重要光纤类型及应用指南

在不断扩展的光纤通信世界中,一种尺寸并不适合所有的光纤。符合国际电信联盟G.652规范的步进式单模光纤有时被称为"标准单模",因为它们已经被广泛使用了几十年。然而,G.652光纤已经随着需求的变化而发展,其他单模光纤已经被开发出新的用途,多模光纤已经找到了新的市场,并且出现了更多的奇异光纤。

重要光纤类型及应用指南

这些变化反映了为特定应用定制光纤的优势。室内使用的导管中需要抗弯曲的纤维。收缩纤维包层允许在电缆中使用更多的纤维数量。低水光纤可以在1270和1610nm之间以20nm为步长进行廉价的粗波分复用(WDM)。超低损耗光纤可以拉伸放大器的间距。多模分级光纤可以在短距离内传输高数据速率,削减发射机和接收机成本。

以下是重要光纤类型及其在通信中的应用指南:

渐变折射率多模光纤

梯度指数多模光纤最初是在20世纪60年代末开发的,目的是增加大芯光纤的带宽,现在主要用于短数据链路。过去使用的是LED光源,但现在大多数数据链路的速度都需要大规模生产的发射波长为800至960nm的垂直腔面发光激光器(VCSELs)。大多数分级光纤的纤芯为50μm,但一些纤芯为62.5μm的光纤仍在使用。表中列出了标准多模光纤的性能。

在实际应用中,多模数据链路只使用到550米左右,更远的距离使用单模光纤。虽然多模光纤在1310nm波段的损耗比短波长的损耗低,但廉价的VCSEL只在短波长波段大量生产。OM3和更新的标准使用VCSEL支持每秒多千兆比特的数据传输速率。

OM5标准规定,在850——953nm的两个或四个波长上,以25Gbit/s的短波分复用(SWDM)传输速率达到100Gbit/s的双工。2020年1月,IEEE工作组批准了IEEEP802.3cm400Gbit/soverMultimodeFiber标准,该标准将400Gbit/s信号在4根或8根光纤中进行分流,跨度可达100或150米,主要应用在大型数据中心内和5G网络的短距离高速链路上。

重复使用旧版光纤

数据中心安装的传统多模光纤可以重新利用,以高于表中所列的速率传输单模信号。Cailabs(法国雷恩)已经开发出一种光学器件,可以将高达99.5%的单模输入耦合到光纤的多种模式之一。他们报告说,传输速率为10Gbit/s,最高可达一公里,并正在测试100Gbit/s的速率。

二十年前安装的遗留G.652单模光纤,如果仍然是暗的或未充分使用,只需要进行最小的处理,就可以点亮使用。得益于数字信号处理和相干光传输,原本安装在一个或几个波长上传输10Gbit/s的G.652光纤可以在多达100个波长上传输相干的100Gbit/s信号,而不需要以适当的排列方式拼接不同类型的光纤来管理色散。这为传统光纤带来了新的生命,并可以为运营商节省安装新电缆的高昂费用,在城市地区安装新电缆的费用高达50万美元。

单模光纤标准

国际电联G.652单模标准的第一个版本是在1984年起草的,当时光纤通信的波长限制在1310纳米,那里的色散基本为零。它要求模场直径为8.6至9.5微米,截止波长不超过1260纳米,1310纳米处衰减不超过0.5分贝/公里,1550纳米处衰减不超过0.4分贝/公里。掺铒光纤放大器(EDFA)的发展将大部分传输转移到了1550nm窗口,但G.652光纤仍在广泛使用,当前G.652.D版本最显著的变化是将1310至1625nm处的损耗限制降低到0.4dB/km,1530至1565nm处的损耗限制降低到0.30dB/km6。

随着光纤传输的发展,其他新标准也随之而来。零色散移至1550nm的光纤的发展刺激了G.653标准的发展。最初的版本于1988年通过,要求纤芯直径为7.8至8.5微米,1500至1600纳米之间为零色散,最大色散为3.5ps/(nm-km)。一些零色散光纤仍在使用,但1550nm铒波段严重的四波混杂噪声使WDM不切实际,除非在1570——1625nmL波段使用放大器。

