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解析兩大最具潛力光纖產品:海底光纖/多模光纖

2015-09-19
關鍵詞: 激光器 多模光纖

  隨著寬帶中國的推進,光纖通信企業儼然成了通信行業的香餑餑,無論從市場或技術發展的角度看,光纖需求量仍將逐步上升。在不久的將來,最有發展前景光纖產品,當屬海底光纖和多模光纖這兩大產品。
  從最有發展前景光纖產品之一——海底光纖來看,海纜電纜都是使用光纖作為材料,鋪設在海底,用于電信傳輸。主要分為海底電纜分海底通信電纜和海底電力電纜?,F代的海底電纜都是使用光纖作為材料,傳輸電話和互聯網信號。我國是一個海洋大國,擁有1.8萬公里長的海岸線,6000多個大小島嶼散布在海岸的外緣,因此,海底電纜市場空間廣闊。
  有關行業數據分析指出,作為最有發展前景的光纖產品的海底通信電纜主要用于長距離通信網,通常用于遠距離島嶼之間、跨海軍事設施等較重要的場合。相對而言,中國的海底電纜生產企業具有成本和地域優勢,因此在世界市場上占據重要地位。
  另外,隨著對數據傳輸的要求呈現出爆炸性的幾何級數增長,目前對網絡傳輸速度的要求也不斷提升。另一大最有發展前景的光纖產品——多模光纖允許不同模式的光信號在一根光纖上傳輸,由于多模光纖的芯徑較大,故可使用較為廉價的耦合器及接線器,多模光纖的纖芯直徑為50μm至100μm。因此,具有十分良好的發展前景。
  海底光纜
  海底光纜是用絕緣外皮包裹的導線束鋪設在海底,分海底通信光纜和海底光力光纜。前者主要用于通訊業務,后者主要用于水下傳輸大功率光能。與人造衛星相比,海底光纜有很多優勢:海水可防止外界光磁波的干擾,所以海纜的信噪比較高;海底光纜通信中感受不到時間延遲。海底光纜的設計壽命為持續工作25年,而人造衛星一般在10到15年內就會燃料用盡。
  海底光纜的結構要求堅固、材料輕,但不能用輕金屬鋁,因為鋁和海水會發生電化學反應而產生氫氣,氫分子會擴散到光纖的玻璃材料中,使光纖的損耗變大。因此海底光纜既要防止內部產生氫氣,同時還要防止氫氣從外部滲入光纜。為此,在90年代初期,研制開發出一種涂碳或涂鈦層的光纖,能阻止氫的滲透和防止化學腐蝕。光纖接頭也要求是高強度的,要求接續保持原有光纖的強度和原有光纖的表面不受損傷。
  多模光纖
  傳輸速率低和傳輸距離短正好可以利用多模光纖帶寬特性和傳輸損耗不如單模光纖的特點。但單模光纖更便宜、性能比多模好,為什么網絡中不用單模光纖呢?這是因為上述網絡特點中彎路多損耗就大;節點多則光功率分路就頻繁,這都要求光纖內部有足夠的光功率傳輸。多模光纖比單模光纖芯徑粗,數值孔徑大,能從光源耦合更多的光功率。網絡中連接器、耦合器用量大,單模光纖無源器件比多模光纖貴,而且相對精密、允差小,操作不如多模器件方便可靠。單模光纖只能使用激光器(LD)作光源 ,其成本比多模光纖使用的發光二極管(LED)高很多。尤其是網絡規模小,單位光纖長度使用光源個數多,干線中可能幾百公里用一個光源,而十幾公里甚至幾公里的每個網絡各有獨立的光源。如果網絡使用單模光纖配用激光器,網絡總體造價會大幅度提高。垂直腔面發射激光器(VCSEL)已商用,價格與LED接近,其圓形的光束斷面和高的調制速率正好補償了LED 的缺點,使多模光纖在網絡中應用更添生機。從上述分析不難看到,認為單模光纖帶寬高、損耗小,在網絡中使用可以“一次到位”的考慮是不全面的。康寧公司對網絡中使用單模光纖和使用多模光纖的系統成本進行了計算和比較,使用單模光纖的網絡成本是多模光纖的4倍。使用62.5μm和50μm多模光纖的系統成本一樣,區別在于不同種類的連接器。選用無金屬箍插拔式連接器系統造價(多模系統B)比用金屬箍旋接的連接器,如FC型(多模系統A)的成本可減少1/2。

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