May 08, 2025

Stručná história rozvoja typov optických vlákien

Zanechajte správu

Od komercializácie optických vlákien s nepretržitým rozvojom technológie prešli typy optických vlákien niekoľkými dôležitými vývojovými štádiami.

 

Dnes sa poďme krátko pozrieť na túto cestu:

 

#### Stage One: Multimode Fiber (prvé okno)

 

V júli 1966 publikoval čínsko-americký vedec Charles Kao historicky významný dokument o vyhliadkach na prenos optických vlákien. Príspevok analyzoval hlavné príčiny straty prenosu optických vlákien a teoreticky preukázal možnosť zníženia straty na 20 dB\/km. Navrhla tiež, aby sa takéto vlákna mohli použiť na komunikáciu.

info-193-220

V roku 2009 získala spoločnosť KAO Nobelovu cenu za fyziku za vynikajúce príspevky do optického priemyslu vlákien.

 

S touto teóriou, o štyri roky neskôr, v roku 1970, Corning Inc. v Spojených štátoch úspešne nakreslil optické vlákno so stratou 20 dB\/km, čo dokazuje uskutočniteľnosť použitia optických vlákien ako komunikačného média.

 

Zároveň Bell Labs v Spojených štátoch vynašiel polovodičový laser s použitím gallium arzenidu (GAAS) ako materiálu. Vďaka svojej malej veľkosti sa široko používa v komunikačných systémoch z optických vlákien.

 

V roku 1972 sa strata prenosu optických vlákien znížila na 4 dB\/km.

 

Od tohto momentu sa oficiálne začala éra optickej komunikácie.

 

Od roku 1972 do roku 1981 to bolo výskumné a aplikačné obdobie pre multimódové vlákna.

 

Prvou vlnovou dĺžkou použitou pri optickej komunikácii vlákien bola 850 nm, známa ako prvé okno.

 

Vyvinuté skoré multimódové vlákna boli multimódové vlákna s krokom. Následne boli vyvinuté multimódové vlákna z kategórie A1A (5 0\/125). Tieto vlákna mali útlm 3. 0-3. 5 db\/km, šírka pásma {{}} mHz · a numerická apertúra 0. 2 {13} ± 0.

 

Neskôr boli vyvinuté a použité multimódové vlákna z kategórie A1B (62,5\/125). Tieto vlákna mali útlm 3. 0-3. 5 db\/km, šírku pásma 100-800 mHz · km a numerická clona 0. 275 ± {{{{{{{{{}}. 015.

Tieto dva typy vlákien v kombinácii s diódami emitingu svetla (LED) pracujúcich v blízkosti vlnovej dĺžky 850 nm tvorili skoré optické komunikačné systémy.

 

V tom čase bola spektrálna šírka LED 40 nm, injektovaný optický výkon bol 5 alebo 20 μW a maximálna rýchlosť dát bola 5 alebo 60 mb\/s.

 

#### Stage Druhé: Multimódové vlákno (druhé okno)

Na konci sedemdesiatych rokov a začiatkom osemdesiatych rokov vyvinuli výrobcovia vlákien druhé okno (1300 nm).

 

Vlákna kategórie A1A mala útlm 0. 8-1. 5 db\/km a šírku pásma 200-1200 mHz · km. Vlákna kategórie A1B mala útlm 0. 8-1. 5 db\/km a šírku pásma 200-1000 mHz · km.

 

Tieto vlákna sa použili v spojení s LED s vysokým žiarením, ktoré mali spektrálnu šírku 120 nm, injektovaný optický výkon 20 μW a maximálna rýchlosť dát 100 MB\/s.

 

#### Stage Tree: G.652, G.653 a G.654 vlákna s jedným režimom (druhé a tretie okná)

Od roku 1982 do roku 1992 to bolo rozsiahle obdobie aplikácie pre G.652, G.653 a G.654 s jedným režimom, ktoré otvorili druhé okno (1310 nm) a tretie okno (1550 nm) pre optické vlákna.

 

V rokoch 1973 až 1977 vyvinuli hlavní výrobcovia vlákien na celom svete rôzne pokročilé výrobné procesy preformu. Corning vyvinula technológiu OVD (mimo depozície pary); NTT, Sumitomo, Furukawa a Fujikura v Japonsku spoločne vyvinuli technológiu VAD (axiálne axiálne) VAD (pary axiálne); Lucent vylepšil technológiu MCVD (modifikované chemické depozície pary); a Philips v Holandsku vyvinul technológiu PCVD (ukladanie chemickej pary Plazma).

 

V roku 1982, počnúc Spojenými štátmi, nasledovali Japonsko a Nemecko, začala sa začala globálna výstavba projektov na dlhé vzdialenosti pomocou vlákien G.652 s jedným režimom. Veľký dopyt po trhu po jednotlivých vláknach stimuloval hromadnú výrobu.

 

V tejto dobe Corning's OVD ďalej zvýšila rýchlosť depozície a VAD, MCVD a PCVD pridané vonkajšie bundy, aby sa zvýšila veľkosť preformy.

