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1966年7月，英藉華人高錕(K.C.Kao)博士就光纖傳輸的前景發(fā)表了具有重大歷史意義的論文，其指出只要能設法降低玻璃纖維的雜質(zhì)，就有可能用于通信。其后美國貝爾研究所、美國康寧玻璃公司的馬瑞爾、卡普隆、凱克等對光纖用于通訊做了大量的研究并取得了突破性的成績(jì)，使得光纖通訊技術(shù)迅速發(fā)展。如今，很多領(lǐng)域開(kāi)始采用光纖技術(shù)作為通訊介質(zhì)普遍得到應用。
今天，我們通過(guò)光纖的通訊原理、結構、分類(lèi)等，全面了解光纖。
按折射率分布情況可以分為突變型多模光纖、漸變型多模光纖以及單模光纖。
纖芯折射率為 n1 保持不變，到包層突然變?yōu)閚2。這種光纖一般纖芯直徑2a=50~80μm，光線(xiàn)以折線(xiàn)形狀沿纖芯中心軸線(xiàn)方向傳播，特點(diǎn)是信號畸變大。
在纖芯中心折射率最大為n1 ，沿徑向r向外圍逐漸變小，直到包層變?yōu)閚2。這種光纖一般纖芯直徑2a為50μm，光線(xiàn)以正弦形狀沿纖芯中心軸線(xiàn)方向傳播，特點(diǎn)是信號畸變小。
折射率分布和突變型光纖相似，纖芯直徑只有8~10 μm，光線(xiàn)以直線(xiàn)形狀沿纖芯中心軸線(xiàn)方向傳播。因為這種光纖只能傳輸一個(gè)模式(只傳輸主模)，所以稱(chēng)為單模光纖，其信號畸變很小。
光纖的類(lèi)型由模材料(玻璃或塑料纖維)及芯和外層尺寸決定，芯的尺寸大小決定光的傳輸質(zhì)量。常用的光纜有：
8.3μm 芯、125μm外層、單模。
62.5μm 芯、125μm外層、多模。
50μm芯、125μm外層、多模。
100μm芯、140μm外層、多模。
光纖色散的存在使傳輸的信號脈沖畸變和展寬，從而產(chǎn)生碼間干擾。為了保證通信質(zhì)量，必須增大碼間間隔，即降低信號的傳輸速率，這就限制了光纖系統的通信容量和傳輸距離。按照色散產(chǎn)生的原因，光纖色散可分為模式色散，材料色散、波導色散和極化色散。
模式色散是由于不同模式的時(shí)間延遲不同而產(chǎn)生的，它取決于光纖的折射率分布，并和光纖材料折射率的波長(cháng)特性有關(guān)。
材料色散是由于光纖的折射率隨波長(cháng)而改變，不同波長(cháng)成分的光，其時(shí)間延遲不同而產(chǎn)生的。這種色散取決于光纖材料折射率的波長(cháng)特性和光源的譜線(xiàn)寬度。
波導色散是由于波導結構參數與波長(cháng)有關(guān)而產(chǎn)生的，它取決于波導尺寸和纖芯與包層的相對折射率差。
對于一個(gè)確定的光波，有兩個(gè)極化矢量，彼此正交，在單模光纖中傳播的實(shí)際上有兩個(gè)極化模式，它們在光纖中的傳播速度不同，由此產(chǎn)生的色散稱(chēng)為極化色散。
主要有以下幾個(gè)方面：
1、頻帶較寬。
2、電磁絕緣性能好。光纖電纜中傳輸的是光束，由于光束不受外界電磁干擾與影響，而且本身也不向外輻射信號，因此它適用于長(cháng)距離的信息傳輸以及要求高度安全的場(chǎng)合。當然，抽頭困難是它固有的難題，因為割開(kāi)的光纜需要再生和重發(fā)信號。
3、衰減較小?？梢哉f(shuō)在較長(cháng)距離和范圍內信號是一個(gè)常數。
4、中繼器的間隔較大，因此可以減少整個(gè)通道中繼器的數目，可降低成本。根據貝爾實(shí)驗室的測試，當數據的傳輸速率為420Mbps且距離為119公里無(wú)中繼器時(shí)，其誤碼率為,傳輸質(zhì)量很好。而同軸電纜和雙絞線(xiàn)每隔幾千米就需要接一個(gè)中繼器。
我們知道，在長(cháng)距離通信中光纖早已唱起了主角，隨著(zhù)INTENRET數據通信、視頻點(diǎn)播、可視電話(huà)、電視會(huì )議等多媒體業(yè)務(wù)的迅速擴大，對物理網(wǎng)絡(luò )的寬帶化、高速化提出了更高的要求，使光纖到戶(hù)和光纖到桌面的傳輸網(wǎng)絡(luò )逐步取代現有的光電混合形式成為最理想的傳輸網(wǎng)絡(luò )，為用戶(hù)提供寬帶高速的信息服務(wù)。相信在不久的將來(lái)，全光交換技術(shù)的將是一個(gè)普遍的應用。
中國變頻電量測量與計量的領(lǐng)軍企業(yè)
國家變頻電量測量?jì)x器計量站創(chuàng )建單位
國家變頻電量計量標準器的研制單位
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