日本光纖技術有哪些

A. 光纖技術

關於光纖技術的基本知識：

1.光纖是光導纖維的簡寫，是一種利用光在玻璃或塑料製成的纖維中的全反射原理而達成的光傳導工具。

2.光纖通信優點：

高帶寬,通訊量大

衰減小,傳輸距離遠

信號串音小,傳輸質量高

抗電磁干擾,保密性高

光纖尺寸小,重量輕,

便於敷設及搬運原料

信息充裕

光纖通信缺點：

光纖彎曲半徑不宜過小

光纖終端處理不易

分路及藕合操作繁瑣

5.光纖的材質

玻璃光纖——玻璃核心及玻璃纖衣(光纖的玻璃是非常純的二氧化硅或溶解石英，再參雜其他化學原料，以達到所須的折射率，如鍺或磷增加折射率，硼減少折射率)

膠套硅光纖——玻璃核心及塑料纖衣

塑料光纖——塑料核心及塑料纖衣

B. 光纖通信的發展

光纖通信是現代通信網的主要傳輸手段，它的發展歷史只有一二十年，已經歷三代：短波長多模光纖、長波長多模光纖和長波長單模光纖．採用光纖通信是通信史上的重大變革，美、日、英、法等20多個國家已宣布不再建設電纜通信線路，而致力於發展光纖通信．中國光纖通信已進入實用階段．
光纖通信的誕生和發展是電信史上的一次重要革命與衛星通信、移動通信並列為20世紀90年代的技術。進入21世紀後，由於網際網路業務的迅速發展和音頻、視頻、數據、多媒體應用的增長，對大容量（超高速和超長距離）光波傳輸系統和網路有了更為迫切的需求。
光纖通信就是利用光波作為載波來傳送信息，而以光纖作為傳輸介質實現信息傳輸，達到通信目的的一種最新通信技術。
通信的發展過程是以不斷提高載波頻率來擴大通信容量的過程，光頻作為載頻已達通信載波的上限，因為光是一種頻率極高的電磁波 ，因此用光作為載波進行通信容量極大，是過去通信方式的千百倍，具有極大的吸引力，光通信是人們早就追求的目標，也是通信發展的必然方向。
光纖通信與以往的電氣通信相比，主要區別在於有很多優點：它傳輸頻帶寬、通信容量大；傳輸損耗低、中繼距離長；線徑細、重量輕，原料為石英，節省金屬材料，有利於資源合理使用；絕緣、抗電磁干擾性能強；還具有抗腐蝕能力強、抗輻射能力強、可繞性好、無電火花、泄露小、保密性強等優點，可在特殊環境或軍事上使用。 FTTH可向用戶提供極豐富的帶寬，所以一直被認為是理想的接入方式，對於實現信息社會有重要作用，還需要大規模推廣和建設。FTTH所需要的光纖可能是現有已敷光纖的2～3倍。過去由於FTTH成本高，缺少寬頻視頻業務和寬頻內容等原因，使FTTH還未能提到日程上來，只有少量的試驗。由於光電子器件的進步，光收發模塊和光纖的價格大大降低；加上寬頻內容有所緩解，都加速了FTTH的實用化進程。
發達國家對FTTH的看法不完全相同：美國AT&T認為FTTH市場較小，在0F62003宣稱：FTTH在20-50年後才有市場。美國運行商Verizon和Sprint比較積極，要在10—12年內採用FTTH改造網路。日本NTT發展FTTH最早，已經有近200萬用戶。中國FTTH處於試點階段。 現廣泛採用的ADSL技術提供寬頻業務尚有一定優勢
與FTTH相比：①價格便宜②利用原有銅線網使工程建設簡單③對於1Mbps—500kbps影視節目的傳輸可滿足需求。FTTH大量推廣受制約。
對於不久的將來要發展的寬頻業務，如：網上教育，網上辦公，會議電視，網上游戲，遠程診療等雙向業務和HDTV高清數字電視，上下行傳輸不對稱的業務，ADSL就難以滿足。尤其是HDTV，經過壓縮，其傳輸速率尚需19.2Mbps。正在用H.264技術開發，可壓縮到5～6Mbps。通常認為對QOS有所保證的ADSL的最高傳輸速串是2Mbps，仍難以傳輸HDTV。可以認為HDTV是FTTH的主要推動力。即HDTV業務到來時，非FTTH不可。 通常有P2P點對點和PON無源光網路兩大類。
F2P方案一一優點：各用戶獨立傳輸，互不影響，體制變動靈活；可以採用廉價的低速光電子模塊；傳輸距離長。缺點：為了減少用戶直接到局的光纖和管道，需要在用戶區安置1個匯總用戶的有源節點。
PON方案——優點：無源網路維護簡單；原則上可以節省光電子器件和光纖。缺點：需要採用昂貴的高速光電子模塊；需要採用區分用戶距離不同的電子模塊，以避免各用戶上行信號互相沖突；傳輸距離受PON分比而縮短；各用戶的下行帶寬互相佔用，如果用戶帶寬得不到保證時，不單是要網路擴容，還需要更換PON和更換用戶模塊來解決。（按照市場價格，PEP比PON經濟)
PON有多種，一般有如下幾種：（1)APON：即ATM-PON，適合ATM交換網路。（2)BPON：即寬頻的PON。（3)OPON：採用通用幀處理的OFP-PON。（4)EPON：採用乙太網技術的PON，GPON是千兆乙太網的PON。（5)WDM-PON：採用波分復用來區分用戶的PON，由於用戶與波長有關，使維護不便，在FTTH中很少採用。
無線接入技術發展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11g協議，傳輸帶寬可達54Mbps，覆蓋范圍達100米以上，已可商用。如果採用無線接入WLAN作用戶的數據傳輸，包括：上下行數據和點播電視VOD的上行數據，對於一般用戶其上行不大，IEEE802.11g是可以滿足的。而採用光纖的FTTH主要是解決HDTV寬頻視頻的下行傳輸，當然在需要時也可包含一些下行數據。這就形成「光纖到家庭+無線接入」（FTTH+無線接入）的家庭網路。這種家庭網路，如果採用PON，就特別簡單，因為此PON無上行信號，就不需要測距的電子模塊，成本大大降低，維護簡單。如果，所屬PON的用戶群體，被無線城域網WiMAX(1EEE802.16）覆蓋而可利用，那麼可不必建設專用的WLAN。接入網採用無線是趨勢，但無線接入網仍需要密布於用戶臨近的光纖網來支撐，與FTTH相差無幾。FTTH+無線接入是未來的發展趨勢。
光交換的發展
實際上可表示為：通信輸+交換。
光纖只是解決傳輸問題，還需要解決光的交換問題。過去，通信網都是由金屬線纜構成的，傳輸的是電子信號，交換是採用電子交換機。通信網除了用戶末端一小段外，都是光纖，傳輸的是光信號。合理的方法應該採用光交換。但由於光開關器件不成熟，只能採用的是「光-電-光」方式來解決光網的交換，即把光信號變成電信號，用電子交換後，再變還光信號。顯然是不合理的辦法，是效串不高和不經濟的。正在開發大容量的光開關，以實現光交換網路，特別是所謂ASON-自動交換光網路。通常在光網里傳輸的信息，一般速度都是xGbps的，電子開關不能勝任。一般要在低次群中實現電子交換。而光交換可實現高速XGbDs的交換。當然，也不是說，一切都要用光交換，特別是低速，顆粒小的信號的交換，應採用成熟的電子交換，沒有必要採用不成熟的
大容量的光交換。當前，在數據網中,信號以「包」的形式出現，採用所謂「包交換」。包的顆粒比較小，可採用電子交換。然而，在大量同方向的包匯總後，數量很大時，就應該採用容量大的光交換。
少通道大容量的光交換已有實用。如用於保護、下路和小量通路調度等。一般採用機械光開關、熱光開關來實現。由於這些光開關的體積、功耗和集成度的限制，通路數一般在8—16個。
電子交換一般有「空分」和「時分」方式。在光交換中有「空分」、「時分」和「波長交換」。光纖通信很少採用光時分交換。
光空分交換：一般採用光開關可以把光信號從某一光纖轉到另一光纖。空分的光開關有機械的、半導體的和熱光開關等。採用集成技術，開發出MEM微電機光開關，其體積小到mm。已開發出1296x1296MEM光交換機(Lucent），屬於試驗性質的。
光波長交換：是對各交換對象賦於1個特定的波長。於是，發送某1特定波長就可對某特定對象通信。實現光波長交換的關鍵是需要開發實用化的可變波長的光源，光濾波器和集成的低功耗的可靠的光開關陣列等。已開發出640x640半導體光開關+AWG的空分與波長的相結合的交叉連接試驗系統（corning）。採用光空分和光波分可構成非常靈活的光交換網。日本NTT在Chitose市進行了採用波長路由交換的現場試驗，半徑5公里，共有43個終端節，（試用5個節點），速率為2.5Gbps。
自動交換的光網，稱為ASON，是進一步發展的方向。
集成光電子器件的發展
如同電子器件那樣，光電子器件也要走向集成化。雖然不是所有的光電子器件都要集成，但會有相當的一部分是需要而且是可以集成的。目前正在發展的PLC-平面光波導線路，如同一塊印刷電路板，可以把光電子器件組裝於其上，也可以直接集成為一個光電子器件。要實現FTTH也好，ASON也好，都需要有新的、體積小的和廉價的和集成的光電子器件。
光纖通信的市場
眾所周知，2000年IT行業泡沫，使光纖通信產業生產規模爆炸性地發展，產品生產過剩。無論是光傳輸設備，光電子器件和光纖的價格都狂跌。特別是光纖，每公里泡沫時期價格為￥1200，價格Y100左右1公里，比銅線還便宜。光纖通信的市場何時能恢復?
根據RHK的對北美通信產業投入的統計和預測，如圖2.在2002年是最低谷，相當於倒退4年。有所回升，但還不能恢復。按此推測，在2007-2008年才能復元。光纖通信的市場也隨IT市場好轉。這些好轉，在相當大的程度是由FTTH和寬頻數字電視所帶動的。
FTTH畢竟是信息社會的需求，光纖通信的市場一定有美好的情景。發達國家的FTTH已經開始建設，已經有相當的市場。大體上看，器件和設備隨市場的需要，其利潤會逐步回升，2007-2008年可能良好。但光纖產業，盡管反傾銷成功，價格也仍低迷不起，利潤甚微。實際上，在世界范圍內，光纖的生產規模過大，而FTTH的發展速度受社會環境、包括市民的經濟條件和數字電視的發展的影響，上升緩慢。據了解，有大公司封存幾個光纖廠，根據市場情況，可隨時啟動生產，其結果是始終供大於求。供不應求才能漲價，是通常的市場規律，所以光纖產業要想厚利，可能是2009年後的事情。中國經濟不發達地區和小城鎮,還需要建設光纖線路，但光纖用量仍然處於供大於求的范圍內。
對中國市場,FTTH受ADSL的挑戰和數字電視HDTV發展的制約，會有所延後。中國大量建設FTTH的社會環境和條件尚未具備，可能需要等待一段時間。不過，北京奧運會需要HDTV的推動和設備價格的下降，會促進FTTH的發展。預計在2007-2008年在中國FTTH可開始推廣。不過也有些大城市的所謂中心商業區CBD，有比較強的經濟力量，已經採用光纖到住地PTTP來建設。總的來說，中國的FTTH處於試點階段。試點的作用，一方面是摸索技術和建設的經驗，另一方面，還起競爭搶佔用戶的作用。所以，電信運行商，地方業主都積極對FTTH試點，以便發展寬頻業務。因此，廣播運行商受到巨大的挑戰，廣播商應加快發展數字電視的進程，並且要充實節目內容和採取有競爭力的商業模式。如果廣播商要發展VOD點播電視，還需要對電纜電視網雙向改造，如果採用光纖網，可更充分地適應未來的技術發展和市場需求。
寬頻中國戰略
工業和信息化部在2012年5月發布的《寬頻網路基礎設施「十二五」規劃》中提出，到2015年，全國基本實現「城市光纖到樓入戶，農村寬頻進鄉入村」。城市家庭接入帶寬達到20兆比特/秒，農村家庭接入帶寬達到4兆比特/秒；實現光纖到戶覆蓋兩億戶，用戶超過4000萬，城市新建住宅光纖到戶率達到60%以上。
「我國寬頻市場的接入方式與技術以ADSL為主，而其他寬頻速率高的國家基本上是以光纖接入為主。」中國工程院院士趙梓森說，實現光纖入戶是寬頻戰略最重要的一環。
中國科學院院士干福熹表示，光纖通信具有信息容量大、傳輸距離遠、信號干擾小等優點。全世界通信系統中，90%以上的信息量都是經過光纖傳輸的。未來5～10年，我國規模實施光纖到戶每年所需的光纖預計在一億公里以上，從而為國內光纖通信業發展帶來很好的機遇。
據國際電信聯盟最新統計，全球已推出寬頻戰略的國家和經濟體達112個。寬頻戰略的實施，必將帶來光纖接入大發展，並使光纖寬頻產業成為整個信息通信產業中成長最快、發展空間最大的產業之一。 全球光纖到戶熱點門戶網站——中國光纖通信網，是目前國內領先的光纖通信資訊類門戶網站。隨著中國三網融合和光纖到戶的飛速發展，供用戶交流的網上平台更少，專業的資訊比較分散。而中國光纖通信門戶的開放，為行業內企業，用戶，愛好者提供了一個在網路上的互相傳遞業界資訊，交換產品信息等提供了一個大型專業的平台。
中國光纖通信門戶的優勢在於以提供行業資訊，新聞，專業知識，無數的產品供求信息，以及開放式的運營模式，多樣化的增值服務，人性化的版面設計等。使您能更好更領先的掌握行業中的動態，獲取更多的商機。從而為廣大光纖通信企業拓展網路業務，進軍電子商務提供不易多得的良機與契機。
中國光纖通信門戶特色：
信息交流，技術溝通，產品展示，資訊閱覽，新聞訂閱，供求關系，尋求商機，廣告服務，會員提升，企業建站，個性建設，協會資料，展會資源，行業人才，商務代理等。 行業政策、發展空間

