一 引言 1?\ #hemL  
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隨著Internet的迅速普及以及寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(B-ISDN)的快速發(fā)展，人們對(duì)信息的需求呈現(xiàn)出爆炸性的增長(zhǎng)，幾乎是每半年翻一番。 在這樣的背景下，信息高速公路建設(shè)已成為世界性熱潮。而作為信息高速公路的核心和支柱的光纖通信技術(shù)更是成為重中之重。很多國(guó)家和地區(qū)不遺余力地斥巨資發(fā)展光纖通信技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，光纖通信事業(yè)得到了空前發(fā)展。此外，由于信息的生產(chǎn)、傳播、交換以及應(yīng)用對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全有決定性的影響，所以，與其它行業(yè)相比，光纖通信更具有特殊意義。 光纖通信事業(yè)是一個(gè)巨大的系統(tǒng)工程。它的各個(gè)組成部分互為依存、互相推動(dòng)，共同向前發(fā)展。就光纖通信技術(shù)本身來(lái)說(shuō)，應(yīng)該包括以下幾個(gè)主要部分:光纖光纜技術(shù)、傳輸技術(shù)、光有源器件、光無(wú)源器件以及光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。 HMbF#!E  
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二 光纖光纜技術(shù)的進(jìn)展 A+d&aE}3V  

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光纖技術(shù)的進(jìn)步可以從兩個(gè)方面來(lái)說(shuō)明: 一是通信系統(tǒng)所用的光纖; 二是特種光纖。 早期光纖的傳輸窗口只有3個(gè)，即850nm(第一窗口)、1310nm(第二窗口)以及1550nm(第三窗口)。近幾年相繼開(kāi)發(fā)出第四窗口(L波段)、第五窗口(全波光纖)以及S波段窗口。其中特別重要的是無(wú)水峰的全波窗口。這些窗口開(kāi)發(fā)成功的巨大意義就在于從1280nm到1625nm的廣闊的光頻范圍內(nèi)，都能實(shí)現(xiàn)低損耗、低色散傳輸，使傳輸容量幾百倍、幾千倍甚至上萬(wàn)倍的增長(zhǎng)。這一技術(shù)成果將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 另一方面是特種光纖的開(kāi)發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化，這是一個(gè)相當(dāng)活躍的領(lǐng)域。 J_A+)_  
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特種光纖具體有以下幾種: Gp.+&\vi  
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1. 有源光纖 這類(lèi)光纖主要是指摻有稀土離子的光纖。如摻鉺(Er3+)、摻釹(Nb3+)、摻鐠(Pr3+)、摻鐿(Yb3+)、摻銩(Tm3+)等，以此構(gòu)成激光活性物質(zhì)。這是制造光纖光放大器的核心物質(zhì)。不同摻雜的光纖放大器應(yīng)用于不同的工作波段，如摻餌光纖放大器(EDFA)應(yīng)用于1550nm附近(C、L波段); 摻鐠光纖放大器(PDFA)主要應(yīng)用于1310nm波段; 摻銩光纖放大器(TDFA)主要應(yīng)用于S波段等。這些摻雜光纖放大器與喇曼(Raman)光纖放大器一起給光纖通信技術(shù)帶來(lái)了革命性的變化。它的顯著作用是: 直接放大光信號(hào)，延長(zhǎng)傳輸距離; 在光纖通信網(wǎng)和有線電視網(wǎng)(CATV網(wǎng))中作分配損耗補(bǔ)償; 此外，在波分復(fù)用(WDM)系統(tǒng)中及光孤子通信系統(tǒng)中是不可缺少的關(guān)鍵元器件。正因?yàn)橛辛斯饫w放大器，才能實(shí)現(xiàn)無(wú)中繼器的百萬(wàn)公里的光孤子傳輸。也正是有了光纖放大器，不僅能使WDM傳輸?shù)木嚯x大幅度延長(zhǎng)，而且也使得傳輸?shù)男阅茏罴鸦��? s^Lg*t3I  