ITUG.654标准是为另一种基本被废弃的技术而制定的:1300nm附近零色散的海底电缆,单模截止波长转移到长达1530nm的波长。最近的变化将1530至1612nm处的最大损耗降低到0.25dB/km,因此它可以用于色散管理海底电缆的L波段传输。

WDM和色散管理的发展也导致了1996年ITUG.655非零色散位移单模光纤标准的出台.该标准规定的色散高到足以防止紧密间隔的光通道之间的非线性串扰,但低到足以允许通过混合不同色散的光纤进行色散补偿。最大单模截止波长为1450nm,最小和最大色散的单独公式规定了1460和1550nm之间的值,以及1550和1625nm之间的值,以允许通过拼接不同色散的光纤长度进行色散补偿。

另一个色散驱动的标准是G.656,2004年提供的是1460到1625nm之间低色散的单模光纤,适用于四波混杂不会成为严重问题的宽幅分离的WDM系统。后来,它被修改为用于拉曼光放大。

相干光传输采用数字信号处理进行前向纠错,避免了色散管理的需要,基本上不需要严格规定色散的标准。

弯曲损耗不敏感光纤

当光纤安装在网络的接入和传输部分的狭小空间时,弯曲损耗可能是一个重要的问题,因此ITU制定了G.657标准,定义了两类光纤的抗弯曲性能。A类涵盖了在传输和接入网中使用的G.652型光纤,它的弯曲半径可以是10或7.5mm。B类涵盖接入网中可能不符合G.652的光纤,当弯曲到7.5毫米或5毫米的半径时,具有低损耗。

弯曲损耗发生在单模光纤遇到弯曲或紧密包装的地方,如机柜、电缆管道、立管和隔板内。限制损耗的一种方法是减小模场直径,以改善对光的限制。另一种方法是嵌入一层折射率较低的玻璃,作为紧邻核心的凹陷内包层,或作为包层内的"沟槽"。其他的选择包括在纤芯中嵌入亚波长的孔或纳米结构。

1.用于降低弯曲损耗和改善导光性的光纤结构。

减薄型光纤

减少光纤的厚度可以让光纤被挤压成更小的体积,并弯曲成更小的半径,而不会引发可能导致光纤断裂的微小裂缝的形成。它还可以让更多的光纤装入电缆中。有两种选择:减少包层和覆盖在包层上的保护层,或者只减少保护层。

2.缩小包层直径如何改变10µm纤芯的单模光纤的尺寸。

标准光纤的外径为125µm,与单模光纤10µm的纤芯相比,纤芯很厚。可以将包层直径减小到80µm,这样光纤的玻璃体积就减少了2.4倍。带有塑料涂层的缩小包层光纤的外径约为170µm,而普通涂层光纤的外径为250µm。

另外,在标准的125µm包层上涂抹的涂层厚度也可以减少,因此涂覆纤维的直径只有200µm,而不是通常的250µm。

低水光纤

标准的光纤制造会留下氢的痕迹,氢在熔融硅纤维中与氧结合成羟基,在1360和1460nm之间吸收,在1383nm处有一个强峰。当光纤系统只在1310和1550nm波段工作时,这个波段可以忽略,但对于1270和1610nm之间20nm间距的廉价粗波分复用来说,这个波段就成了问题。

3.低水位和零水位峰值纤维的损耗比较(由Sterlite技术公司提供)。

已开发出将光纤中的氢气(通常称为"水")降低到两个水平的工艺。"低水"光纤通常在1383nm峰值处的损耗不高于1310nm处的损耗,通常低于0.34dB/km。目前版本的G.652.D和G.657标准都规定,1310——1625nm之间的光纤损耗应不超过0.40dB/km,低水光纤符合这一要求。标准还要求1383nm峰值处的损耗即使在老化后也要保持在0.4dB/km以下。