C. 光纖跳線 FC、SC、ST、MU、LC、MTRJ 這些類型都什麼意思

根據外護層材料：PVC和LSZH

PVC是含鹵（氯）材料，易燃，燃燒時會產生有害氣體，不易適用於室內，但其機械性能好；LSZH是無鹵材料，無毒，具有阻燃性，但機械性能差。

D. 光纖按製作工藝來分，分為幾類

用於制備光纖預制棒的方法主要採用以下四種方法：改進化學汽相沉積法（MCVD），外部汽相沉積法（OVD），汽相軸向沉積法（VAD）和等離子體化學汽相沉積法（PCVD）。

1969年Jone和Hao採用SiCl4氣相氧化法製成的光纖的損耗低至10dB／km，而且摻雜劑都是採用純的TiO2、GeO2、B2O3及P2O5，這是MCVD法的原型，後來發展成為現在的MCVD所採用的SiCl4、GeCl4等液態的原材料。原料在高溫下發生氧化反應生成SiO2、B2O3、GeO2、P2O5微粉，沉積在石英反應管的內壁上。在沉積過程中需要精密地控制摻雜劑的流量，從而獲得所設計的折射率分布。採用MCVD法制備的B／Ge共摻雜光纖作為光纖的內包層，能夠抑制包層中的模式耦合，大大降低光纖的傳輸損耗。MCVD法是目前制備高質量石英光纖比較穩定可靠的方法，該法制備的單模光纖損耗可達到0.2-0.3dB／km，而且具有很好的重復性。

OVD法又為「管外汽相氧化法」或「粉塵法」，其原料在氫氧焰中水解生成SiO2微粉，然後經噴燈噴出，沉積在由石英、石墨或氧化鋁材料製成的「母棒」外表面，經過多次沉積，去掉母棒，再將中空的預制律在高溫下脫水，燒結成透明的實心玻璃棒，即為光纖預制棒。該法的優點是沉積速度快，適合批量生產，該法要求環境清潔，嚴格脫水，可以製得0.16dB／km（1.55μm）的單模光纖，幾乎接近石英光纖在1.55μm窗口的理論極限損耗0.15dB／km。

