嘉隆科技光通讯副总郭文基：《光纤简介》选编

【讯石光通讯咨询网】台湾嘉隆科技近期新加入讯石会员大家庭，其光通讯产品处副总经理郭文基先生应讯石之邀，以他二十多年的光通讯行业经验，在讯石十月联谊会上为大家带来“光纤简介”主题演讲。郭总首先肯定了讯石举办联谊会的号召力，也充分认可联谊会是业界交流学习的良好平台。他由光纤基础知识切入，从光纤优点到光纤制造流程，再到光纤工作原理和光纤特性，并以光纤可靠度收尾，由浅入深、由表及里、全方位为大家阐述了光纤生产各个过程中的理论与实践，并深入分析了光纤今后的发展趋势。

光纤优点

      1.高频宽: 每一bit之分担成本低；2.低损耗: 传输距离长；3 更新方便: 不须更换光纤；4. 不受EMI/RFI 干扰: 低杂讯；5.安装简单: 光纤本身非常轻；6.安全性佳: 要分支较困难。

光纤制造技术

OVD 制造流程
1. 原材料：Purified GeCl4 and SiCl4
2. 沉积
3.玻璃化：此流程包含三個作用:乾燥Dried，玻璃化Consolidated，高密度玻璃Dense Glass
4.抽丝
5. Proof-Testing
典型光纤测试项目：衰减 频宽 分散 截止波长 OTDR 长度 数值孔径NA 纤芯直径 模场直径 包层直径 同心度 不圆度 偏振模态分散PMD

DCVD 製造流程 

      在石英管内进行气相沉积, 较不受外部干扰
      沉积与玻璃化可在同一机台完成
     品质和成本会受制于石英管制造商
     受制于石英管外径大小之限制, 所完成光纤棒较小, 若用于生产通信用单模光纤较不具成本优势

VAD 製造流程 

     Soot沉积方向是轴向的, 非径向的
      典型的生產方法, 仍把沉积和玻璃化分开两个製程, 但在未来有可能合併在一起
      高沉积率, 但火头之设计和位置是相当关键性的
      须具有相当熟练的作业人员

光纤工作原理

折射率
       定义: 光在真空中速度与在该物质速度之比值, 即为该物质之折射率, 一般以n来表示n ≡ c / v 
       光在玻璃之速度约在真空中的2/3
       折射率与波长有密切关系

全反射
       当100%入射光全被反射回来, 此时就发生全反射现象
       当光从高折射率介质n1入射至低折射率介质n2 时, 此时若其入射角度大於临界角,就会发生全反射现象
       当入射光能在光纤之纤芯与包层发生全反射之条件时, 此时之入射光就不会再跑到包层外面了。


光纤种类：单模光纤、多模光纤
      单模光纤
      最常见设计: 9/125 μm, NA ~ 0.1

       阶式多模光纤(SI)
      常见设计有: 100/140 or 200/280 μm
      塑胶多模光纤(POF):0.1 - 3 mm ∅, core 80 to 99%

       渐变式多模光纤(GI)
       常见设计有: 62.5/125 , NA ~ 0.275，50/125 μm, NA ~ 0.200

         模是被定义为一束光所走的路径。在数学上, 一个模是光在电介质内传播满足Maxwell方程式所有可能的解之一。光信号是以一束光(单模光纤)或几束光(多模光纤)透过光纤纤芯来传播, 主要取决於光纤折射率与几何结构及光的波长。


光纤可靠度 

        光纤可靠度取决於以下因素:光纤结构设计、光纤棒(Preform)製程、抽纤制程、光缆设计和制程、安装实务、环境因素。

国际标准组织 

        国际标准是由网路运营商和设备提供商共同制定的稳定基础, 使网路能够同时在技术和营运两分面获得发展。
        ITU(国际电信联盟):是一个站在需求角度的行业组织, 代表的是最终用户
        IEC(国际电工委员会):是一个站在供应角度的行业组织, 代表的是系统供应商
       这两个标準组织就特定规范达成一致, 是透过广泛协商并相互理解的体现
       ITU和IEC将会继续改进光纤和光缆之要求, 以反映光纤通信网路不断变化的需求

光纤的发展趋势 

        网路规划需要考虑：对弯曲的要求、功率损耗特性、兼容性、熔接/接合、未来升级能力、成本，以及整体可靠性。 

        众多全球网路运营商在建构芯网路和扩展现有基础设施时, 均指定採用符合ITU-T G.652.D的全谱光纤, 这种最新标準与所有旧标準单模光纤完全兼容, 并显著增大可用光系统传输带宽和高数据传输率能力。
 
         ITU 和IEC 已经认识到目前的G.657B标準规范规定的7.5mm最小弯曲半径对於入户光缆的应用是严重不足的。 

         由众多领先营运商支持的IEC委员会, 已经建议ITU第6研究组应该採用一种新的入户光缆标准。 

         第6研究组这才考虑建立一个最小弯曲半径5mm的标准, 这将使得随意的线缆安装方式成为可能, 它所需的技术含量低、像铜缆一样的方式、可以包含多个尖锐的弯曲和卡线钉。 

         服务提供商希望光纤具有比G.657B光纤低得多的弯曲损耗, 但仍然符合G.652D单模光纤的标准和FTTH设备的需求, 并且适合未来的传输波长和系统。