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光纖光纜

光纜是一種通信電纜,由兩根或多根玻璃或塑料光纖芯組成這些光纖芯位于保護(hù)涂層中,由塑料PVC外套覆蓋。沿著內(nèi)部光纖的信號(hào)傳輸通常使用紅外線。

目錄

簡介 編輯本段

用于傳輸光波的介質(zhì)波導(dǎo)。光纖是一種由同心雙層透明介質(zhì)組成的光纖。最廣泛使用的電介質(zhì)材料是應(yīng)時(shí)玻璃(SiO2)內(nèi)層介質(zhì)稱為纖芯,其折射率高于外層介質(zhì)(稱為包層)通過在應(yīng)時(shí)玻璃中摻雜鍺、磷、氟、硼和其它雜質(zhì)來調(diào)節(jié)纖芯或包層的折射率。通信用光纖的傳輸波長主要是0.8~1.7微米近紅外光。光纖的芯徑根據(jù)類型不同而不同,通常從幾微米到100微米不等,外徑大多在125微米左右。它外面有一層塑料涂層。光纜(圖2)由單根或多根光纖組合而成,經(jīng)過加強(qiáng)和保護(hù)。光纜可用于各種環(huán)境。光纜的制造方法與電纜相似。

光纖通信是現(xiàn)代信息傳輸?shù)闹匾绞街?。它具有容量大、中繼距離長、保密性好、不受電磁干擾,節(jié)省銅材。

報(bào)告利用信息對(duì)光纖光纜行業(yè)的市場數(shù)據(jù)進(jìn)行長期跟蹤和收集,從行業(yè)整體高度構(gòu)建分析體系。報(bào)告主要分析了中國光纖光纜行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景;光纖光纜產(chǎn)業(yè)的格局和集中度;光纖光纜行業(yè)的技術(shù)現(xiàn)狀。

發(fā)展 編輯本段

在3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、FTTH(光纖到戶)實(shí)施、三網(wǎng)融合試點(diǎn)、西部村村通工程、光進(jìn)銅退”在多重利益的驅(qū)動(dòng)下,中國 美國光纖光纜產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭良好中國已經(jīng)成為世界中國和世界最重要的光纖和光纜市場 美國最大的光纖和光纜制造商,并取得了令人矚目的成就。

2011年,中國光纖光纜行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)149家,比上年減少21家;實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值688.02億元;實(shí)現(xiàn)銷售收入643.10億元,同比增長24.68%創(chuàng)造利潤65.54億元,同比增長47.39%

隨著FTTH和FTTC制度在中國的采用、隨著三網(wǎng)融合和大規(guī)模3G建設(shè)的繼續(xù),光纖和光纜的市場需求仍然很大,這為中國的發(fā)展提供了強(qiáng)大的動(dòng)力中國光纖光纜產(chǎn)業(yè)前景廣闊。

隨著光纖光纜行業(yè)競爭的加劇,大型光纖光纜企業(yè)之間的并購和資本運(yùn)作越來越頻繁國內(nèi)優(yōu)秀的光纖光纜廠商越來越重視對(duì)行業(yè)市場的研究,尤其是對(duì)企業(yè)發(fā)展環(huán)境和客戶需求趨勢變化的深入研究。正因?yàn)槿绱?,一大批國?nèi)優(yōu)秀的光纖光纜品牌迅速崛起,逐漸成為光纖光纜行業(yè)的領(lǐng)頭羊!

光纖通信的誕生和發(fā)展是電信史上的一次重要革命。人類社會(huì)的信息化建設(shè)正在加速,即使在全球經(jīng)濟(jì)不景氣的情況下,通信信息行業(yè)依然非?;鸨?。光纖通信正走向高速化、超高速、超大容量光纖傳輸與全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。在中國的信息化進(jìn)程中,“九五”在此期間,中國電信完成了“八縱八橫”的光纜干線敷設(shè)。逐步形成以光纜為主體的骨干通信網(wǎng)絡(luò)。四通八達(dá)的大容量光纜干線已成為中國 s“信息通道”隨著通信的不斷發(fā)展,從省到市、縣城甚至鄉(xiāng)鎮(zhèn)都鋪設(shè)了光纜。光纖到戶”日期快到了。近年來,隨著技術(shù)進(jìn)步電信體制改革和電信市場逐步全面開放,以及IP業(yè)務(wù)爆炸式發(fā)展帶來的巨大帶寬需求,光纖通信發(fā)展再次呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的新局面。