VAD法是由日本開發出來的，其工作原理與OVD相同，不同之處在於它不是在母棒的外表面沉積，而是在其端部（軸向）沉積。VAD的重要特點是可以連續生產，適合製造大型預制棒，從而可以拉制較長的連續光纖。而且，該法制備的多模光纖不會形成中心部位折射率凹陷或空眼，因此其光纖製品的帶寬比MCVD法高一些，其單模光纖損耗目前達到0.22-0.4dB／km。目前，日本仍然掌握著VAD的最先進的核心技術，所製得的光纖預制棒OH-含量非常低，在1385nm附近的損耗小於0.46dB／km。

PCVD法是由菲利普研究實驗室提出的，於1978年應用於批量生產。它與MCVD的工作原理基本相同，只是不用氫氧焰進行管外加熱，而是改用微波腔體產生的等離子體加熱。 PCVD工藝的沉積溫度低於MCVD工藝的沉積溫度，因此反應管不易變形；由於氣體電離不受反應管熱容量的限制，所以微波加熱腔體可以沿著反應管軸向作快速往復移動，目前的移動速度在8m／min，這允許在管內沉積數千個薄層，從而使每層的沉積厚度減小，因此折射率分布的控制更為精確，可以獲得更寬的帶寬。而且，PCVD的沉積效率高，沉積速度快，有利於消除SiO2層沉積過程中的微觀不均勻性，從而大大降低光纖中散射造成的本徵損耗，適合制備復雜折射率剖面的光纖，可以批量生產，有利於降低成本。目前，荷蘭的等離子光纖公司占據世界領先水平。

此外，在光纖製造過程中應採取措施從幾何尺寸和光學上嚴格控制非圓度，優化折射率差，並採用三包層結構，從而減少偏振模色散（PMD）。另外，Shigeki Sakaguchi等研究了光纖中的瑞利散射損耗與Tf的關系，實驗證實對光纖進行熱處理可以降低微觀不均勻性，減少瑞利散射損耗。

聚合物光纖的制備方法之一就是預制棒拉纖法，制備聚合物光纖預制棒的方法通常有：光共聚法、兩步共聚法和界面凝膠法，其中界面凝膠法制備預制棒的技術最為成熟。利用不同折射率的單體的擴散速度不同，反就時的不同單體的競聚率不同以及自動加速凝膠效應，使其折射率形成梯度，這樣製造出的漸變折射率型的光纖預制棒具有折射率分布可控，而且分布均勻的優點，是目前研究的熱點。

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E. 光纖陀螺儀的各國研製情況

1.美國
美國的光纖陀螺研製單位有：利頓公司、霍尼威爾公司、德雷泊實驗室公司、斯坦福大學以及光纖感測技1術公司等。
（1）利頓公司研製的光纖陀螺
利頓公司的光纖陀螺技術在低、中精度應用領域已經成熟，並且已經產品化。1988年研製出SCIT實驗慣性裝置，慣件器件是光纖陀螺和硅加速度計。1989年公司研製的CIGIF論證系統飛行試驗裝置。1991/1992年研製出用於導彈和姿態與航向參考系統的慣性測量系統。1992年研製出GPS/INS組合導航系統。
（2）霍尼韋爾公司的集成光學光纖陀螺
霍尼韋爾公司研製的第一代高性能的干涉儀式光纖陀螺採用的是Ti內擴散集成光學相位調制器。採用的其他器件還有0.83um寬頻光源、光電探測器/前置放大器模塊、保偏光纖偏振器、兩個保偏光纖熔融型耦合器以及由1km保偏光纖構成的感測環圈。
為了滿足慣性級光纖陀螺的要求，霍尼韋爾公司研製的第二代高性能幹涉儀式光纖陀螺採用了集成光學多功能晶元技術以及全數字閉環電路。
（3）美國德雷珀實驗室
美國德雷珀實驗室從1978年起為JPL空間應用研製高精度光纖陀螺，曾研製過諧振腔
式光纖陀螺，研製了9年，由於背向散射誤差限制了精度，後來改為採用干涉儀式方案。
在研製干涉儀式光纖陀螺的過程中，採用了三大技術措施：
a.把光源、探測器和前置放大器做成一個模塊；
b.光纖感測環圈結構影響精度很大，採用了無骨架繞制光纖環圈的技術途徑；
c.多功能集成光學器件模塊，包括了所有其餘的光纖陀螺的光纖器件。
德雷珀實驗室的研究人員認為：目前0.01°/h 的干涉儀式光纖陀螺成本較高，需要研製自動生產線，降低成本，保證質量。
對於今後的發展問題，德雷珀實驗室的研究人員認為：
a.慣性級的干涉儀式光纖陀螺儀，可以取代動力調諧陀螺儀,並逐漸取代激光陀螺儀；
b.慣性級干涉儀式光纖陀螺儀的難點是必須採用1km長度的保偏光纖，如果改用諧振腔式光纖陀螺儀方案，則長度可減為10m左右的光纖。為此諧振腔式光纖陀螺仍在作為研製方向，使光纖陀螺儀小型化的諧振腔式光纖陀螺的難點在於：控制電路比干涉儀式光纖陀螺復雜。隨著ASIC技術的發展，將來有可能得到滿意的解決，使諧振腔式光纖陀螺成為產品。採用干涉儀式和諧振腔式混合方案的光纖陀螺儀具有良好的發展前景。
2.日本
日本研製光纖陀螺的單位有東京大學尖端技術室、日立公司、住友電工公司、三菱公司、日本航空電子工業公司。
日本的干涉式光纖陀螺儀已經完成了基礎研究，正進入實用化階段。偏值漂移已經達到 。東京大學進行研究的諧振腔光纖陀螺儀取得了很大進展。
日立公司研製用於汽車導航系統的光纖陀螺，1991年用於日產汽車。
在日本，光纖陀螺作為汽車的旋轉速率感測器已進入市場。利用光纖陀螺儀進行導航時，用車輪轉速計感測器測移動距離，用光纖陀螺測量車體的回轉，同時採用圖象匹配、GPS系統等配合計算汽車的位置和方位，顯示在信息處理器上。
3.俄羅斯
俄羅斯的光纖陀螺有全光纖型和集成光學型。全光纖型採用的是光纖技術，即所有的光纖器件都做在同一根光纖上。
Fizoptika公司研製的光纖陀螺已經商品化，產品型號有：VG949、VG941B等。
4.中國
我國也非常重視光纖陀螺技術的研究，上世紀80年代後,許多大學和研究所相繼啟動光纖陀螺的研發項目，如航天工業總公司所屬13所和上海803所、北京航空航天大學、清華大學、浙江大學等，也取得了一定的成績，如1996年，航天總公司13所成功研製採用Y分支多功能集成光路、零偏穩定性達 全數字閉環保偏光纖陀螺，浙江大學和Honeywell公司幾乎同時發現利用消偏可提高精度等。國內的光纖陀螺研製水平雖然與國際水平有一定距離，但已具備或接近中、低精度要求，並在近年來開始嘗試產業化。
我國海軍新型導彈配光纖陀螺儀 發射試驗3發3中，也標志我國的光纖陀螺儀技術取得了很大的成功 。

F. 推薦一點關於光纖的知識，由來，原理，應用等有關的文章，網站，圖片。

塑料光纖產品發展簡述

一、前言

自從業界開創了光纖通訊技術以來，大至歸納，光纖通訊比傳統的電銅通訊有3大優點：一是通信容量大；二是抗電磁干擾、保密性能較好；三是重量輕，並可節省大量的銅，如鋪設1000公里長的8芯光纜比鋪設同樣長度的8芯電纜可節省1100噸銅，3700噸鉛。因此光纖光纜一經問世就受到通信業界的歡迎，帶來了通訊領域的革命以及一輪投資發展熱潮。

盡管玻璃光纖具有上述一系列優點，但它有一個致命的弱點就是強度低，抗撓曲性能差，而且抗輻射性能也不好。因此，近20多年來，業界一直沒有停止過對光纖其他材料的代用研發，其中對塑料光纖的研發是目前業界最為感興趣的研究領域之一，目前已經取得較大進展，已經有商用產品面世，現已廣泛應用於汽車、CD播放機、工業電子系統、小型光碟系統和個人計算機中。今後還會有許多領域將使用塑料光纖，諸如感測器、光子晶體光纖等。

