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随着网络的发展,大量的信息进行发送、传输、接收使信息传输操作面临严峻的形势。我国正在建设信息高速公路,综合考虑传输速度快、信息量大、出错率小等因素,光纤传输最为适合。光纤全称光导纤维,由玻璃或者塑料制成的纤维,由包层、内芯和树脂涂层三部分组成,每根光纤内芯很细,由包层保护,光纤聚集在一起形成光缆。光纤又分为单模光纤和多模光纤。光纤通信采用光波传输,通信带宽大、抗干扰性好和信号衰减小等优点,成为了现在主流传输方式,它是一个庞大的系统,由每一部分协调运行。
2 光纤通信技术的发展史
近几十年来,通信技术发展迅速,随着通信技术要求越来越高,光纤通信具有带宽高、出错率小、传输快速等特点,使其逐渐走进人们视野,成为应用最广泛的通信技术。目前,我国主干网基本上也都是光纤通信,但仍存在一些不足。为了更好、更安全的通信,我们需了解光纤通信技术的发展史。光纤通信技术起源于国外,20世纪五六十年代,开始研制出光纤,但那个时候光纤的损耗高达每千米358分贝。后又经过英国科学家几年的研究,研究出理论损耗可以减少到每千米19分贝的新型光纤。接着日本也开始研究光纤,但还是没能达到最低损耗。最后,康宁公司采用粉末法研制出了每千米损耗20分贝的石英光纤。最近,掺锗石英光纤损耗降到了每千米0.2分贝,已经达到了石英光纤理论上提出的最低损耗极限。
3 光纤通信技术
3.1 光纤通信技术概述
光纤采用光波通信,光纤是一种由玻璃或塑料制成的纤维,利用全反射原理来传输信息的材料。光纤的发射装置的一端采用发光二极管或者一束激光将光脉冲传输至光纤,另一端接收装置采用光敏元件检测脉冲信号。光纤又分单模光纤和多模光纤,单模光纤的直径在8um-10um之间,多模光纤的直径有50um和62.5um两种。两者相比,单模光纤的传输距离更长。
3.2 光纤通信技术的特点
3.2.1 传输带宽高、容量大
光纤与双绞线和同轴电缆相比,其传输带宽高及信息容量大。带宽高和光纤的直径没有直接关系,即:不会由于光纤的直径大而带宽高 。随着光纤通信系统各个终端设备技术的改进,与密集波分复用技术结合应用,使得光纤的通信带宽高及信息容量大。
3.2.2 损耗低,传输距离长
在光纤、双绞线和同轴电缆三种传输介质中,光纤的传输损耗最低。由于损耗低,那么传输的距离相对而言也就长。减少了通信系统中的中继器使用量,从而降低了布置整个系统的成本,直接给运营商带来更好的经济利益。
3.2.3 抗干扰性好,保密性强
光纤以石英为材料制成,石英有较好的绝缘性、抗腐蚀性,从而抗电磁波干扰性强,不会形成接地回路。一般电磁波传输容易泄露信息,从而保密性差,而光纤基本上不会发生串扰现象,保密性强。光纤在通信中,受环境影响极小,可见光纤适用于强电领域。光纤还有质量小,轻便,布网方便,成本低,原材料石英丰富,耐高温等特点。
4 现代光纤通信技术的现状
21世纪,光纤通信技术快速发展起来。光纤通信技术主要是引入了光纤接入网技术和波分复用技术,从而大大的提高了通信的质量和安全性。
4.1 光纤接入网技术
光纤接入网技术是光纤通信技术一个全新的领域,来实现信息快速和高速传输,满足了人们生活的需求。光纤接入网技术由宽带的主干传输网络和用户接入各部分组成。光纤接入网技术的关键环节或者最后一个环节就是用户接入技术。要想所有用户实现信息的高速传输,满足用户的带宽需求,用户接入技术主要是对接入网的用户终端而言,通过该技术为用户提供方便,方便为用户提高不受限制的宽带,来满足用户需求。光纤接入网技术除了为网络通信主干网负责数据传输外,还负责网络中所有用户接入网络的用户接入技术。目前,根据光纤宽带的接入位置,来进一步区分光纤,主要有FTTB、FTTC、FTTCab、FTTH等类型。首先,介绍光纤到户技术,简称FTTH。光纤到户技术主要在光纤宽带接入方面来提供全光的接入方式。光纤到户技术利用光纤带宽的特点,先收集宽带信息,接下来整理处理宽带信息,最后传输宽带信息。通过这样的操作来给用户提供所需要的带宽,来满足用户上网需求和信息传输需求。可见,光纤接入网的最后一个环节是光纤到户技术。根据光纤到户技术不同的应用来看主要分为光纤有源接入技术和光纤无源接入技术两种形式。光纤有源接入技术实际上就是点到点的P2P技术,其主要为用户可以实现用户PC到服务器终端的直接连接,P2P可以实现高带宽接入;光纤无源接入技术则为一点到多点的XPON技术。传统网络通信方式一般都具有通信瓶颈的问题,光纤接入网技术能够很好地解决这个问题,能够满足主干网络或者核心网络的传输通信信息量。为了更好地满足用户和网络的传输需求,通常光纤接入网技术会结合SDH. ATM等多种技术混合使用,产生GPON、APON和EPON三种技术。一般而言,在电路交换性的业务通常使用GPON技术;只在信息传输过程中起到点对多点的连接作用的是EPON;相比较而言APON技术相对复杂,其用的比较少。
