最近光纖這項技術興起，不知道大家對光纖是否了解，所以小弟我找了一篇我覺得寫得不錯介紹光纖的文章，給大家認是認是何謂光纖。
擁有光纖，掌握二十一世紀！？我想要試試看光纖上網！
作者：鄭老師
在遠古時代的人們，為了要加速訊息的傳遞，就知道利用光信號來進行通訊，如烽煙、或旗語等，此種光通信因為缺乏良好的光源和通信媒介，以至於無法滿足訊息傳遞之需要。而自從在西元1960年美國物理學家發明了紅寶石雷射，以及西元1970年美國康寧公司研製出每公里僅衰減20dB的光纖之後，再經過各國多位科學家的努力，促使光纖通信系統日趨實用化。而今光纖通信在網際網路的蓬勃發展與個人通信的日益普及，使得具有低衰減、頻寬大、不受電磁波干擾、重量輕、保密性佳、…等等優點的光纖通信成為現今通信系統中不可或缺的。光纖能夠攜帶非常大量的資料以非常低的損耗傳送很遠的距離,與傳統的電纜相比光纖也具有重量輕與體積小的優點,同時光纖也有難以竊聽及干擾的特性。
光纖極細，如果與電通訊所用的銅線相比，便可將較多條光纖集成一束。現在一般所用的標準金屬電纜，若十八條集成一束，則其直徑約有八公分，而將一千條光纖綁成一束，則其徑也不過約七公分而己。光纖是二十世紀偉大的發明之一，而且將會持續廣泛的應用於二十一世紀。在過去，光纖通信一直都被專門使用在電腦的網際網路，或是電話通信網路中，而鮮少被拿來使用在其它方面。因此，部分的光纖系統應用廠商就將光纖朝安全與自動化方面發展，期利用光纖的特性在這方面能有良好的發展空間。自從一九六0年雷射光問世以來，光通訊就一面是技術人員竭盡所能亟思達成的一個夢想。由於光纖的發明及其後相關技術的進步，如今這個夢想已逐步成真了。
為何要使用光纖？ 我想要試試看光纖上網！
1. 光纖不受電磁干擾
由於光纖是石芵玻璃所製成，因此不受外來的火花及雷電等之干擾，這是光纖眾多優點中最重要的一點。即光纖是安全性極高的通訊設備。
2. 低傳輸損耗(適合長距離通訊)
當選用適當波長的雷射光當光源，通過用純度極高的石芵玻璃製成的光纖時，將產生極小的衰減，通常進行五十公里才會衰減為十分之一，即使傳送很遠，也不會使載送的訊號改變形狀，和金屬電纜比較起來，可以減少許多為了增強及去除雜訊而設置的轉發器(repeater)。
3. 光纖通訊量遠大於電通訊量
一般而言，通訊量的大小，取決於傳送訊號的頻率高低，頻率越高，便可傳送越多的資料。由於其驚人的傳送能力，將可使聲音、影像及電腦資料在短時間之內傳送出去，光纖在通訊方面的潛力由此可見。科學家所以對光纖通訊抱著如此熱烈的期盼，最大的理由是與以往的電通訊相比，光纖通訊可達成的通訊量超出若干倍之多。
光纖這麼神奇？ 我想要試試看光纖上網！
光纖是一種可以傳送光線而外形微細的玻璃纖維，直徑約為一百至一百五十微米(micron，一公尺的一百萬分之一)，只比人類的頭髮稍微粗一點。因此相當輕，而且輕易便可將之彎曲。巧妙運用光纖的這些特性而利用光來通訊的方式稱為光纖通訊，日前已進入實用化的階段。光纖在光纖通訊所扮演的角色，就是將資料輸入光束中加以傳送，因此光纖的內部有一些巧妙的構造，需要特殊的技術才製造得出來。光纖是由兩個部份組成，中心部分稱為核心(core)，外層部分則稱為外殼(clad)。為了要能夠傳送光線，這兩個部分對光的折射率(refractive index)必須不一樣，而核心的折射率要比外殼的稍微大一些。如此，大部分進入核心的光，就在這兩個部份的交界面(interface)處產生全反射而繼續前進。也就是說，由核心射向外殼的光束會在交界面發生全反射，根本不可能跑到外殼部分去，因此即使將光纖加以曲折，光束也只能在核心中一面與交界面碰撞反射，一面彎彎曲曲地前進。此種類型的光纖稱為級射率(step index)光纖。