零水光纤可进一步降低OH的吸收,使1383nm峰值基本消失,衰减低于0.27和0.31dB/km。要达到如此低的损耗,需要用氘(重氢-2同位素)进一步加工,以阻止轻氢与玻璃中的氧结合,保持低吸收。

单模光纤的其他特殊功能

一些通信光纤提供了针对特殊情况进行优化的功能,例如拉伸放大器间距或跨越非常长的距离。

其中一个特点是扩大单模光纤的有效模式面积。虽然G.652的纤芯直径名义上是9到10微米,但它传输的单模以高斯模式扩散,因此有效模式面积更大一些--大约80nm2。如果这种光纤传输的功率很大,那么在靠近发射器或放大器的区域,功率最大的地方就会产生非线性效应。扩大有效模式面积可以降低纤芯的功率密度,减少非线性效应。改变磁芯-包层折射率差可以将有效模面积增加到100µm2以上,但这是有限制的。

大的有效模面积可以与极低的衰减相结合。例如,康宁公司(纽约州康宁市)和OFSOptics公司(佐治亚州诺克罗斯市)都提供了用于海底电缆的单模光纤,其有效模面积为125和150µm2,在1550nm处的衰减低于0.16dB/km。

还为通信系统中的端接或耦合光纤等任务制造了特殊光纤。

微结构和空芯光纤

新一代的光纤技术已经出现,基于微结构光纤,其长度上有孔。它们依靠光子晶体、光子带隙或其他结构来限制光,开辟了新的可能性。

微结构光纤具有由不同密度的微结构所产生的材料折射率差异;这些折射率差异引导或限制光。如果微结构与光纤传输的波长相比较小,它所包含的孔洞就会降低孔隙材料的平均折射率,因此它可以作为低折射率的包层,引导光通过固体或孔隙核心。

光子晶体光纤会产生光子带隙效应,阻止某些波长的光通过某些区域的传输。这种现象可用于将某些波长的光限制在一个有效面积较大的芯内,OFS光学公司在2020年10月出版的《激光聚焦世界》中对此进行了描述。网格结构作为内包层。标有"分流器"的六个六边形单元围绕着25微米的核心,将高阶模式从25微米的大核心中分流出来,使其有效地成为单模。

4.OFSOptics的中空芯光子带隙光纤的结构,该光纤在真空中以接近光速的速度传输信号(OFSOptics提供)。

虽然光子带隙光纤比传统的实芯光纤有更高的损耗,但其中空芯可以以30万公里/秒的速度传输光,而不是实芯光纤的20万公里/秒。光在中空芯中的领先时间获得了1.5微秒/公里,对于高频交易商来说,微秒意味着金钱,他们要为通过特殊电缆传输支付溢价。

2020年,南安普顿大学的衍生公司Lumenisity(英国罗姆西)推出了使用基于嵌套抗谐振无节光纤(NANF)技术的新型中空芯光纤的有线光纤。在这里,中空芯周围环绕着一层坚实的包层,其中几对嵌套的芯沿芯-包层边界运行。与光子带隙光纤相比,这种方法可以在更宽的波长范围内实现低损耗传输。在OFC2020上,南安普顿的研究人员报告说,在实芯光纤衰减的1550nm最小值处,损耗仅为0.28dB/km。

5.最小损耗为0.28dB/km的中空芯NANF光纤的结构(左)及其在1200和1700之间的衰减(蓝色)与早期最小为0.65dB/km的NANF光纤、纯硅实芯光纤(紫色)和光子带隙光纤(绿色)的衰减比较。

研究管道

另外两种新兴的实芯光纤仍在研究之中。

少模光纤的有效模态面积略高于单模工作的上限,使其只能携带少数几个模态(相比之下,传统多模光纤有数百或数千个模态)。研究人员已经证明,模分复用可以将单模信号耦合到少模光纤中的各个模式中,并在没有明显的串扰的情况下将其分离出来。

