Sedan kommersialiseringen av optiska fibrer, med kontinuerlig utveckling av teknik, har de typer av optiska fibrer genomgått flera viktiga utvecklingsstadier.
Idag, låt oss ta en kort titt på denna resa:
#### Steg ett: Multimode Fiber (första fönstret)
I juli 1966 publicerade den kinesiska-amerikanska forskaren Charles Kao ett historiskt betydande dokument om utsikterna för överföring av optisk fiber. Uppsatsen analyserade de främsta orsakerna till överföringsförlust av optisk fiber och visade teoretiskt möjligheten att minska förlusten till 20 dB\/km. Det föreslog också att sådana fibrer kunde användas för kommunikation.
2009 tilldelades Kao Nobelpriset i fysik för sina enastående bidrag till den fiberoptiska industrin.
Guidad av denna teori, fyra år senare, 1970, drog Corning Inc. i USA framgångsrikt en optisk fiber med en förlust på 20 dB\/km, vilket bevisade genomförbarheten av att använda optiska fibrer som kommunikationsmedium.
Samtidigt uppfann Bell Labs i USA halvledarlaseren med användning av galliumarsenid (GAAS) som material. Tack vare sin lilla storlek användes den allmänt i fiberoptiska kommunikationssystem.
1972 reducerades överföringsförlusten av optiska fibrer till 4 dB\/km.
Från denna punkt började eran med fiberoptisk kommunikation officiellt.
Från 1972 till 1981 var det forsknings- och applikationsperioden för multimodfibrer.
Den första våglängden som användes i fiberoptisk kommunikation var 850 nm, känd som det första fönstret.
De tidiga multimodfibrerna var styvindexmultimodfibrer. Därefter utvecklades graderade indexmultimodfibrer i A1A-kategorin (5 0\/125). Dessa fibrer hade en dämpning av 3. 0-3. 5 dB\/km, en bandbredd av 200-800 MHz · km och en numerisk öppning av 0. 2 {13}} ± 0. 02 eller 0.023.
Senare utvecklades och användes graderade indexmultimodfibrer i A1B-kategorin (62,5\/125). Dessa fibrer hade en dämpning av 3. 0-3. 5 dB\/km, en bandbredd av 100-800 MHz · km och en numerisk öppning av 0. 275 0. 015.
Dessa två typer av fibrer, i kombination med ljusemitterande dioder (lysdioder) som arbetar nära 850 nm våglängden, bildade de tidiga optiska kommunikationssystemen.
Vid den tiden var spektralbredden på lysdioden 40 nm, den injicerade optiska effekten var 5 eller 20 μW och den maximala datahastigheten var 5 eller 60 MB\/s.
#### Steg två: Multimode Fiber (andra fönster)
I slutet av 1970 -talet och början av 1980 -talet utvecklade fibertillverkare det andra fönstret (1300 nm).
A1A -kategorifibrerna hade en dämpning av 0. 8-1. 5 dB\/km och en bandbredd av 200-1200 MHz · km. A1b -kategorifibrerna hade en dämpning av 0. 8-1. 5 dB\/km och en bandbredd av 200-1000 MHz · km.
Dessa fibrer användes i samband med lysdioder med hög strålning, som hade en spektralbredd på 120 nm, en injicerad optisk effekt på 20 μW och en maximal datahastighet på 100 MB\/s.
#### Steg tre: G.652, G.653 och G.654 Enkelmodfibrer (andra och tredje fönster)
Från 1982 till 1992 var det den storskaliga applikationsperioden för G.652, G.653 och G.654 enstaka fibrer, som öppnade det andra fönstret (1310 nm) och det tredje fönstret (1550 nm) för optiska fibrer.
Mellan 1973 och 1977 utvecklade stora fibertillverkare över hela världen olika avancerade förformningsprocesser. Corning utvecklade OVD (utanför ångavlagring) teknik; NTT, Sumitomo, Furukawa och Fujikura i Japan utvecklade gemensamt VAD (Vapor Axial Deposition); Lucent förbättrade MCVD -tekniken (modifierad kemisk ångavsättning); och Philips i Nederländerna utvecklade tekniken för PCVD (plasma kemisk ångavsättning).
1982, med början med USA, följt av Japan och Tyskland, började den globala konstruktionen av långdistansprojekt med G.652 enstaka lägen. Den stora marknadens efterfrågan för enstaka lägen stimulerade massproduktion.
Vid denna tidpunkt ökade Cornings OVD ytterligare deponeringshastigheten, och VAD, MCVD och PCVD tillsatte alla yttre jackor för att öka storleken på förformarna.
