就發(fā)生全反射現(xiàn)象
       當光從高折射率介質n1入射至低折射率介質n2 時, 此時若其入射角度大於臨界角,就會發(fā)生全反射現(xiàn)象
       當入射光能在光纖之纖芯與包層發(fā)生全反射之條件時, 此時之入射光就不會再跑到包層外面了。


光纖種類：單模光纖、多模光纖
      單模光纖
      最常見設計: 9/125 μm, NA ~ 0.1

       階式多模光纖(SI)
      常見設計有: 100/140 or 200/280 μm
      塑膠多模光纖(POF):0.1 - 3 mm ∅, core 80 to 99%

       漸變式多模光纖(GI)
       常見設計有: 62.5/125 , NA ~ 0.275，50/125 μm, NA ~ 0.200

         模是被定義為一束光所走的路徑。在數(shù)學上, 一個模是光在電介質內傳播滿足Maxwell方程式所有可能的解之一。光信號是以一束光(單模光纖)或幾束光(多模光纖)透過光纖纖芯來傳播, 主要取決於光纖折射率與幾何結構及光的波長。


光纖可靠度 

        光纖可靠度取決於以下因素:光纖結構設計、光纖棒(Preform)製程、抽纖制程、光纜設計和制程、安裝實務、環(huán)境因素。

國際標準組織 

        國際標準是由網(wǎng)路運營商和設備提供商共同制定的穩(wěn)定基礎, 使網(wǎng)路能夠同時在技術和營運兩分面獲得發(fā)展。
        ITU(國際電信聯(lián)盟):是一個站在需求角度的行業(yè)組織, 代表的是最終用戶
        IEC(國際電工委員會):是一個站在供應角度的行業(yè)組織, 代表的是系統(tǒng)供應商
       這兩個標準組織就特定規(guī)范達成一致, 是透過廣泛協(xié)商并相互理解的體現(xiàn)
       ITU和IEC將會繼續(xù)改進光纖和光纜之要求, 以反映光纖通信網(wǎng)路不斷變化的需求

光纖的發(fā)展趨勢 

        網(wǎng)路規(guī)劃需要考慮：對彎曲的要求、功率損耗特性、兼容性、熔接/接合、未來升級能力、成本，以及整體可靠性。 

        眾多全球網(wǎng)路運營商在建構芯網(wǎng)路和擴展現(xiàn)有基礎設施時, 均指定採用符合ITU-T G.652.D的全譜光纖, 這種最新標準與所有舊標準單模光纖完全兼容, 并顯著增大可用光系統(tǒng)傳輸帶寬和高數(shù)據(jù)傳輸率能力。
 
         ITU 和IEC 已經認識到目前的G.657B標準規(guī)范規(guī)定的7.5mm最小彎曲半徑對於入戶光纜的應用是嚴重不足的。 

         由眾多領先營運商支持的IEC委員會, 已經建議ITU第6研究組應該採用一種新的入戶光纜標準。 

         第6研究組這才考慮建立一個最小彎曲半徑5mm的標準, 這將使得隨意的線纜安裝方式成為可能, 它所需的技術含量低、像銅纜一樣的方式、可以包含多個尖銳的彎曲和卡線釘。 

         服務提供商希望光纖具有比G.657B光纖低得多的彎曲損耗, 但仍然符合G.652D單模光纖的標準和FTTH設備的需求, 并且適合未來的傳輸波長和系統(tǒng)。