多芯光纤在其包层内嵌入了许多独立的导光芯,并将其分开以防止串扰。这样就可以实现芯分复用,每个芯传输单独的信号。
重要光纤类型及应用指南

这两种技术都已经在高数据速率下得到了证明,实验者已经成功地制造出包含多个芯的光纤,所有芯都以多种模式传输信号。这两种技术与在同一光缆中的不同光纤中或在平行线路中分别传输不同信号的不太优雅的方法一起被归类为空分复用。某种形式的空分多路复用在我们的未来,但哪种方法在电信系统中最具成本效益仍有待确定。

【气温直奔30℃!还会冷吗?】
从目前的形势来看,这样的晴朗态势还是要持续几天的,气温更像是断了线的风筝一般,最高气温从26℃开始一路高歌,等到下周一、周二就直达30℃了,一副要让你提前感受夏天的架势。未来这几天,天气依然是晴转多云、多云转晴这么来回横跳,一路艳阳高照,但早晚温差还是比较大的,基本在12℃以上,本周六甚至有15℃之差,还请大家根据适时增减衣物。https://t.cn/A66HZBSl

#清欢的分享#

逆风生长,向死而生。

又想起那句话,“少年儿童是祖国的未来,是民族的希望。”无疑,曹文轩的纯美系列作品,不论过去多久,读来都令人感动。花半小时读完这本,仍觉作者笔下的世界,恬淡又凄美,是止不住的忧伤。

清新的文字、苦难锻造的人生,人性的光辉,以及城乡发展过程中,必然存在的矛盾,不断交织,稍不留神,思绪便会被层层覆盖。

葵花是孤独的,青铜亦然。书中无一处显露任何阴郁,哪怕累,哪怕无力。哪怕父母忙于生计,无暇顾及自己,哪怕眼看家乡毁于火光,哪怕奶奶离世时,葵花那句,“我挣了很多很多钱!”

爱看作者笔下的风景描写,像白描,只是勾勒,但却能够感受到画面里的空旷,人物心境的变化。

又想起那夜,混乱的人流,跌落水中的那个小孩,孩子的妈妈歇斯底里的哭喊着,孩子几度将脑袋冒出水面,然而,没有几个人下河救他。

而就在那个夜晚,青铜由说话流利的孩子成了哑巴。

奶奶懂青铜的忧伤,尽管她不说话。青铜并未因此哭喊,只是,会在放牛时,突然哭出声来。

直到他遇到葵花。而后,他们一同生活,不是亲人,甚似亲人。

晶亮的冰项链,台下的掌声;大雪纷飞,雪地里,青铜脱下芦花鞋后,不得不赤足踏过积雪;奶奶为了让一家人能够吃饱饭,卖了那枚黄灿灿的金戒指。即便到了弥留之际,也是一天天的等着,即便滴水不进,却用力给了葵花一个慈祥的微笑;为了让葵花能够过上好日子,忍痛劝说葵花的妈妈……像这样的感动,太多太多。

“到了那边,要好好念书,别总想着大麦地。大麦地也飞不掉,总在那儿的。”

葵花走后,青铜因思念而产生幻象,大喊“葵——花!”。故事以此结尾,遗憾而悲伤。

苦难永恒,一个时代有一个时代的苦难。今天的我们,需要的是,直面苦难的勇气。平衡好人生中的失意和无常,正视生活,而非美化。

从《草房子》到《山羊不吃天堂草》再到《青铜葵花》,甚至曹文轩笔下的更多作品,都多少带着些悲怆。人生难有圆满,唯有逆风生长,向死而生。

20220404下午

书名:《青铜葵花》曹文轩
豆瓣个人评分:五星

备注:

如果对这本感兴趣,也推荐阅读曹文轩的其他作品,如《草房子》《山羊不吃天堂草》。同时推荐阅读路遥的《人生》,陈年喜的《微尘》,沉从文的《边城》等。


附:《山羊不吃天堂草》随记
https://t.cn/A6JIbn8L

图文均禁二传二改,用图cr。


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • ——唐·鸟窠身在红尘,心在净土,滚滚红尘,只是浮生一梦。——宋·慈受怀深笼鸡有食汤锅近,野鹤无粮天地宽。
  • 我们发心长久住世,来弘扬佛法,成就一切众生——有此愿力,做什么事都是功德无量,这就是常精进——时时、事事、处处,念念在道。       所以这四句话是整个修行的
  • 你想和牙套之家的小编们一起吃吃喝喝又玩玩吗?!
  • 然而他们忽略了一点:婚外情就像把双刃剑,你认为他给你带来了所谓的激情与欢乐,必然会夺走你一些更重要的东西。你扎我一刀,我给你一剑哪怕是被你打趴在地上,我也会用尽
  • 后来,我在不同的城市常常仰望夜空,就想看看那个人说的对不对。——宫崎骏《天空之城》你是否曾想过这样的生活?
  • 跟你在一起炒鸡幸福,炒鸡快落,在一起一年多基本上没有吵过架,我记得还跟你说过,我以为我们谈到半年的时候就会开始吵架,但是并没有耶,这是为什么,你对我说,因为我让
  • #青春志愿服务研究院#女子丢了自家养的猫,没找到,索性买了只新的。#腾讯视频回应庆余年超前点播争议#庆余年电视剧的火热让腾讯找到了新的商机,卖点播收费,引起众人
  • 矛盾在哪里都忘了,自然也就无从解决,这样只会让两个人越来越觉得性格不合,越来越生疏。矛盾在哪里都忘了,自然也就无从解决,这样只会让两个人越来越觉得性格不合,越来
  • #涉水要闻# 【高效开展治水工作 增城漳州工业园41家企业被关停!石滩镇将持续发力,坚决从源头上防治水环境污染[加油]【广州高效建设退役军人服务保障体系】作为兵
  • #泰国佛牌#有 ​些 ​人 , ​不 叫 ​信 佛 , ​应 该 ​叫【 ​信 ​钱】 ​我 ​求 ​佛 ​能 给 ​我 好 ​运 财 ​富 ,
  • 看淡世事,过轻松的人生;忘记年龄,做最好的自己!善待自己就是融入其中人生苦短懂得过好自己的生活就是人生赢家人生不能太如意只要精致每一天生活不能太顺利只要精彩朝朝
  • 不过手臂被晒得好黑2⃣️之前喜欢猫的原因就是看见一个博主发了有爱心毛色的猫咪 看到这样的汪星人我太开心了(我的快乐很简单)3⃣️看着还不错的泡椒牛肉粉(不好吃
  • 天涯断肠人,多的是秋冬之思;也不了夕阳西下时,几丝烟火气勾起的莼鲈之思。谁的家乡没有一座记忆中的小桥?
  • 增建地下人行过街通道和人行过街天桥等过街设施,是西宁市进一步完善城市功能、实现人车分流、改善道路和行人通行条件、保障市民出行的重点民生工程。幸福出行高峰期运营将
  • 不管什么样的好茶,滋味最后都会没有,再滚烫,茶也会放凉,无非是,有的人茶汤漂亮,手法高明,水又是玉泉山的,这些都不重要,重要的是你想喝,在喝,最后呢,热闹也就过
  • 明天体育期末考试——踢毽球[泪]从小到大都不感兴趣不会去踢如今也是血的教训了吧(╥﹏╥)第一次有这种拼了命努力仍然一点用也没有的感觉当初多菜现在还是多菜不想挂科
  • 不能要求再多了。“适合自己的东西才最好”是他对生活的态度。
  • 每当有人给我介绍对象,我都会问一句你喜欢粘人的么,但是不知道从什么时候开始,身边亲近的人都开始说我并不粘人,其实我不是不粘人啊,只是我极度没有安全感,不敢轻易相
  • 人生很长,用钱的地方很多;人生很短,赚钱的时光很少。当银色的年华终有一日照进现实,挥手告别,我们曾经意气奋发的峥嵘岁月,一切归为平静。回首往事,唯一能够感谢的
  • 【与儿子的闲言碎语(37)——说说“外圆内方”】 外圆内方,出自《后汉书·郅恽传》,意思是比喻人表面随和,内心严正。我想,这是为人处世至高的境界了。 内方,