Seit der Kommerzialisierung optischer Fasern mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie haben die Arten der optischen Fasern mehrere wichtige Entwicklungsstadien durchlaufen.
Lassen Sie uns heute einen kurzen Blick auf diese Reise zurückblicken:
#### Stufe 1: Multimode -Faser (Erstes Fenster)
Im Juli 1966 veröffentlichte der chinesisch-amerikanische Wissenschaftler Charles Kao ein historisch bedeutendes Papier über die Aussichten auf die faserübergreifende Übertragung. Das Papier analysierte die Hauptursachen für den Verlust des optischen Faserübertragungsverlusts und zeigte theoretisch die Möglichkeit, den Verlust auf 20 dB\/km zu reduzieren. Es schlug auch vor, dass solche Fasern für die Kommunikation verwendet werden könnten.
Im Jahr 2009 erhielt Kao den Nobelpreis für Physik für seine herausragenden Beiträge zur Glasfaserindustrie.
Vier Jahre später, 1970, geleitet von dieser Theorie, zog Corning Inc. in den USA erfolgreich eine optische Faser mit einem Verlust von 20 dB\/km, was die Machbarkeit der Verwendung optischer Fasern als Kommunikationsmedium beweist.
Gleichzeitig erfand die Bell -Labors in den Vereinigten Staaten den Halbleiterlaser mit Galliumarsenid (GaAs) als Material. Dank seiner geringen Größe wurde es in Glasfaserkommunikationssystemen häufig verwendet.
1972 wurde der Übertragungsverlust von optischen Fasern auf 4 dB\/km reduziert.
Von diesem Zeitpunkt an begann die Ära der Glasfaserkommunikation offiziell.
Von 1972 bis 1981 war es die Forschungs- und Anwendungszeit für Multimode -Fasern.
Die erste Wellenlänge, die in der Glasfaserkommunikation verwendet wurde, betrug 850 nm, bekannt als das erste Fenster.
Die frühen Multimode-Fasern waren Step-Index-Multimode-Fasern. Anschließend wurden abgestufte Multimode-Fasern der A1A-Kategorie (5 0\/125) entwickelt. Diese Fasern hatten eine Dämpfung von 3. 0-3. 5 db\/km, eine Bandbreite von 200-800 MHz · km und eine numerische Apertur von 0. 2 0 ± 0. 02 oder 0,23 ± 0,02.
Später wurden abgestufte Multimode-Fasern der A1B-Kategorie (62,5\/125) entwickelt und verwendet. Diese Fasern hatten eine Dämpfung von 3. 0-3. 5 db\/km, eine Bandbreite von 100-800 MHz · km und eine numerische Apertur von 0. 275 ± 0. 015.
Diese beiden Arten von Fasern, kombiniert mit lichtemittierenden Dioden (LEDs), die in der Nähe der 850-nm-Wellenlänge arbeiteten, bildeten die frühen optischen Kommunikationssysteme.
Zu diesem Zeitpunkt betrug die spektrale Breite der LED 40 nm, die injizierte optische Leistung 5 oder 20 μW und die maximale Datenrate 5 oder 60 MB\/s.
#### Stufe zwei: Multimode -Faser (zweites Fenster)
Ende der 1970er und Anfang der 1980er Jahre entwickelten Faserhersteller das zweite Fenster (1300 nm).
Die A1a -Kategoriefasern hatten eine Abschwächung von 0. 8-1. 5 db\/km und eine Bandbreite von 200-1200 MHz · km. Die A1B -Kategoriefasern hatten eine Abschwächung von 0. 8-1. 5 db\/km und eine Bandbreite von 200-1000 MHz · km.
Diese Fasern wurden in Verbindung mit hochrahlenden LEDs verwendet, die eine spektrale Breite von 120 nm, eine injizierte optische Leistung von 20 μW und eine maximale Datenrate von 100 mb\/s hatten.
#### Stufe drei: G.652, G.653 und G.654 Single-Mode-Fasern (zweite und dritte Fenster)
Von 1982 bis 1992 war es die groß angelegte Anwendungszeit für G.652, G.653 und G.654 Single-Mode-Fasern, die das zweite Fenster (1310 nm) und das dritte Fenster (1550 nm) für optische Fasern öffneten.
Zwischen 1973 und 1977 entwickelten große Faserhersteller weltweit verschiedene fortschrittliche Preform -Herstellungsprozesse. Corning entwickelte die OVD -Technologie (Externe Dampfabscheidung); NTT, Sumitomo, Furukawa und Fujikura in Japan entwickelten gemeinsam die VAD -Technologie (Vapor Axial Deposition); Lucent verbesserte die MCVD -Technologie (modifizierte chemische Dampfabscheidung); und Philips in den Niederlanden entwickelte die PCVD -Technologie (Plasma Chemical Dampor Deposition).
Beginnend mit den Vereinigten Staaten, gefolgt von Japan und Deutschland, begann der globale Bau von Langstreckenprojekten mit 652 Single-Mode-Fasern. Die große Marktnachfrage nach Single-Mode-Fasern stimulierte die Massenproduktion.
Zu diesem Zeitpunkt erhöhte Corning's OVD die Abscheidungsrate und VAD, MCVD und PCVD alle Außenjacken, um die Größe der Vorformungen zu erhöhen.