二、塑料光纖的優點

塑料光纖與玻璃光纖相比，雖透光性差一些，光損耗較大，初期一般為300分貝／公里，傳輸光帶狹窄(限於可見光區)，被認為難以適應多媒體通信網的需要，但它具有輕而柔軟、抗撓曲、抗沖擊強度高、價格便宜、抗輻照、易加工、並能製成大直徑(1～3毫米，以增大受光角度，擴大使用范圍)等一系列優點，所以備受青睞。此外，光通過塑料光纖的中心部分的直徑約為1毫米，比玻璃光纖大100倍，與纖維之間的連接及與個人機等終端裝置的連接都十分容易。因此塑料光纖安裝費用很低，安裝時採用十分簡單的對准連接插頭即可，這種插頭可用現有的技術生產。

三、塑料光纖產品研發簡述

塑料光纖的研究始於二十世紀60年代。1968年美國杜邦公司用聚甲基丙烯酸甲酯為芯材制備出塑料光纖，但光損耗較大。1974年日本三菱人造絲公司以PMMA和聚苯乙烯為芯材、以低折射率的氟塑料為包層開發出塑料光纖，其光損耗為3500dB/km，難以用於通信。

80年代日本的一些大企業和大學對低損耗塑料光纖的制備進行了大量的研究。1980年三菱公司以高純MMA單體聚合PMMA，使塑料光纖損耗下降到100-200dB/km。1983年NTT公司開始用氘取代PMMA中的H原子，使最低光損耗可達到20dB/km，並可傳輸近紅外到可見光的光波。

近幾年來，歐日等國的公司對塑料光纖的研製取得了重要的進展。它們研製成的塑料光纖，光損耗率已降到25～9分貝／公里。其工作波長已擴展到870微米(近紅外光)，接近石英玻璃光纖的實用水平。美國研製的一種PFX塑料系列光纖，有著優異的抗輻照性能。此外，美國麻省波士頓光纖公司研製的Opti-Giga塑料光纖更是引人注目，它不僅比玻璃輕、柔性更好、成本更低，而且可在100米內以每秒3兆比特的速度傳輸數據。這種光纖還可以利用光的折射或光在纖維內的跳躍方式來達到較高的傳輸速度。現在美歐日已把塑料光纖用於短途傳輸，如汽車、醫療器械、復印機等。

就目前塑料光纖生產量而言，日本是世界上最大的塑料光纖生產者，然而卻是歐洲推動了塑料光纖新應用領域的開發並建立了光纖檢驗標准。2001年下半年是歐洲塑料光纖工業發展的重要階段，在這段時間內建立了歐洲塑料光纖檢驗和測量的新發展方針。世界上第一個專用塑料光纖應用中心(POFAC)在德國Nuremberg落成。德國採用塑料光纖已經研製成功了多媒體匯流排系統MOST(24Mbit/s)，並且有幾家轎車製造商已把該系統引入到自己的產品上。德國寶馬公司(BMW)在其新的7個系列產品中開創了使用100m塑料光纖的記錄。歐洲2001年塑料光纖學術交流會和歐洲光纖通信會議同時在荷蘭的阿姆斯特丹舉行。德國汽車工業不僅推動了塑料光纖的應用，而且也推動了塑料光纖檢驗和測量標準的建立。

日本也建立了塑料光纖標准，但這些標准對歐洲共同體是無效的。日本工業標准只給出了一種型號塑料光纖的標准，其數值孔徑為0.5，而且只有650nm一種波長。該標准沒有提及在塑料光纖中的不同激勵光條件，也沒有規定必須在塑料光纖內形成平衡模分布。

此前建立的玻璃光纖檢驗方法因為會出現瑞利散射而不適於檢驗塑料光纖，現在市場上僅有瑞士新成立的Luciol儀器公司出售的一種檢驗塑料光纖的儀器。

德國工程師學會和電子工程學會研究小組已經詳細規定了塑料光纖數值孔徑、衰減、傳輸和機械特性以及環境和壽命的測量方法。塑料光纖檢驗方法和標準的建立必將促進國際塑料光纖貿易的發展，並消除貿易中的誤解。

日本對塑料光纖的應用十分重視，早在幾年前，NEC、富士通、住友電器工業公司等45家光通信、多媒體產品的生產廠家就聯合宣布，將共同實現已在日本開發成功的塑料光纖的實用化。塑料光纖的成本低廉，被認為是將多媒體引進到家庭的關鍵技術，隨後一些生產廠家就著手建立生產線。?

1986年，日本F富士通公司以PC為纖芯材料開發出SI型耐熱POF，耐熱溫度可達135攝氏度，衰減達450dB/km；

1990年，日本慶應大學的小池助教授開發成功折射率漸變型的塑料光纖，芯材為含氟PMMA、包層為含氟，用界面凝膠技術製造。該塑料光纖衰減在60db/km以下，光源650-1300nm，100m帶寬3GHz，傳輸速率10Gb/s，超過了GI型石英光纖，並被廣泛認為是高速多媒體時代光纖入戶的新型光通信媒介；

1996年，人們紛紛建議以塑料光纖為基礎建立極低成本的用戶網ATM物理層；1997年，日本NEC公司進行了155Mbit/s的ATM、LAN的試驗。

在2000年OFC會議上，日本ASAHI GLASS公司報道了氟化梯度塑料光纖衰減系數在850nm為41dB/km，在1300nm為33dB/km，帶寬已達100MHz.km。用這種光纖成功地進行了50m、2.5Gbit/s的高速傳輸試驗和70攝氏度長期熱老化試驗。實驗結論為氟化梯度塑料光纖完全能滿足短距離的通信使用要求。

從塑料光纖的研究發展來看，塑料光纖的研究重點主要集中在以下三個方面：

1.降低光損耗；

2.提高帶寬（由SI型轉為GI型）；

3.提高耐熱性。（聚碳酸酯（PC）、硅樹脂、交聯丙烯酸和共聚物可使耐熱性提高到125-150攝氏度）

塑料光纖在衰減與帶寬方面的最新實用進展為：日本ASAHI GLASS公司2000年7月稱，該公司實施慶應大學的GI-POF技術商品化，採用全氟化聚合物CYTOP製造GI光纖，命名為GI-GOF，商品名為Lucina，衰減速率3Gb/s，帶寬大於200MHz.km。

塑料光纖在耐熱性方面的最新實用進展為：日本JSR與旭化株式會社聯合發展耐熱透明樹脂ARTON（norbornene,冰片烯）製造的SI-POF，耐熱170攝氏度，預計2001年上半年即可供應汽車市場。

四、塑料光纖產品的研發要點

1．光纖結構

塑料光纖顧名思義，即構成光纖的芯與包層都是塑料材料。與大芯徑50／125μm和62.5／125μm的石英玻璃多模光纖相比，塑料光纖的芯徑高達200－1000μm，其接續時可使用不帶光纖定位套筒的便宜注塑塑料連接器，即便是光纖接續中芯對准產生±30μm偏差都不會影響耦合損耗。正是塑料光纖結構賦予了其施工快捷，接續成本低等優點。另外，芯徑100μm或更大則能夠消除在石英玻璃多模光纖中存在的模間噪音；

2．光纖材料

塑料光纖材料選擇時，人們應重點解決的問題是材料的本身衰減要低、色散要小、化穩性要好、製造簡單、價格低廉等。

選作塑料光纖芯材有：聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯聚碳酸酯、氟化聚甲基丙烯酸酯和全氟樹脂等；選作塑料光纖包層有：聚甲基丙烯酸甲酯、氟塑料、硅樹脂等。究其原因是：這些聚合物①具有透光性好，光學均勻、折射率調整便利等；②以單體存在時通過減壓蒸餾方法就可以提純；③形成光纖的能力強；④加工和化穩性好及價格便宜等；

