ידע

מאז מסחור סיבים אופטיים, עם קידום מתמשך של הטכנולוגיה, סוגי הסיבים האופטיים עברו כמה שלבים התפתחותיים חשובים.

היום, בואו נסתכל אחורה על המסע הזה:

#### שלב ראשון: סיבי MultiMode (חלון ראשון)

ביולי 1966 פרסם המדען הסיני-אמריקני צ'ארלס קאו מאמר משמעותי היסטורי על סיכויי העברת הסיבים האופטיים. העיתון ניתח את הגורמים העיקריים לאובדן העברת סיבים אופטיים והדגים תיאורטית את האפשרות להפחית את האובדן ל 20 dB/km. היא גם הציעה כי ניתן להשתמש בסיבים כאלה לתקשורת.

בשנת 2009 הוענק לקאו פרס נובל לפיזיקה על תרומותיו הבולטות לתעשיית הסיבים האופטית.

בהנחיית תיאוריה זו, ארבע שנים לאחר מכן, בשנת 1970, Corning Inc. בארצות הברית משכה בהצלחה סיב אופטי עם אובדן של 20 dB/km, והוכיח את היתכנות השימוש בסיבים אופטיים כאמצעי תקשורת.

במקביל, מעבדות בל בארצות הברית המציאו את לייזר המוליכים למחצה באמצעות גליום ארסניד (GAAS) כחומר. בזכות גודלו הקטן, הוא היה בשימוש נרחב במערכות תקשורת סיבים אופטיים.

בשנת 1972 הצטמצם אובדן ההולכה של סיבים אופטיים ל -4 dB/km.

מנקודה זו ואילך החל רשמית עידן התקשורת הסיבים האופטיים.

בשנים 1972 עד 1981, זו הייתה תקופת המחקר והיישום של סיבי מולטימווד.

אורך הגל הראשון ששימש בתקשורת סיבים אופטיים היה 850 ננומטר, המכונה החלון הראשון.

סיבי המולטימוד המוקדמים שפותחו היו סיבי מולטימוד-אינדקס צעד. לאחר מכן פותחו סיבי מולטימוד מדורגים-אינדקס של קטגוריית A1A (5 0/125). סיבים אלה היו בעלי הנחתה של 3. 0-3. 5 dB/km, רוחב פס של 200-800 MHz · km, וצמצם מספרי של 0. 2 {13}} ± 0}}. 02.

בהמשך פותחו והשתמשו סיבי מולטי-מודר-אינדקס של קטגוריית A1B (62.5/125). לסיבים אלה היה הנחתה של 3. 0-3. 5 dB/km, רוחב פס של 100-800 MHz · km, וצמצם מספרי של 0. 275 ± {11}}. 015.

שני סוגים אלה של סיבים, בשילוב דיודות פולטות אור (LED) הפועלות בסמוך לאורך הגל של 850 ננומטר, יצרו את מערכות התקשורת האופטיות המוקדמות.

באותה תקופה, רוחב הספקטרלי של ה- LED היה 40 ננומטר, הכוח האופטי המוזרק היה 5 או 20 מיקרו -וואט, וקצב הנתונים המרבי היה 5 או 60 מגה -בייט/שניות.

#### שלב שני: סיבי multimode (חלון שני)

בסוף שנות השבעים ותחילת שנות השמונים יצרני הסיבים פיתחו את החלון השני (1300 ננומטר).

לסיבי הקטגוריה A1A היה הנחתה של 0. 8-1. 5 db/km ורוחב פס של 200-1200 mHz · km. לסיבי הקטגוריה A1B הייתה הנחתה של 0. 8-1. 5 db/km ורוחב פס של 200-1000 mHz · km.

סיבים אלה שימשו בשילוב עם נוריות LED בעלות קרינה גבוהה, שהיה ברוחב ספקטרלי של 120 ננומטר, כוח אופטי מוזרק של 20 מיקרוואט וקצב נתונים מקסימלי של 100 מגה-בייט/שניות.

#### שלב שלישי: G.652, G.653 ו- G.654 סיבים במצב יחיד (חלונות שנייה ושלישית)

בשנים 1982 עד 1992, זו הייתה תקופת היישום הגדולה של G.652, G.653 ו- G.654 סיבים במצב יחיד, שפתחו את החלון השני (1310 ננומטר) ואת החלון השלישי (1550 ננומטר) לסיבים אופטיים.

בין 1973 ל -1977 פיתחו יצרני סיבים עיקריים ברחבי העולם תהליכי ייצור מתקדמים לפני העיצוב. קורנינג פיתח את טכנולוגיית OVD (מחוץ לתצהיר אדים); NTT, Sumitomo, Furukawa ו- Fujikura ביפן פיתחו במשותף את טכנולוגיית VAD (Exial Deposition); Lucent שיפר את טכנולוגיית ה- MCVD (Modified Chemical Vapor Position); ופיליפס בהולנד פיתח את טכנולוגיית ה- PCVD (Plasma Chemical Vapor Position).

בשנת 1982, החל מארצות הברית, ואחריה יפן וגרמניה, החלה הבנייה הגלובלית של פרויקטים ארוכי טווח באמצעות סיבים של G.652 במצב יחיד. הביקוש הגדול בשוק לסיבים במצב יחיד עורר ייצור המוני.

בשלב זה, ה- OVD של קורנינג הגדיל עוד יותר את קצב התצהיר, ו- VAD, MCVD ו- PCVD כולם הוסיפו מעילים חיצוניים כדי להגדיל את גודל הקדם.