玻璃纖維用于傳輸光已經(jīng)有30多年的歷史了。光纖最初的應(yīng)用僅限于一些光學(xué)機(jī)械和醫(yī)療設(shè)備(如光導(dǎo)和胃鏡等),傳輸?shù)氖强梢姽?,衰減高達(dá)1000分貝/公里。1966年,高錕首先提出了用應(yīng)時(shí)玻璃纖維進(jìn)行長距離光信息傳輸?shù)脑O(shè)想。1970年,美國用化學(xué)氣相沉積法制成了高純度的應(yīng)時(shí)光纖,其衰減降到了20 dB/公里,從而使遠(yuǎn)距離傳輸成為現(xiàn)實(shí)。之后光纖的衰減迅速下降,到70年代末已經(jīng)降到零.2分貝/公里的理論極限水平。光纖的帶寬正在增加,在20世紀(jì)80年代初達(dá)到幾百GHz·公里的單模光纖已經(jīng)可供實(shí)際使用。已經(jīng)研制出中繼距離超過100公里,容量達(dá)幾百兆的/第二光纖通信系統(tǒng)。光纖通信設(shè)備制造業(yè)已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)部門。光纖中光波的強(qiáng)度和相位隨溫度而變化、電場、磁場和其他物理量的特性已用于高靈敏度遙測傳感器。

原理 編輯本段

光纖傳輸基于可用光在兩種介質(zhì)之間的界面上全反射的原理。在突變光纖中,n1是芯介質(zhì)的折射率,n2是包層介質(zhì)的折射率,n1大于n2,進(jìn)入芯的光到達(dá)芯和包層的界面(簡稱芯-包界面)當(dāng)入射角大于全反射臨界角θc時(shí),光能不通過纖芯就能發(fā)生全反射,入射光在界面上通過無數(shù)次全反射向前傳輸。原來

光纖彎曲時(shí),界面法線轉(zhuǎn)向,入射角小,所以有些光線的入射角變得小于θc,不能全反射。但是那些入射角大的光線還是可以全反射的,所以光纖彎曲時(shí)光還是可以傳輸?shù)模菚?huì)造成能量損失。一般彎曲半徑大于50 ~ 100mm時(shí),損耗可以忽略。輕微的彎曲會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的“微彎損耗”

人們常用電磁波理論來進(jìn)一步研究光纖傳輸?shù)臋C(jī)理,波動(dòng)方程是通過光纖介質(zhì)波導(dǎo)的邊界條件來求解的。光纖中傳播的光包含多種模式,每種模式代表一種電磁場分布,對(duì)應(yīng)于幾何光學(xué)中描述的一種光線。光纖中的傳導(dǎo)模式取決于光纖的歸一化頻率ν值

公式 編輯本段

其中NA是數(shù)值孔徑,它與纖芯和包層介質(zhì)的折射率有關(guān)。ι是纖芯半徑,λ是傳輸光的波長。當(dāng)光纖彎曲時(shí),發(fā)生模式耦合,一部分能量從傳導(dǎo)模式轉(zhuǎn)移到輻射模式,傳輸?shù)嚼w芯外部而損耗。

性能:光纖的主要參數(shù)是衰減、帶寬等。

光纖傳輸?shù)妮d體是光,雖然頻帶極寬,但不能充分利用,因?yàn)楣庠诠饫w中的傳輸存在色散(模間色散、材料色散和波導(dǎo)色散)的緣故。它們在不同程度上影響光纖帶寬。

模間色散是由于纖芯中不同模式的光造成的-在封裝界面上的全反射角度不同,曲折的路程長短也不同。因此,一束光脈沖入射到光纖上后,其中包含的各個(gè)模式在傳輸一定距離后到達(dá)終點(diǎn)的時(shí)間會(huì)有優(yōu)先權(quán),從而引起脈沖展寬。它可以將窄脈沖展寬20納秒/千米左右,對(duì)應(yīng)的光纖帶寬在20 MHz左右·公里。

材料色散是模式內(nèi)色散。光纖傳輸?shù)墓?,即使是激光,也含有一定光譜寬度的不同波長的光成分。例如,GaAlAs半導(dǎo)體激光器發(fā)射光譜寬度約為2納米的激光。光在介質(zhì)中的傳播速度與折射率n有關(guān),應(yīng)時(shí)介質(zhì)的折射率隨波長而變化因此,當(dāng)一束光脈沖進(jìn)入光纖時(shí),即使是同一模式,由于光的波長不同,傳輸群速也會(huì)不同,到達(dá)終點(diǎn)后會(huì)使脈沖展寬,這就是材料色散。在1.在3微米附近,折射率隨波長的變化很小,所以材料色散很?。ɡ?皮秒/公里·納米)消除模式色散可以大大提高光纖的帶寬。純石英在1.它在27微米波長處的色散為零。

波導(dǎo)色散也是一種模內(nèi)色散,是由于模式傳播常數(shù)隨波長變化引起的群速度不同而引起的。波導(dǎo)色散更小。在1.在3微米波長附近,材料的色散顯著減小,以至于它們幾乎相同,并且可能相互抵消。

種類 編輯本段

根據(jù)使用的材料,有應(yīng)時(shí)光纖、多組分玻璃光纖、塑料包層光纖和塑料光纖等。其中,應(yīng)時(shí)光纖以高純二氧化硅玻璃為光纖材料,具有低衰減、頻帶寬等優(yōu)勢,在研究和應(yīng)用中占主要地位。比如按纖芯折射率分,主要有突變光纖和漸變光纖。根據(jù)傳輸光的方式,有多模光纖和單模光纖。

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