3．製造工藝

目前業界用來製造塑料光纖的兩種方法：擠壓法和界面凝膠法都是由塑料生產加工工藝演變而來的。

擠壓法主要用於製造階躍折射率分布塑料光纖。該工藝步驟大致如下：首先，將作為纖芯的聚甲基丙烯甲酯的單體甲基丙烯甲酯通過減壓蒸餾提純後，連同聚合引發劑和鏈轉移劑

一並送入聚合容器中，接著再將該容器放入電烘箱中加熱，置放一定時間，以使單體完全聚合，最後，將盛有完全聚合的聚甲基丙烯甲酯的容器加溫至拉絲溫度，並用乾燥的氮氣從容器的上端對已熔融的聚合物加壓，該容器底部小嘴便擠出一根塑料光纖芯，同時使擠出的纖芯外再包覆一層低折射率的聚合物，就製成了階躍型塑料光纖。

梯度折射率分布塑料光纖的製造方法為界面凝膠法，界面凝膠法的工藝步驟大致如下：首先將高折射率摻雜劑置於芯單體中製成芯混合溶液，其次把控制聚合速度、聚合物分子量大小的引發劑和鏈轉移劑放入芯混合溶液，再將該溶液投入一根選作包層材料聚甲基丙烯甲酯（PMMA）的空心管內，最後將裝有芯混合溶液PMMA管子放入一烘箱內，在一定的溫度和條件下聚合。在聚合過程中，PMMA管內逐漸被混合溶液溶脹，從而在PMMA管內壁形成凝膠相。在凝膠相分子運動速度減慢，聚合反應由於「凝膠作用」而加速，聚合物的厚度逐漸增厚，聚合終止於PMMA管子中心，從而獲得一根折射率沿徑向呈梯度分布的光纖預制棒，最後再將塑料光纖預制棒送入加熱爐內加溫拉製成梯度折射率分布塑料光纖；

4．光纖性能

塑料光纖的性能研究重點則是衰減、色散、熱穩定性等。

（1）衰減

塑料光纖的衰減主要受限於芯包塑料材料的吸收損耗和色散損耗。人們是通過選用低折射率和等溫壓縮率小的塑料材料和通過穩定塑料光纖製造工藝降低結構缺陷（如芯直徑波動，芯包界面缺陷等），來使塑料光纖獲得小的散射損耗，而塑料材料的吸收損耗則是由分子鍵（碳氫、碳氟等）伸縮振動吸收和電子躍吸收所致的。

在碳氫鍵為基本骨架的塑料材料中，在波長650nm處的衰減系數大約為120db／km，如果用氟原子置換碳氫鍵中的氫所組成的氟化塑料材料，其不僅本徵衰減小，而且色散也降低了。用氟化塑料製成的梯度折射率塑料光纖，其在紅外區無原子振動引起的吸收損耗。故可製得在可見光至紅外范圍的衰減很小，即在0．85μm波長處衰減系數為41db／km，在1．3μm波長處衰減為33db／km的梯度折射率分布的塑料光纖。

（2）帶寬

用作短距離光傳輸介質的塑料光纖，按其折射率分布形狀可分為兩種：階躍折射率分布塑料光纖和梯度折射率分布塑料光纖。階躍折射率分布塑料光纖由於模間色散作用使入射光發生反復的反射，射出的波形相對於入射波形出現展寬，故其傳輸帶寬僅為幾十至上百MHz．km。氟化梯度折射率分布塑料光纖從選擇低色散的材料出發，再以優化的梯度折射率分布手段，即可將其折射率分布指數在0．85－1．3μm波長范圍內選定為2．07－2．33，從而抑制模間色散，控制出射光波相對於入射光波展寬的效果，進而可製得傳輸帶寬高達幾百MHz．km至10GHz．km的梯度折射率分布的塑料光纖。

（3）熱穩定

由於塑料光纖是由塑料材料構成的，故其在高溫環境中工作會發生氧化降解。氧化降解是光纖芯材料中的羰基、雙鍵和交聯形成的。氧化降解將促使電子躍遷加快，進而引起光纖損耗增大。為切實提高塑料光纖的熱穩定性，通常的做法是：①選用含氟或硅的塑料材料來製造塑料光纖；②將塑料光纖的光源工作波長選擇在大於660nm，以求得塑料光纖熱穩定性長期可靠。

五、技術關鍵

目前對塑料光纖產品的技術關鍵攻關問題有兩個：一是設計新的透光材料和包皮材料。塑料光纖同石英玻璃光纖一樣由兩部分組成：一為芯材，二為皮層。要製造出高質量的光纖二者都很重要，光纖的芯材要求透明度和折射率越高越好，而皮層則要求折射率小於芯材，並且兩者相差越大越好。但要提高芯材的折射率比較難，而降低皮層折射率還有潛力可挖，主要集中在含氟高聚物上。第二個攻關點是工藝條件，研究如何控制芯材聚合物分子量、均勻性和提高透明度的新的光纖技術，進一步提高光的傳輸效率，降低光損耗率。這兩個問題一旦得以圓滿解決，則塑料光纖將完全可取代石英光纖。

近年來，日本公司針對塑料光纖透光性較差進行了分析和改進，他們認為，其主要原因在於樹脂內的碳氫結合吸收了近紅外波長。為此，旭玻璃製造公司開發了一種全氟樹脂材料，因為不含氫所以不會吸收近紅外波長。同時，由於其具有的環狀構造是非晶質的，可見光的透光率已達95％以上。?

光纖內側的芯線，光的折射率高，而外側的金屬包層折射率低。因此，要採用在芯線中軸線處光的折射率最高，向四周逐漸降低的緩變折射率的結構形式。採用此種結構，能夠擴大傳送帶域，可以每秒傳送1 吉位元組的速度將信息傳送200～500米。旭玻璃製造公司將視樣品上市情況，在一兩年內將這種新型光纖投入批量生產。這些新開發的塑料光纖改善了中心部分的折射率，克服了信號容易衰減的缺點，每條纖維的傳輸能力可達1～ 2.5GB／秒，同時在纖維連接時，不需要精確對准位置，在這方面優於玻璃光纖。?

在塑料光纖的容量方面，日本三菱人造纖維公司研製的高容量塑料光纖，有可能取代石英玻璃光纖。這種塑料光纖的原料很普通，由一種在60年代發明的稱之為Polym-ethyl methacrylate的合成樹脂製成。三菱人造纖維公司採用一種從光纖中央到邊緣遞減的漸變折射技術，使信號能夠以恆定的正弦曲線在光纖內有效地通過，傳輸容量是普通塑料光纖的30倍。 與直徑為0．1—0．01mm的玻璃光纖相比，這種直徑1mm的塑料光纖截面大，較易聯接，因此安裝成本也只有玻璃光纖的1／10左右，與普通銅纜線差不多。過去的玻璃光纖連接一處需花費2萬一3萬日元，而新塑料光纖的連接費用只要1O日元，可大幅度地節省費用。有關人士稱，從成本的角度考慮，若沒有此技術，將光纖鋪設到家庭是不能實現的。

六、發展展望

塑料光纖作為短距離通信網路的理想傳輸介質，在未來家庭智能化、辦公自動化、工控網路化。車載機載通信網、軍事通信網以及多媒體設備中的數據傳輸中具有重要的地位。

通過塑料光纖，我們可實現智能家電（家用PC、HDTV、電話、數字成象設備、家庭安全設備、空調、冰箱、音響系統、廚用電器等）的聯網，達到家庭自動化和遠程式控制制管理，提高生活質量；通過塑料光纖，我們可實現辦公設備的聯網，如計算機聯網可以實現計算機並行處理，辦公設備間數據的高速傳輸可大大提高工作效率，實現遠程辦公等。

在低速區域網的數據速率小於100Mbps時，100米范圍內的傳輸用SI型塑料光纖即可實現；150Mbps50米范圍內的傳輸可用小數值孔徑POF實現。

POF在製造工業中可得到廣泛的應用。通過轉換器，POF可以與RS232、RS422、100Mbps乙太網、令牌網等標准協議介面相連，從而在惡劣的工業製造環境中提供穩定、可靠的通信線路。能夠高速地傳輸工業控制信號和指令，避免因使用金屬電纜線路而受電磁干擾導致通信傳輸中斷的危險。

POF重量輕且耐用，可以將車載機通信網路和控制系統組成一個網路，將微型計算機、衛星導航設備、行動電話、傳真等外設納入機車整體設計中，旅客還可通過塑料光纖網路在座位上享受音樂、電影、視頻游戲、購物、Internet等服務。