4.2 波分复用技术
波分复用技术是使用波分复用器,来大大降低光纤的损耗,从而来提高带宽,传输更大的信息量。波分复用技术可以使用在不同的光波频段和不同的波长,将传输的低损耗窗口分为很多个单通信管道。波分复用技术同时也在发送端装备波分复用器,利用它把不同的信号一起传送到光纤中,再利用光纤进行信息的传输。同样也在接收端安装波分复用器,其作用是把光纤中输出的信号再按不同的频率和波长进行分开处理。在接收端分离这些不同信号过程中,在同一个信道里的光波信号是独立的,从而实现不同光波信号在同一个信道里传输,即光复用技术传输。目前,波分复用技术在飞速发展,使用范围不断扩大。波分复用技术其中的粗波分复用技术,其信道间隔为20nm,采用波分复用技术中的集体发送和划分,从而实现在1260nm-1620nm范围内波长的波分复用。采用此技术能够大大降低光器件的成本,从而提高运营商的经济利益,同时也在很大程度上提高了信道容量。因此,波分复用技术得到了很多运营商的好评并得到了很大程度的应用。
4.3 光放大技术
在光纤接入网技术和波分复用技术两个技术成熟的同时,为了更好地通信,进一步引入光放大技术,光放大技术主要是采用光放大器对光信号进行放大加强。光放大技术很大程度上促进了光复用技术、光孤子通信以及全光网络的快速发展。在放大传信号之前,应该进行OEO变换,即:光电变换及电光变换。
5 总结
关键词:光纤光缆;技术发展
信息通信业是一个充满生机与活力的朝阳产业,网络经济有着强大的生命力,信息技术、网络技术的发展在如今仍然是推动社会进步的重要动力,信息网络化仍然是当今世界经济、社会发展的强大趋势。因此在全球经济好转、通信市场复苏及我国西部开发等有利条件下,我们应积极了解光纤与光缆技术的发展特点及其产业的发展前景,抓住机遇,促进光纤光缆技术与产业向更大的方向发展。
一、光纤技术发展的特点
1.1网络的发展对光纤提出新的要求
不管下一代网络如何发展,一定将要达到三个世界,即服务层面上的IP世界、传送层面上的光的世界和接入层面上的无线世界。下一代传送网要求更高的速率、更大的容量,这非光纤网莫属,但高速骨干传输的发展也对光纤提出了新的要求。
(1)扩大单一波长的传输容量
(2)实现超长距离传输
(3)适应DWDM技术的运用
1.2光纤标准的细分促进了光纤的准确应用
光纤标准的细分促进了光纤的准确使用,细化标准的同时也提高了一些光纤的指标要求(如有些光纤几何参数的容差变小),明确了对不同的网络层次和不同的传输系统中使用的光纤的不同指标要求(如PMD值的规定),并提出了一些新的指标概念(如"色散纵向均匀性"等),对合理使用光纤取得了很好的作用。所有这些建议的修改、子建议的出现及新子建议的起草,都意味着光纤分类及指标、测试方法有某些改进,或有重要的提升;都标志着要求光纤质量的提高或运用方向上的调整,是值得注意的光纤技术新动向。
1.3新型光纤在不断出现
为了适应市场的需要,光纤的技术指标在不断改进,各种新型光纤在不断涌现,同时各大公司正加紧开发新品种。
(1)用于长途通信的新型大容量长距离光纤
主要是一些大有效面积、低色散维护的新型G.655光纤,其PMD值极低,可以使现有传输系统的容量方便地升级至10~40Gbit/s,并便于在光纤上采用分布式拉曼效应放大,使光信号的传输距离大大延长。
(2)用于城域网通信的新型低水峰光纤
城域网设计中需要考虑简化设备和降低成本,还需要考虑非波分复用技术(CWDM)应用的可能性。低水峰光纤在1360~1460nm的延伸波段使带宽被大大扩展,使CWDM系统被极大地优化,增大了传输信道、增长了传输距离。
(3)用于局域网的新型多模光纤
虽然多模光纤比单模光纤价格贵50%~100%,但是它所配套的光器件可选用发光二极管,价格则比激光管便宜很多,而且多模光纤有较大的芯径与数值孔径,容易连接与耦合,相应的连接器、耦合器等元器件价格也低得多。由于局域网发展的需要,它仍然得到了广泛使用。
(4)前途未卜的空芯光纤
据报道,美国一些公司及大学研究所正在开发一种新的空芯光纤,即光是在光纤的空气够传输。从理论上讲,这种光纤没有纤芯,减小了衰耗,增长了通信距离,防止了色散导致的干扰现象,可以支持更多的波段,并且它允许较强的光功率注入,预计其通信能力可达到目前光纤的100倍。欧洲和日本的一些业界人士也十分关注这一技术的发展,越来越多的研究证明空芯光纤似有可能。
二、光缆技术的发展特点
2.1光网络的发展使得光缆的新结构不断涌现
光缆的结构总是随着光网络的发展、使用环境的要求而发展的。新一代的全光网络要求光缆提供更宽的带宽、容纳更多的波长、传送更高的速率、便于安装维护、使用寿命更长等。近年来,光缆结构的发展可归纳为以下一些特点。