光纖製造分為預型體製造、光纖抽絲及光纖被覆等三大步驟。國內交通部電信研究所，自一九八二年九月起開始用改良式化學氣相沈積法(MCVD, modified chemical vapor deposition)研製光纖，經一年半之努力，已於一九八三年初建立完成能製造符合世界標準的單模態光纖(在1.3及1.55μM波長之損失各為0.6及0.28dB/km)的技術。
目前，依光纖製造技術之演變，光纖通訊系統約可分為四代：
第一代光纖通訊系統為目前最普遍使用的系統，係由多模態及用GaAs或AlGaAs製成之發光二極體或雷射二極體為光源而組成，其動作波長為0.8或0.9Μm。在此波長之最低傳輸損失為二dB/km，光纖頻寬亦不大，故第一代光纖通訊系統之通訊距離只能達十至十五公里，超出此距離即必須裝設轉發器。這種系統可以在一秒中內將一套(共三十冊)大英百科辭典之內容傳遞至十公里處。
第二代光纖通訊系統亦使用多模態光纖，但光源則改用由GaAsInP所造成，波長為1.3μM之發光二極體或雷射二極體。在1.3μM波長時光纖損失之最低值為0.5dB/km，頻帶寬度也由於色散之消失而大增，故第二代光纖通訊系統可將通信距離延伸至四十公里，並且在一秒中內可將一套大英百科辭典送至二十公里遠處。
第三代光纖通訊系統也使用1.3μM波長，並用GaAsInP造成之雷射二極體做為光源，但光纖則改用單模態光纖。因單模態光纖沒有模態色散，加之在1.3μM波長時也沒有色散，傳輸損失也只有0.5dB/km，故此種系統之通訊距離可延伸至四十至五十公里。其資訊之傳送速度可用一秒鐘內能將四套大英百科辭典送到五十公里處來比喻。
第四代光纖通訊系統利用光纖在1.55μM波長出現最低損失之特性，以使信號不經再放大即可送比第一、二、三代系統更遠的距離。但光纖在1.55μM波長時其色散並不等於零，其頻帶寬度也不如第三代光纖通訊系統，故必須造出一種單頻率的雷射二極體，以使在光纖內之光線不受色散之影響。這種系統造成之後，訊號可傳送之最長距離將延伸至一百公里，其訊息之傳送速度可用在一秒鐘內能將四套大英百科辭典送至一百公里來比喻。第四代光纖通訊系統先進國家積極發中之最新通訊系統。國內知名廠商鴻海甚至投資1千五百億元下去開發，可見其在未來的重要性。
目前光纖本身的製造技術也有了更進一步的發展，中國物理學家何亨台於一九八一年首度結合理論與實驗，製造出比傳統的單模光纖性能更好的多模光纖。多模光纖不但可以吸收更多的光，而且傳送光線的距離更遠，又具有價格低廉、壽命長、使用環境受限條件較少、發訊器電路設計簡單等多重優點，為光纖通訊抓起另一個革命性的高潮。光纖網路的趨勢朝著可乘載更高的光學強度及更多的資料量。網路端點所使用的光纖連接器（connector）的品質也就變得更加重要。
光纖與理工的親密關係 我想要試試看光纖上網！
光纖通信勢將引領風潮，使人類地球村的夢想進一步的落實，此皆有賴於工程師的投入與貢獻。就光纖系統的研究來說，機電學門無疑將扮演重要角色，從傳輸過程、接發送方式，更是可發展的主軸。此外，材料、化工學門亦不可或缺，高傳輸效益、低阻抗的材料發展，更將發揮臨門一腳的功效，值得後進者投入與發展。
文章出處：http://www.getgoal.com.tw/tech/tech-5.htm
留言列表
{{ article.title }}