在軍事通信上，POF正在被開發用於高速傳輸大量的第三、保密信息，如利用POF重量輕、可撓性好、連接快捷，適用於在身配戴的特點，用於士兵穿戴式的輕型計算機系統，並能夠插入通信網路下載、存儲、發送、接收關鍵任務信息，且在頭盔顯示器中顯示。

綜上所述，隨著科技的發展，塑料光纖的應用領域越來越廣，其市場的發展會越來越廣闊。國外在塑料光纖的應用開發上已取得了較大的成果，且不斷在在加大新的應用研究投入，韓國、我國以及台灣地區已經有廠商開始投入研發生產，因此產業界更應就塑料光纖的研究和發展予以密切注視。

本篇文章來源於 「863建築工程資訊網」 轉載請以鏈接形式註明出處 網址：http://www.863p.com/power/powerzmgc/200611/19477_4.html

G. 光通訊的光通訊

目前寬頻城域網（BMAN）正成為信息化建設的熱點，DWDM（密集波分復用）的巨大帶寬和傳輸數據的透明性，無疑是當今光纖應用領域的首選技術。然而，MAN等具有傳輸距離短、拓撲靈活和接入類型多等特點，如照搬主要用於長途傳輸的DWDM，必然成本過高；同時早期DWDM對MAN等靈活多樣性也難以適應。面對這種低成本城域范圍的寬頻需求，CWDM（粗波分復用）技術應運而生，並很快成為一種實用性的設備。 對光通信來說，其技術基本成熟，而業務需求相對不足。以被譽為「寬頻接入最終目標」的FTTH為例，其實現技術EPON已經完全成熟，但由於普通用戶上網需要的帶寬不高，使FTTH的商用只限於一些試點地區。但是，在2006年，隨著IPTV等三重播放業務開展，運營商提供的帶寬已經不能滿足用戶對高清晰電視的要求，隨之FTTH的部署也提上了日程。無獨有偶，ASON對傳輸網路控制靈活，可為企業客戶提供個性化服務，不少運營商為發展和維系企業客戶，不惜重金投資建設ASON。
全光網路未來傳輸網路的最終目標，是構建全光網路，即在接入網、城域網、骨幹網完全實現「光纖傳輸代替銅線傳輸」。而目前的一切研發進展，都是「逼近」這個目標的過程。 本世紀30年代，有人提出這樣的觀點：「總有一天光通信會取代有線和微波通信而成為通信主流」。該觀點反映出光纖通信技術在未來通信中已顯示出其重要性。今天，光通信技術已經很成熟，光纖通信已是各種通信網的主要傳輸方式，光纖通信在信息高速公路的建設中扮演著至關重要的角色，歐美等發達國家已經把光纖通信放在了國家發展的戰略地位。現在光纖的使用已不只限於陸地，光纜已廣泛鋪設到了大西洋、太平洋海底，這些海底光纜使得全球通信變得非常簡單快捷。現在不少發達國家又把光纜鋪設到住宅前，實現了光纖到辦公室、光纖到家庭。光纖通信技術之所以發展這樣迅速，除了人們日益增長的信息傳輸和交換需要外，主要是由光纖通信本身所具有的優點決定的。
光通訊大事件
――1880年，美國電話發明家貝爾就已經研究並成功地發送與接收了光電話。1881年，貝爾宣讀了一篇題為《關於利用光線進行聲音的產生與復制》的論文，報導了他的光電話裝置。
――1930年至1932年間，日本在東京的日本電報公司與每日新聞社之間實現了3.6公里的光通信，但在大霧大雨天氣里效果很差。第二次世界大戰期間，光電話發展成為紅外線電話，因為紅外線肉眼看不見，更有利於保密。
――1854年，英國的廷德爾在英國皇家學會的一次演講中指出，光線能夠沿盛水的彎曲管道進行反射而傳輸，並用實驗證實了這個想法。
――1927年，英國的貝爾德首次利用光全反射現象製成石英纖維可解析圖像，並且獲得了兩項專利。
――1951年，荷蘭和英國開始進行柔軟纖維鏡的研製。
――1953年，荷蘭人范赫爾把一種折射率為1.47的塑料塗在玻璃纖維上，形成比玻璃纖維芯折射率低的套層，得到了光學絕緣的單根纖維。但由於塑料套層不均勻，光能量損失太大。
――1960年7月世界上第一台紅寶石激光器出現了。1961年9月由中國科學院長春光學精密機械研究所研製成功中國第一台紅寶石激光器。
――20世紀60年代，有的實驗室用氦——氖氣體激光器做了傳送電視信號和20路電話的實驗。也有的公司製成了語言信道試驗性通信系統，最大傳輸距離為600米。到80年代初激光通信已進入應用發展階段。
――1966年英籍華人高錕博士首次明確提出利用光導纖維進行激光通信的設想，並為此獲得了1979年5月由瑞士國王頒發的國際伊利申通信獎金。
――1968年，日本兩家公司聯合宣布研製成了一種新型無套層光纖，它能聚集和成像，稱作聚焦纖維。同期，美國宣布製成液體纖維，它是利用石英毛細管充以高透明液構成的。這兩種光纖的光耗損很難降低，所以實用價值不大。
――1970年美國康寧公司用高純石英生產出世界上第一根耗損率為每公里20分貝的套層光纖，開創了光纖通信的新篇章，使通信光纖研究躍進了一大步。一根光纖可以傳輸150萬路電話和2萬套電視。
――1976年日本在大孤附近的奈良縣開始籌建世界上第一個完全用光纜實現光通信的實驗區，到1978年7月已擁有300個用戶。（實際上光通信系統使用的不是單根光導纖維，而是由許多光纖維聚集在一起組成的光纜。一根直徑為1厘米的光纜，裡面有近百根光導纖維。光纜和電纜一樣可以架在空中，埋入地下，也可以鋪設在海底，它的出現使激光通信進入實際應用階段。）
—— 目前世界上很多國家都開始大規模應用光通信技術，傳輸容量和傳輸距離都有很大的進步。目前我國也已經大量鋪設光纖網路。數據傳輸速率已達到100Gb/ps。 在70年代國外的低損耗光纖獲得突破以後，我國從1974年開始了低損耗光纖和光通信的研究工作，並於70年代中期研製出低損耗光纖和室溫下可連續發光的半導體激光器。1979年分別在北京和上海建成了市話光纜通信試驗系統，這比世界上第一次現場試驗只晚兩年多。這些成果成為我國光通信研究的良好開端，並使我國成為當時少有的幾個擁有光纜通信系統試驗段的幾個國家之一。到80年代末，我國的光纖通信的關鍵技術已達到國際先進水平。
從1991年起，我國已不再建長途電纜通信系統，而大力發展光纖通信。在「八五」期間，建成了含22條光纜干線、總長達33000公里的「八橫八縱」大容量光纖通信干線傳輸網。1999年1月，我國第一條最高傳輸速率的國家一級干線（濟南——青島）8×2.5Gb/s密集波分復用（DWDM）系統建成，使一對光纖的通信容量又擴大了8倍。
目前世界上很多國家都開始大規模應用光通信技術，傳輸容量和傳輸距離都有很大的進步。中國市場方面，在互聯網接入領域，基礎電信企業的互聯網用戶進一步趨向寬頻化。截止2012年，中國互聯網寬頻用戶預計達到1.76億，年增幅達到17%。移動寬頻方面，3G進入規模化發展階段，預計到2012年底中國3G用戶將發展至2.26億，超過互聯網寬頻接入用戶數量，同時，我國也已經大量鋪設光纖網路。數據傳輸速率已達到100Gb/ps。 對光通信來說，其技術基本成熟，而業務需求相對不足。以被譽為「寬頻接入最終目標」的FTTH為例，其實現技術EPON已經完全成熟，但由於普通用戶上網需要的帶寬不高，使FTTH的商用只限於一些試點地區。但是，在2006年之後，隨著IPTV等三重播放業務開展，運營商提供的帶寬已經不能滿足用戶對高清晰電視的要求，隨之FTTH的部署也提上了日程。無獨有偶，ASON對傳輸網路控制靈活，可為企業客戶提供個性化服務，不少運營商為發展和維系企業客戶，不惜重金投資建設ASON 。
據媒體報道，截至2010年，我國寬頻上網平均速率位列全球71位，平均下行速率僅1.8Mbps，僅為全球寬頻5.6Mbp s的平均接入速率的1/3，不及美、日等發達國家的1/10，而寬頻平均接入費用卻是發達國家的3-4倍。
雖然目前我國的寬頻發展狀況遠落後於發達國家，但數據顯示：我國光纖通信技術和產品設備已經處於世界領先水平，擁有世界最大最完整的光通信產業鏈，我國也成為全球光通信器件市場及產品輸出大國。
光纖通訊系統主要包含光通信設備、光纖光纜和光通信器件三部分，光通信器件則是構建光通信系統與網路的基礎，決定著高速光傳輸設備、長距離光傳輸設備和智能光網路的發展、升級以及推廣應用。
據《中國光通信器件行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告前瞻》分析，隨著我國光通信行業基礎設施建設的加快，光通信器件產業逐漸向中國轉移，我國也成為全球重要的生產銷售基地。2010年中國生產製造的器件已佔全球25%以上市場份額，我國光器件市場規模在全球市場中的份額也從2008年的17%增加到2010年的26%左右，規模達到93億元人民幣，同比增長率30%。 未來傳輸網路的最終目標，是構建全光網路，即在接入網、城域網、骨幹網完全實現「光纖傳輸代替銅線傳輸」。而目前的一切研發進展，都是「逼近」這個目標的過程。
骨幹網是對速度、距離和容量要求最高的一部分網路，將ASON技術應用於骨幹網，是實現光網路智能化的重要一步，其基本思想是在過去的光傳輸網路上引入智能控制平面，從而實現對資源的按需分配。DWDM也將在骨幹網中一顯身手，未來有可能完全取代SDH，從而實現IPOVERDWDM。
城域網將會成為運營商提供帶寬和業務的瓶頸，同時，城域網也將成為最大的市場機遇。目前基於SDH的MSTP技術成熟、兼容性好，特別是採用了RPR、GFP、LCAS和MPLS等新標准之後，已經可以靈活有效地支持各種數據業務。
對接入網來說，FTTH(光纖到戶)是一個長遠的理想解決方案。FTTx的演進路線將是逐漸將光纖向用戶推近的過程，即從FTTN(光纖到小區)到FTTC(光纖到路邊)和FTTB(光纖到公寓小樓)乃至最後到FTTP(光纖到駐地)。當然這將是一個很長的過渡時期，在這個過程中，光纖接入方式還將與ADSL/ADSL2+並存。
基於上述全光網路構架有很多核心技術，它們將引領光通信的未來發展。下面著重介紹ASON、FTTH、DWM、RPR這四項最重要的技術。