Därefter följde alla tillverkare tvåstegs hybridprocessen för att förstora förformarna.
Under 1990 -talet utvecklade Alcatel i Frankrike APVD (Atmospheric Pressure VAD) -teknologi (MCVD + plasmasprutningsprocess).
Betydande framsteg inom tillverkningsteknologi av stora fibertillverkare skapade bättre villkor för en utbredd tillämpning av konventionella enstaka fibrer.
1984 användes det tredje fönstret (1550 nm).
Samma år utfärdade CCITT (International Telegraph and Phone Consultative Committee) G.651 och G.652 -standarderna.
År 1985 hade dämpningen av G.652 -fibrer nått 0. 35 dB\/km vid 131 0 nm och 0,21 dB\/km vid 1550 nm.
1985 kommer den dispersionsskiftade fibern (G.653) utvecklad av Japan och USA kommersialiserades. Dess egenskap var att flytta nolldispersionspunkten från det andra fönstret till det tredje fönstret. Vid våglängden 1550 nm var inte bara förlusten den lägsta, utan spridningen var också den minsta.
1988 utfärdade CCITT G.653 -standarden. Denna fiber användes i stor utsträckning i Japans kommunikationsstamlinjer.
I början av 1990-talet började den erbiumdopade fiberförstärkaren (EDFA) kommer att kommersialiseras, vilket fick hänsyn till tät våglängdsdelning multiplexering (DWDM).
Nolldispersionen vid 1550 nm våglängden för G.653 -fibrer orsakade emellertid allvarlig olinjär störning mellan kanaler i DWDM -system, så det främjades inte allmänt över hela världen.
1995 konstruerade Kina Peking-Kowloon Optical Cabel-projektet med sex G.653-fibrer av 24 kärnor, som aldrig aktiverades. Sedan dess har Kina inte använt G.653 -fibrer.
Under denna period utvecklades också en avstängd våglängdsfiber. Det hade inte bara låg förlust vid 1550 nm utan också låg mikrobendförlust, vilket gjorde det lämpligt för långdistansystem med optiska förstärkare och ubåtkabelsystem.
1988 utfärdade CCITT G.654 -standarden.
#### Steg fyra: Full öppning av fiberfönster och omfattande utveckling av egenskaper
Från 1993 till 2006 expanderade fiberkommunikationsfönstren till det fjärde och femte fönstret och S -bandet, med den fullständiga öppningen av fiberkommunikationsfönster. Fyra nya typer av fibrer utvecklades och egenskaperna hos fibrer blev mer omfattande.
(1) Dispersion utan noll skiftade enfiber G.655 (tredje och fjärde fönster)
För att undertrycka fyrvågsblandning (FWM) och tvärfasmodulering (XPM) i tät våglängdsdelningsmultiplexering (DWDM) -system och minskar olinjär störning mellan optiska kanaler, introducerades icke-noll dispersionsfiber (NZDSF) 1993.
Först lanserade Lucent Truewave Fiber, följt av Cornings introduktion av den stora effektiva lövfiber.
Dessa fibrer fungerade initialt i det tredje fönstret, dvs C -bandet (1530-1565 nm). Efter 1995 utvidgades de till det fjärde fönstret, dvs. L -bandet (1565-1625 nm).
1996 etablerade ITU-T G.655-standarden. Efter 1998 användes det allmänt över hela världen.
(2) Fiber med lågt vatten-topp en-läge G.652C (femte fönster)
1998 introducerade Lucent TrueWave-fibern (dvs. lågvattensfiber), som nästan eliminerade vattentoppen vid 1383 nm (dämpning <0. 31 dB\/km), öppnade det femte fönstret för optiska fibrer, dvs. E-bandet (1360-1460} nm).
1999 började Kina använda alla vågfibrer för kablar i Jiujiang telekommunikation.
År 2000 etablerade ITU-T G.652C-standarden.
2001 producerade Corning fibrer med lågt vatten.
2002 marknadsfördes G.652C -fiber över hela världen.
Sedan dess har enstaka modefibrer uppvisat utmärkt dämpningsprestanda över våglängdsområdet från 1260 nm till 1625 nm.
I maj 2002 delade ITU-T de optiska våglängdsband för en-läge fiberkommunikationssystem i O, E, S, C, L och U.
850 nm våglängden för multimodfibrer kallas det första fönstret. För enfibrer med enkelmoder är O-bandet det andra fönstret, C-bandet är det tredje fönstret, L-bandet är det fjärde fönstret och E-bandet är det femte fönstret.