 

Následne všetci výrobcovia sledovali dvojkrokový hybridný proces, aby zväčšili preformy.

V 90. rokoch 20. storočia spoločnosť Alcatel vo Francúzsku vyvinula technológiu APVD (atmosférický tlak VAD) (MCVD + plazmový proces).

 

Významný pokrok vo výrobných technológiách hlavnými výrobcami vlákien vytvoril lepšie podmienky pre rozsiahle uplatňovanie konvenčných vlákien s jedným režimom.

 

V roku 1984 bolo uložené tretie okno (1550 nm).

V tom istom roku vydal CCITT (medzinárodný telegrafný a telefónny konzultačný výbor) normy G.651 a G.652.

 

V roku 1985 dosiahlo útlm G.652 vlákien 0. 35 dB\/km pri 131 0 nm a 0,21 db\/km pri 1550 nm.

V roku 1985 bola komercializovaná vláknina (G.653) vyvinutá v rozptyle (G.653) a Spojené štáty americké. Jeho charakteristikou bolo posunúť nulový disperzný bod z druhého okna do tretieho okna. Pri vlnovej dĺžke 1550 nm bola nielen strata najnižšia, ale disperzia bola tiež najmenšia.

 

V roku 1988 vydal CCITT štandard G.653. Toto vlákno sa široko používalo v japonských komunikačných kmeňových linkách.

Začiatkom 90. rokov sa začal komercializovať zosilňovač vlákien dopovaných Erbium (EDFA), čo viedlo k zváženiu multiplexovania hustých vlnových dĺžok (DWDM).

 

Nulová disperzia pri vlnovej dĺžke 1550 nm vlákien G.653 však spôsobila vážne nelineárne interferencie medzi kanálmi v systémoch DWDM, takže nebola široko propagovaná na celom svete.

 

V roku 1995 Čína skonštruovala projekt optického kábla v Peking-Kowloon s použitím šiestich vlákien G.653 z 24 jadier, ktoré neboli nikdy aktivované. Odvtedy Čína nepoužívala vlákna G.653.

 

Počas tohto obdobia sa vyvinula aj medzná vlnová dĺžka. Mal nielen nízku stratu pri 1550 nm, ale aj s nízkou stratou mikróbov, vďaka čomu bol vhodný pre systémy na dlhé vzdialenosti pomocou optických zosilňovačov a podmorských káblových systémov.

 

V roku 1988 CCITT vydal štandard G.654.

 

#### Štvrtá fáza: Úplné otvorenie okien vlákien a komplexný vývoj charakteristík

Od roku 1993 do roku 2006 sa okná komunikácie vlákien rozšírili na štvrtý a piaty okn a pásmo S s úplným otvorením okien vlákien. Boli vyvinuté štyri nové typy vlákien a charakteristiky vlákien sa stali komplexnejšími.

 

(1) Nenulová disperzia posunula jednorazové vlákno Giber G.655 (tretí a štvrtý okn)

Na potlačenie štvorvlny miešania (FWM) a modulácie krížovej fázy (XPM) v multiplexingových systémoch delenia hustých vlnových dĺžok (DWDM) a zníženie nelineárneho interferencie medzi optickými kanálmi bola zavedená v roku 1993 nenulová disperzia posunutá vláknina (NZDSF).

Po prvé, Lucent spustil vlákno Truewave, po ktorom nasledovalo Corningovo zavedenie veľkej účinnej vlákna listov.

Tieto vlákna pôvodne prevádzkovali v treťom okne, tj pásma C (1530-1565 nm). Po roku 1995 boli rozšírené na štvrté okno, tj pásmo L (1565-1625 nm).

V roku 1996 ITU-T založil štandard G.655. Po roku 1998 sa široko používal na celom svete.

 

(2) s nízkym obsahom vody s jedným režimom Giber G.652C (piate okno)

V roku 1998 spoločnosť Lucent predstavila vlákno TrueWave (tj vlákno s nízkym obsahom vody), ktorá takmer eliminovala vodný vrchol pri 1383 nm (útlm <{{{{}}. 31 db\/km), pričom otvára piate okno optických vlákien, tj E Band ({{6} nm).

V roku 1999 Čína začala používať všetky vlny vlákna na káble v telekomunikáciách Jiujiang.

V roku 2000 ITU-T stanovil štandard G.652C.

V roku 2001 Corning produkoval vlákna s nízkym obsahom vody.

V roku 2002 bola vláknina G.652C propagovaná na celom svete.

Odvtedy vlákna s jedným režimom vykazujú vynikajúci útlmový výkon v rozsahu vlnových dĺžok od 1260 nm do 1625 nm.

V máji 2002 ITU-T rozdelila optické pásma vlnovej dĺžky pre komunikačné systémy s jedným režimom do O, E, S, C, L a U.

info-662-245

Vlnová dĺžka 850 nm pre multimódové vlákna sa označuje ako prvé okno. V prípade vlákien s jedným režimom je O pásmo O druhé okno, pás C je tretie okno, pás L je štvrtým oknom a pás E je piate okno.

info-544-307

Zaslať požiadavku