H. 日本多谷光纖熔接機使用效果怎麼樣

還不錯啊，用了2年了，還沒壞，質量真是沒得說。

I. 光纖是用什麼原理光是怎樣將轉化成其它形式的信號

光纖原理

1、光纖傳輸材料 ：

綜合布線系統中使用的光纖為玻璃多模850nm波長的LED，傳輸率為100M/bps，有效范圍約20Km.其纖芯和包層由兩種光學性能不同的介質構成。內部的介質對光的折射率比環繞它的介質的折射率高。由物理學可知，在兩種介質的界面上，當光從折射率高的一側射入折射率高的一側時，只要入射角度大於一個臨界值，就會發生反射現象，能量將不受損失。這時包在外圍的覆蓋層就象不透明的物質一樣，防止了光線在穿插過程中從表面逸出。只有那些初始入射角偏小的光線才有折射發生，並且在很短距離內就被外層物質吸收干凈。

目前生產的光纖，無論是玻璃介質還是塑料介質，都可傳輸全部可見光和部分紅外光譜。用光纖做的光纜有多種結構形式。短距離用的光纜主要有兩種，一種層結構光纜是在中心加鋼絲或尼龍絲，外束有若干根光纖，外面在加一層塑料護套；另一種是高密度光纜，它有多層絲帶疊合而成，每一層絲帶上平行敷設了一排光纖。

用光纖做的光纜有多種結構形式。短距離用的光纜主要有兩種，一種層結構.光纜是在中心加鋼絲或尼龍絲，外束有若干根光纖，外面在加一層塑料護套；另一種是高密度光纜，它有多層絲帶疊合而成，每一層絲帶上平行敷設了一排光纖。

2、光纖傳輸過程：

由發光二極體LED或注入型激光二極體ILD發出光信號沿光媒體傳播，在另一端則有PIN或APD光電二極體作為檢波器接收信號。對光載波的調制為移幅鍵控法，又稱亮度調制（IntensityMolation）。典型的做法是在給定的頻率下，以光的出現和消失來表示兩個二進制數字。發光二極體LED和注入型激光二極體ILD的信號都可以用這種方法調制，PIN和ILD檢波器直接響應亮度調制。

功率放大——將光放大器置於光發送端之前，以提高入纖的光功率。使整個線路系統的光功率得到提高。在線中繼放大——建築群較大或樓間距離較遠時，可起中繼放大作用，提高光功率。前置放大——在接收端的光電檢測器之後將微信號進行放大，以提高接收能力。

3、光纖傳輸特性：

光纜不易分支，因為傳輸的是光信號，所以一般用於點到點的連接。光纖的匯流排拓撲結構的實驗性多點系統已經建成，但是價格還太貴。原則上，由於光纖功率損失小、衰減少，有較大的帶寬潛力，因此，一般光纖能夠支持的分接頭數比雙絞線或同軸電纜多得多。目前低價可靠的發送器為0.85um波長的發光二極體LED，能支持100Mbps的傳輸率和1.5～2KM范圍內的區域網。激光二極體的發送器成本較高，且不能滿足百萬小時壽命的要求。
運行在0.85um波長的發光二極體檢波器PIN也是低價的接收器。雪崩光二極體的信號增益比PIN大，但要用20～50V的電源，而PIN檢波器只需用5V電源。如果要達到更遠距離和更高速率，則可用1.3um波長的系統，這種系統衰減很小，但要比0.85um波長系統貴源。另外,與之配套的光纖連接器也很重要，要求每個連接器的連接損耗低於25dB，易於安裝，價格較低。光纖的芯子和孔徑愈大，從發光二極體LED接收的光愈多，其性能就愈好。芯子直徑為100um，包層直徑為140um 的光纖，可提供相當好的性能。其接收的光能比62.5/125um光纖的多4dB，比50/125um光纖多8.5dB。運行在0.8um波長的光纖衰減為6dB/Km，運行在1.3um波長的光纖衰減為4dB/Km。0.8um的光纖頻寬為150MHz/Km，1.3um的光纖頻寬為500MHz/Km。

綜合布線系統中，主幹線使用光纖做為傳輸介質是十分合適的，而且是必要的。

目前採用一種光波波分復用技術WDM（WAVELENGTH DIVISION MULTI-PLEXING），可以在一條線路上復用、發送、傳輸多個位，一般按一個位元組八位並行傳輸，對每個位流使用不同的波長，所以它所需的支持電路可在低速率下運行。WDM的光纖鏈路適合於位元組寬度的設備介面，是一種新的數據傳輸系統。

（l）激光通信

用光傳遞信息，在今天十分普遍。比如，艦船用燈語通信，交通燈用紅、黃、綠三色調度。但是所有這些用普通光傳遞信息的方式，都只能局限在短距離內。要想把信息通過光直接傳遞到遙遠的地方，就不能用普通光，而只能動用激光。

那麼如何傳遞激光呢？我們知道，電是可以沿著銅線輸送的，但光是不能沿著普通金屬線輸送的。為此，科學家們研製出來一種能夠傳輸光的細絲，叫作光導纖維，簡稱光纖。光纖是用特種玻璃材料製成的，直徑比人的頭發絲還要細，通常為50～150 微米，而且非常柔軟。

實際上，光纖的內芯是高折射率的透明光學玻璃，而外面的包皮層則是用低折射率的玻璃或塑料製成。這樣的結構，一方面能使光沿著內芯折射前進，就像水在自來水管里往前流動，電在導線中往前傳輸一樣，即使千繞百折也沒有什麼影響。另一方面，低折射率的包皮層又能阻止光外泄，就像水管不會滲水，電線的絕緣層不會導電一樣。