Anschließend folgten alle Hersteller dem zweistufigen Hybridprozess, um die Vorformungen zu vergrößern.
In den neunziger Jahren entwickelte Alcatel in Frankreich den APVD -Technologie (Atmosphärendruck VAD) (MCVD + Plasma Sprühprozess).
Wesentliche Fortschritte in der Fertigungstechnologie durch große Faserhersteller haben bessere Bedingungen für die weit verbreitete Anwendung herkömmlicher Einzelmodenfasern hervorgebracht.
1984 wurde das dritte Fenster (1550 nm) in Gebrauch gebracht.
Im selben Jahr erteilte der CCITT (International Telegraph and Telefon Consultative Committee) die Standards G.651 und G.652.
Bis 1985 hatte die Dämpfung von G.652 -Fasern 0. 35 db\/km bei 131 0 nm und 0,21 db\/km bei 1550 nm erreicht.
1985 wurde die von Japan und den Vereinigten Staaten entwickelte Dispersionsfaser (G.653) kommerzialisiert. Sein Merkmal bestand darin, den Null-Dispersionspunkt vom zweiten Fenster zum dritten Fenster zu verlagern. Bei der Wellenlänge von 1550 nm war nicht nur der Verlust am niedrigsten, sondern die Dispersion war auch die kleinste.
1988 gab der CCitt den Standard G.653 aus. Diese Faser wurde in japanischen Kommunikationskofferlinien häufig eingesetzt.
In den frühen neunziger Jahren wurde der Erbium-dotierte Faserverstärker (EDFA) kommerzialisiert, was zur Berücksichtigung der dichten Multiplexing der dichten Wellenlängenabteilung (DWDM) veranlasste.
Die Null -Dispersion bei der Wellenlänge von 1550 nm von G.653 -Fasern verursachte jedoch schwere nichtlineare Interferenzen zwischen Kanälen in DWDM -Systemen, so dass sie weltweit nicht weit verbreitet war.
1995 konstruierte China das optische Kabelprojekt von Peking-Kowloon unter Verwendung von sechs G.653-Fasern aus 24 Kernen, die nie aktiviert wurden. Seitdem hat China G.653 -Fasern nicht verwendet.
In dieser Zeit wurde auch eine abgeschaltete Faserwellenlänge entwickelt. Es hatte nicht nur einen geringen Verlust bei 1550 nm, sondern auch einen niedrigen Mikrobendverlust, was es für Langstreckensysteme mit optischen Verstärkern und U-Boot-Kabelsystemen geeignet war.
1988 gab der CCitt den Standard G.654 aus.
#### Stufe vier: Vollständige Öffnung von Faserfenstern und umfassende Entwicklung von Merkmalen
Von 1993 bis 2006 erweiterte die Faserkommunikationsfenster auf das vierte und fünfte Windows und das S -Band, wobei die vollständige Öffnung von Faserkommunikationsfenstern geöffnet wurde. Es wurden vier neue Arten von Fasern entwickelt, und die Eigenschaften von Fasern wurden umfassender.
(1) Dispersion von ungleich Null veränderte Single-Mode-Faser G.655 (dritte und vierte Fenster)
Zur Unterdrückung der Vier-Wellen-Mischung (FWM) und der Kreuzphasenmodulation (XPM) in den DWDM-Systemen der dichten Wellenlänge (Multiplexing) und die Reduzierung der nichtlinearen Interferenzen zwischen optischen Kanälen, wurde 1993 eingeführt.
Zunächst startete Lucent die Truewave -Faser, gefolgt von Cornings Einführung der großen effektiven Flächenblattfaser.
Diese Fasern wurden ursprünglich im dritten Fenster betrieben, dh das C -Band (1530-1565 nm). Nach 1995 wurden sie auf das vierte Fenster ausgedehnt, dh die L -Bande (1565-1625 nm).
Im Jahr 1996 errichtete das ITU-T den G.655-Standard. Nach 1998 wurde es weltweit weit verbreitet.
(2) Low-Wasser-Peak-Single-Mode-Faser G.652C (fünfter Fenster)
Im Jahr 1998 führte Lucent die Truewave-Faser (dh Niedrigwasserspitzenfaser) vor, die den Wasserpeak bei 1383 nm (Dämpfung <0}. 31 db\/km) fast eliminierte, öffnete das fünfte Fenster der optischen Fasern, dh die E-Band ({{}}} nm).
1999 begann China, All-Wave-Fasern für Kabel in Jiujiang Telekommunikation zu verwenden.
Im Jahr 2000 errichtete das ITU-T den G.652C-Standard.
Im Jahr 2001 produzierte Corning Niedrigwasserspitzenfasern.
Im Jahr 2002 wurde weltweit G.652C Faser gefördert.
Seitdem haben Single-Mode-Fasern eine hervorragende Dämpfungsleistung über den Wellenlängenbereich von 1260 nm und 1625 nm gezeigt.
Im Mai 2002 teilte das ITU-T die optischen Wellenlängenbänder für Single-Mode-Faserkommunikationssysteme in O, E, S, C, L und U. unterteilt
Die 850 -nm -Wellenlänge für Multimode -Fasern wird als erstes Fenster bezeichnet. Für Single-Mode-Fasern ist das O-Band das zweite Fenster, das C-Band ist das dritte Fenster, das L-Band ist das vierte Fenster und das E-Band ist das fünfte Fenster.