(1)光缆结构根据使用的网络环境有了明确的光纤类型的选择,如干线网光纤、城域网光纤、接入网光纤、局域网光纤等,这决定了大范围内光缆光纤传输特性的要求,具体运用的条件还有可依据的细分的标准及指标;
(2)光缆结构除考虑光缆使用环境条件以外,越来越多的与其施工方法、维护方法有关,必须统一考虑,配套设计;
(3)光缆新材料的出现,促进了光缆结构的改进,如干式阻水料、纳米材料、阻燃材料等的采用,使光缆性能有明显改进。
2.2光缆的自动维护、适时监测系统已逐渐完善,可保证大容量高速率的光缆不中断传输
光缆的维护对于保证网络的可靠性是十分重要。在已开通的光网络中,光缆的维护和监测应该是在不中断通信的前提下进行的,一般通过监测空闲光纤(暗光纤)的方式来检测在用光纤的状态,更有效的方式是直接监测正在通信的光纤。虽然ITU-T长时间收集和讨论了国际上的最新资料,于1996年了L.25光缆网络维护的建议书,对光缆的预防性维护和故障后维护规定了详细的维护范围和功能,但已经不能满足当前的需要,目前最新的建议是2001年12月IUT-TSG16会议通过的"光缆网络的维护监测系统"(L.40建议)。为了进一步缩短检测及修复时间,美国朗讯公司曾提出了新一代光纤测试及监控系统,能在1s内发出故障告警,3min内找到故障点,且工作人员可以遥控操作,据称该系统还将开发有故障预测及对断纤(缆)的快速反应能力。
三、光纤光缆技术与产业发展中几个值得思考的问题
3.1积极创新开发具有自主知识产权的新技术
虽然这几年来,我国光纤光缆技术有很大发展,有一些具有自主知识产权的技术已在发挥作用,但是应该看到这种比例仍是很小的,国内有近200家光纤光缆厂,但大多产品单一,没有自主的知识产权,技术含量较低,竞争力不强。实际上我国的光纤光缆技术应该说与国际水平己差距下大,因此我们作为世界第二的光缆大国,应该把开发具有自主知识产权的技术作为我们工作的重中之重,争取创造更多的光纤光缆专利。
3.2开发具有先进技术水平、与使用环境、施工技术相配套的新产品
电信网络在不断发展的同时也对光缆电缆产品不断提出新的要求。不难发现,光缆的结构越来越依赖于使用的环境条件及施工的具体要求,在海底光缆、浅水光缆、ADSS及OPGW光缆的开发中,会对这一点有深刻的体会。而今后光缆建设的重点将会随着接入网、用户驻地网的建设不断展开,新一代的光缆结构和施工技术也会基于如微型光缆、吹入或漂浮安装及迷你型微管或小管系统的全套技术而有一系列新的变化,以便有限的敷设空间得到充分、灵活的利用。这当中也包含了若干光缆设计、制造工艺、光纤光缆材料、施工安装方面的新的技术课题。一些国家或公司已取得了一些经验,正逐渐形成新的系统技术专利。我国的用户众多,接入网和用户驻地网具有很多的特色,对接入光缆也会有更多的要求,为我们研究和创新接入网和用户驻地网光缆结构提供了很好的机会。
关键词:光纤通信技术优势接入技术
引言
近年来随着传输技术和交换技术的不断进步,核心网已经基本实现了光纤化、数字化和宽带化。同时,随着业务的迅速增长和多媒体业务的日益丰富,使得用户住宅网的业务需求也不只局限于原来的语音业务,数据和多媒体业务的需求已经成为不可阻挡的趋势,现有的语音业务接入网越来越成为制约信息高速公路建设的瓶颈,成为发展宽带综合业务数字网的障碍。
一、光纤通信技术定义
光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信力式。在光纤通信系统中,作为载波的光波频率比电波的频率高得多,而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多,所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的,它是电气绝缘体,因而不需要担心接地回路,光纤之间的中绕非常小,光波在光纤中传输,不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听,光纤的芯很细,由多芯组成光缆的直径也很小,所以用光缆作为传输信道,使传输系统所占空间小,解决了地下管道拥挤的问题。
二、光纤通信技术优势
2.1频带极宽,通信容量大
光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽,光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。散波长窗口,单模光纤具有几十GHz·km的宽带。对于单波长光纤通信系统,由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量,特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。采用密集波分复术可以扩大光纤的传输容量至几倍到几十倍。目前,单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps,采用密集波分复术实现的多波长传输系统的传输速率已经达到单波长传输系统的数百倍。巨大的带宽潜力使单模光纤成为宽带综合业务网的首选介质。