光導纖維的出現解決了傳遞光的途徑，但並不是說有了它就可以把任何光都能傳送到很遠很遠的地方去。只有亮度高、顏色純、方向性好的激光，才是傳遞信息最理想的光源，它從光纖的一端輸入後，幾乎沒有什麼損失又從另一端輸出。因此，光通信實質上就是激光通信，它具有容量大、質量高、材料來源廣、保密性強、經久耐用等優點，被科學家們譽為通信領域的一場革命，是技術革命中最輝煌的成果之一。

激光通信先進在哪裡？激光通信的優點首先是容量大。它的容量有多大呢？當我們平時打電話時，講著講著有時會串進來不相乾的說話聲。這種打架現象是由於一對電話線上只能通過一路電話，如果另外串進來一路電話，正常的通話雙方就會受到干擾。假如有10對人同時用一對電話線通話，就等於20個人同時講話，那就根本無法通話了。為了解決這個問題，就必須採用載波等方法，使各路電話分別處在各個頻段上。由於普通電話的頻率范圍為300～400赫，而在一對電話線上最高頻率只有1500千赫，所以在一對電話線上只能同時通過十幾路電話。顯然，這樣的電信容量是遠遠不能滿足當今信息社會的要求的。

如果我們把普通電話的傳輸信息量比作是小推車的話，那麼激光通信則是汽車。由於激光的頻率要比無線電波高得多，所以激光通信的信息容量要比電氣通信大10億倍。一根比頭發絲還細的光纖就可以傳輸幾萬路電話或幾千路電視節目。由20根光纖組成的光纜只有一支鉛筆那樣粗細，每天可以通話76200人次。相比之下，由1800根銅線組成的電纜，直徑約7.6厘米，但每天卻只能通話900人次。

尤其令人驚訝的是，光纖通信特別適合於電視、圖像和數字的傳遞。據報道，一對光纖可在一分種內傳遞全套《大英網路全書》。

此外，製造光導纖維的材料是地球上到處都有的砂子——石英，只要幾克石英就能製造出1千米長的光纖。這樣，不僅原材料取之不盡、用之不竭，還可以大大節約銅和鋁材。正因為如此，目前世界上發達國家都在競相研究激光通信。於是激光通信成了爭相發展的寵兒。

在通信技術史上，光纖通信技術的發展之快是前所未有的。拿通信技術史上的幾個里程碑來看，電話從發明到應用，花費了60年左右的時間，並且電話通信至今仍大量、普遍使用。無線電技術（例如電報）從發明到應用也花了30年左右時間。電視技術雖然發展較快，但仍然孕育了約14年。而激光通信，從第一根低損耗光導纖維的誕生到應用，總共只有5年時間。現在激光通信不僅應用廣泛，而且形成了巨大的光纖市場。

1977年5月，美國有一家大公司叫電報電話公司，它在芝加哥市內的兩個電話局之間，敷設了世界上第一條短距離的光導纖維通信線路，此後在全美國近百個地方建立了總長幾百千米的短距離激光通信線路。這就意味著在短距離內，激光通信已開始取代普通的電氣通信。到了1983年，美國紐約到波士頓之間長達600千米的光導纖維通信已投入使用。

緊跟在美國後面的是日本。1984年，日本完成了從北海道的札幌至九州福岡的長距離光導纖維通信干線，全長達2800千米，中間聯結著30多個城市。1993年12月，中國和日本之間橫跨東海的光纖電纜已鋪設成功。日本和美國之間橫跨太平洋的長達1萬千米的海底光纜也在設計中。

由於光導纖維通信的蓬勃發展，美、日、英、法等工業發達國家相繼成立了光導纖維、光纜生產企業。世界上三大著名的光纖光纜公司——美國的西電公司、康寧公司和日本的住友公司，光導纖維產量每年都在12萬千米以上。

總之，工業發達國家都已建立了全國性的光纖通信網路，以便徹底替代目前的銅質電線電纜，這項浩大的技術工程估計到2000年可告完成。到那時候，激光通信將給我們這個地球帶來巨大變化。例如，足不出戶就可以利用光纖網路在家中處理文件或參加一個會議；或者將家中的光纖網路與購物中心相連，如同置身在超級市場一樣，坐在家中選購需要的商品，貨款只須與電子金融購物系統結算。各地的醫療中心也可以從屏幕上查看病人的病情和化驗報告，並據此開出處方單，從而真正做到「秀才不出門，可知天下事」，「運籌於帷幄之中，決勝於千里之外」。

激光和光纖還可以傳送圖像。首先，要將直徑比人頭發絲還要細的單根光導纖維組合成纖維束。在傳送信息過程中，常用的纖維束有兩種：一種叫傳光束，另一種叫傳像束。傳光束的任務是將光從一頭傳到另一頭。傳光束結構比較簡單，它是由多根單絲膠合在一起，再將其端面拋光、研磨，以便減少光進入光纖時的反射和散射損失，然後在傳光束外面套上塑料護套。

由於一根光纖只能傳送一個光點，要傳送整幅圖像就必須將光導纖維一根一根整齊地排列起來，這樣組成的光纖束就叫傳像束。

在傳像束中，全部光纖都排列得整整齊齊，兩個端頭所處的位置都一一嚴格對應，一點也不混亂，就像一把整齊的筷子那樣。比如，某根光纖的一頭在傳像束中處於第八排第八列的位置上，那麼它的另一頭也同樣是處於八、八位置上。

傳像束在傳送圖像時，首先將圖像分割成網眼狀，即一幅圖像被無數根光纖分解成無數個像元，然後再傳送出去。一根光纖負責傳送一個像元，無數根光纖便能將整幅圖像傳送到另一端。如果要使圖像傳送得清晰，就要盡可能選用直徑較細的光纖，因為光纖越細，在一定的傳像束上就能容納進更多的光束，這樣就能傳送更多的像元。顯然，像元越多，圖像就越清晰。

現在應用的傳像束由上萬根光纖組成，要把這么多光纖整齊地排列起來可不是一件容易的事。排列好後，再用一種叫作環氧樹脂的有機粘合劑將兩端膠合，使光纖粘結固定，保證兩端光纖一一對應。對兩個端面還要磨平和拋光。至於中間部分則不必粘牢，而是像二胡的弦那樣鬆散，只須在外面加上保護的塑料套管，這樣的傳像束既柔軟，又可以任意彎曲。

除了傳送圖像處，傳像束還能傳送一般的符號或數字，以及放大圖像或縮小圖像。

如要放大圖像，可以將傳像束做成一端大、一端小，就像錐體那樣。當圖像元從小端傳到大端時，整幅圖像就被放大。反之，如將圖像從大端發送到小端，整幅圖像就被縮小了。

此外，利用光纖還可以改變圖像。如果根據需要有意打亂光導纖維的排列，就可以使出口端的像元並不落在原先對應的點上，而落到主觀構思的點上，於是圖像就改變了。如果將圖像元進口端的光纖做成方形，而將出口端光纖做成圓環形，就能將方形的圖像元變成圓環形的像元。

總之，光纖傳像束有很大的發展潛力，在未來的光信息處理技術中將日益顯示其獨特的作用。

J. 光纖通信技術包括以下哪些技術和系統

來自勝為光纖跳線的消息：2015年9月6日，國務院辦公廳正式發布《三網融合推廣方案》，方案明確提出，將在近年內，在全國大多數地區推廣實施三網融合方案。那麼，這個方案發布，會對普通用戶帶來哪些新體驗？會對光纖通信技術產生哪些影響呢？

所謂三網融合，指的就是手機、電視、電腦使用的電信網、廣播電視網、互聯網三大網路通過技術改造，三網共享資源，形成我中有你、你中有我的互聯網格局。對於普通用戶來說，將來使用的服務會更加豐富多樣化，手機、電視、電腦其中任意一個都可以具備其它兩個的功能。三網共享資源後，只需要一條大容量的光纖通信線路，就可以實現眾多功能，服務更方便 ，使用更簡單。

三網融合不可避免地要涉及到寬頻技術的主體—光纖通信技術。三網融合的目的就是想通過一個網路來提供統一的業務。這樣一來，這個業務就會變得數據量大，需求量大，服務質量要求高。有且只有寬頻技術中的光纖通信技術才能作為三網融合後的一個理想平台和主要信號傳輸載體。如此一來，光纖通信技術就會以超越近年來N倍的速度開始更加快速的發展。