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2. 色散補(bǔ)償光纖(Dispersion Compesation Fiber，DCF) 常規(guī)G.652光纖在1550nm波長(zhǎng)附近的色散為17ps/nm?km。當(dāng)速率超過(guò) 2.5Gb/s時(shí)，隨著傳輸距離的增加，會(huì)導(dǎo)致誤碼。若在CATV系統(tǒng)中使用，會(huì)使信號(hào)失真。其主要原因是正色散值的積累引起色散加劇，從而使傳輸特性變壞。為了克服這一問(wèn)題，必須采用色散值為負(fù)的光纖， 即將反色散光纖串接入系統(tǒng)中以抵消正色散值，從而控制整個(gè)系統(tǒng)的色散大小。這里的反色散光纖就是所謂的色散補(bǔ)償光纖。 在1550nm處，反色散光纖的色散值通常在-50~200ps/nm?km。為了得到如此高的負(fù)色散值，必須將其芯徑做得很小，相對(duì)折射率差做得很大，而這種作法往往又會(huì)導(dǎo)致光纖的衰耗增加(0.5~1dB/km)。色散補(bǔ)償光纖是利用基模波導(dǎo)色散來(lái)獲得高的負(fù)色散值，通常將其色散與衰減之比稱(chēng)作質(zhì)量因數(shù)，質(zhì)量因數(shù)當(dāng)然越大越好。為了能在整個(gè)波段均勻補(bǔ)償常規(guī)單模光纖的色散，最近又開(kāi)發(fā)出一種既補(bǔ)償色散又能補(bǔ)償色散斜率的"雙補(bǔ)償"光纖(DDCF)。該光纖的特點(diǎn)是色散斜率之比(RDE)與常規(guī)光纖相同，但符號(hào)相反，所以更適合在整個(gè)波形內(nèi)的均衡補(bǔ)償。 FVOR~z  
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3. 光纖光柵(Fiber Grating) 光纖光柵是利用光纖材料的光敏性在紫外光的照射(通常稱(chēng)為紫外光"寫(xiě)入")下，于光纖芯部產(chǎn)生周期性的折射率變化(即光柵)而制成的。使用的是摻鍺光纖，在相位掩膜板的掩蔽下，用紫外光照射(在載氫氣氛中)，使纖芯的折射率產(chǎn)生周期性的變化，然后經(jīng)退火處理后可長(zhǎng)期保存。其制作原理如圖2所示。圖2中的相位掩膜板實(shí)際上為一塊特殊設(shè)計(jì)的光柵，其正負(fù)一級(jí)衍射光相交形成干涉條紋，這樣就在纖芯逐漸產(chǎn)生成光柵。光柵周期A是模板周期的二分之一。 眾所周知，光柵本身是一種選頻器件，利用光纖光柵可以制作成許多重要的光無(wú)源器件及光有源器件。例如: 色散補(bǔ)償器、增益均衡器、光分插復(fù)用器、光濾波器、光波復(fù)用器、光�；蜣D(zhuǎn)換器、光脈沖壓縮器、光纖傳感器以及光纖激光器等。 n gA&PU  
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4. 多芯單模光纖(Multi-Coremono-Mode Fiber，MCF) 多芯光纖是一個(gè)共用外包層、內(nèi)含有多根纖芯、而每根纖芯又有自己的內(nèi)包層的單模光纖。這種光纖的明顯優(yōu)勢(shì)是成本較低。4芯的這種光纖的生產(chǎn)成本較普通的光纖約低50%。此外，這種光纖可以提高成纜的集成密度，同時(shí)也可降低施工成本。 以上是光纖技術(shù)在近幾年里所取得的主要成就。至于光纜方面的成就，我們認(rèn)為主要表現(xiàn)在帶狀光纜的開(kāi)發(fā)成功及批量化生產(chǎn)方面。這種光纜是光纖接入網(wǎng)及局域網(wǎng)中必備的一種光纜。目前光纜的含纖數(shù)量達(dá)千根以上，有力地保證了接入網(wǎng)的建設(shè)。 )8Defuxk