לאחר מכן, כל היצרנים עקבו אחר התהליך ההיברידי הדו-שלבי כדי להגדיל את הטפסים.

בשנות התשעים, אלקטל בצרפת פיתח את טכנולוגיית ה- APVD (לחץ אטמוספרי VAD) (תהליך ריסוס MCVD + פלזמה).

התקדמות משמעותית בטכנולוגיית הייצור של יצרני סיבים עיקריים יצרה תנאים טובים יותר ליישום נרחב של סיבים מקובלים במצב יחיד.

בשנת 1984 הועמד לשימוש החלון השלישי (1550 ננומטר).

באותה שנה הוציא ה- CCITT (הוועדה הבינלאומית של הטלגרף והייעוץ הטלפוני) את תקני G.651 ו- G.652.

עד 1985, ההנחתה של סיבי G.652 הגיעה ל- 0. 35 dB/km ב 131 0 ננומטר ו- 0.21 dB/km במהירות 1550 ננומטר.

בשנת 1985, הסיבים המועברים לפיזור (G.653) שפותחו על ידי יפן וארצות הברית הוסחרו. המאפיין שלה היה להעביר את נקודת הפיזור האפס מהחלון השני לחלון השלישי. באורך הגל של 1550 ננומטר, לא רק שההפסד הוא הנמוך ביותר, אלא שהפיזור היה גם הקטן ביותר.

בשנת 1988 הוציא ה- CCITT את תקן G.653. סיב זה היה בשימוש נרחב בקווי תא המטען של יפן.

בתחילת שנות התשעים החל מגבר הסיבים המסומם של ארביום (EDFA) להיות מסחור, מה שגרם לשיקול של ריבוי חלוקת אורך גל צפופה (DWDM).

עם זאת, פיזור האפס באורך הגל של 1550 ננומטר של סיבי G.653 גרם להתערבות לא לינארית קשה בין ערוצים במערכות DWDM, כך שהוא לא היה מקודם באופן נרחב ברחבי העולם.

בשנת 1995, סין בנתה את פרויקט הכבלים האופטי של בייג'ינג-קוטון, תוך שימוש בשישה סיבים G.653 מתוך 24 ליבות, שמעולם לא הופעלו. מאז, סין לא השתמשה בסיבי G.653.

במהלך תקופה זו פותח גם סיב הועבר באורך גל חתוך. זה לא רק היה אובדן נמוך במהירות של 1550 ננומטר אלא גם אובדן מיקרובנד נמוך, מה שהופך אותו למערכות ארוכות טווח באמצעות מגברים אופטיים ומערכות כבלים צוללות.

בשנת 1988 הוציא ה- CCITT את תקן G.654.

#### שלב ארבע: פתיחה מלאה של חלונות סיבים ופיתוח מקיף של מאפיינים

בשנים 1993-2006 התרחבו חלונות התקשורת הסיבים לחלונות הרביעית והחמישית וללהקה S, עם הפתיחה המלאה של חלונות תקשורת סיבים. פותחו ארבעה סוגים חדשים של סיבים, ומאפייני הסיבים הפכו למקיפים יותר.

(1) פיזור שאינו אפס הועבר סיבים יחיד עם מצב יחיד G.655 (חלונות שלישיים ורביעיים)

כדי לדכא ערבוב של ארבעה גל (FWM) ומודולציה חוצה פאזות (XPM) במערכות ריבוי חלוקת אורך גל צפופה (DWDM) ולהפחית את ההפרעות הלא לינאריות בין תעלות אופטיות, סיבים שאינם אפס הועברו (NZDSF) הוצג בשנת 1993.

ראשית, לוסנט השיק את סיבי ה- TrueWave, ואחריו הצגתו של קורנינג את סיבי העלים הגדולים באזור.

סיבים אלה פעלו בתחילה בחלון השלישי, כלומר, להקת C (1530-1565 ננומטר). אחרי 1995 הם הורחבו לחלון הרביעי, כלומר, להקת L (1565-1625 ננומטר).

בשנת 1996 הקים ה- ITU-T את תקן G.655. אחרי 1998, הוא היה בשימוש נרחב ברחבי העולם.

(2) סיב יחיד במים נמוכים עם סיב יחיד G.652C (חלון חמישי)

בשנת 1998, לוסנט הציג את סיבי ה- TrueWave (כלומר, סיבי שיא מים נמוכים), שכמעט ביטל את שיא המים במהירות 1383 ננומטר (הנחתה <0. 31 dB/km), ופותח את החלון החמישי של הסיבים האופטיים, כלומר, רצועת ה- E ({1360-1460 nm).

בשנת 1999 החלה סין להשתמש בסיבי הגל של כל הכבלים בטלקומוניקציה של ג'וג'יאנג.

בשנת 2000 הקים ה- ITU-T את תקן G.652C.

בשנת 2001, קורנינג ייצר סיבי שיא נמוך-מים.

בשנת 2002 הועלה סיבי G.652C ברחבי העולם.

מאז, סיבים במצב יחיד הציגו ביצועי הנחתה מצוינים לאורך טווח אורך הגל בין 1260 ננומטר ל 1625 ננומטר.

במאי 2002, ה- ITU-T חילק את להקות אורך הגל האופטי עבור מערכות תקשורת סיבים יחידה למצב O, E, S, C, L ו- U.

אורך הגל של 850 ננומטר לסיבי מולטימווד מכונה החלון הראשון. עבור סיבים במצב יחיד, רצועת ה- O היא החלון השני, רצועת ה- C היא החלון השלישי, הלהקה L היא החלון הרביעי, והלהקה E היא החלון החמישי.