2.2损耗低,中继距离长目前,实用的光纤通信系统使用的光纤多为石英光纤,此类光纤损耗可低于0.20dB/km,这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低,因此,由其组成的光纤通信系统的中继距离也较其他介质构成的系统长得多。
如果将来采用非石英系统极低损耗光纤,其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离;对于一个长途传输线路,由于中继站数目的减少,系统成本和复杂性可大大降低。目前,由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距离可达200多km,由非石英系极低损耗光纤组成的通信系至数公里,这对于降低通信系统的成本、提高可靠性和稳定性具有特别重要的意义。
2.3抗电磁干扰能力强我们知道光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料,不易被腐蚀,而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力,它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰,也不受人为释放的电磁干扰,还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。它是一种非导电的介质,交变电磁波在其中不会产生感生电动势,即不会产生与信号无关的噪声。这样,就是把它平行铺设到高压电线和电气铁路附近,也不会受到电磁干扰。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。
2.4光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设光纤的芯径很细,约为0.1mm,由多芯光纤组成光缆的直径也很小,8芯光缆的横截面直径约为10mm,而标准同轴电缆为47mm。这样采用光缆作为传输信道,使传输系统所占空间小,解决了地下管道拥挤的问题,节约了地下管道建设投资。此外,光纤的重量轻,柔韧性好,光缆的重量要比电缆轻得多,在飞机、宇宙飞船和人造卫星上使用光纤通信可以减轻飞机、轮船、飞船的重量,显得更有意义。还有,光纤柔软可绕,容易成束,能得到直径小的高密度光缆。
2.5保密性能好对通信系统的重要要求之一是保密性好。然而,随着科学技术的发展,电通信方式很容易被人窃听,只要在明线或电缆附近设置一个特别的接收装置,就可以获取明线或电缆中传送的信息,更不用去说无线通信方式。光纤通信与电通信不同,由于光纤的特殊设计,光纤中传送的光波被限制在光纤的纤芯和包层附近传送,很少会跑到光纤之外。即使在弯曲半径很小的位置,泄漏功率也是十分微弱的。并且成缆以后光纤在外面包有金属做的防潮层和橡胶材料的护套,这些均是不透光的,因此,泄漏到光缆外的光几乎没有。更何况长途光缆和中继光缆一般均埋于地下。所以光纤的保密性能好。此外,由于光纤中的光信号一般不会泄漏,因此电通信中常见的线路之间的串话现象也可忽略。
三、光纤接入技术
随着通信业务量的不断增加,业务种类也更加丰富,人们不仅需要语音业务,高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已经得到了更多用户的青睐。光纤接入网可分为有源光网络A(ON)和无源光网络((PON。)采用SDH技术、ATM技术、以太网技术在光接入网系统中称为有源光网络。若光配线网(ODN全)部由无源器件组成,不包括任何有源节点,则这种光接入网就是无源光网络。
现阶段,无源光网络P(ON)技术是实现FT-Tx的主流技术。典型的PON系统由局侧OLT光(线路终端)、用户侧ONUO/NT(光网络单元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配网络)组成。PON技术可节省主干光纤资源和网络层次,在长距离传输条件夏可提供双向高带宽能力,接入业务种类丰富,运维成本大幅降低,适合于用户区域较分散而每一区域内用户又相对集中的小面积密集用户地区。
为实现信息传输的高速化,满足大众的需求,不仅要有宽带的主干传输网络,用户接入部分更是关键,光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中,由于光纤到达置的不同,有FTB、FTTC,FTTCab和FTTH等不同的应用,统称FTTx。
FTTH(光纤到户)是光纤宽带接入的最终方式,它提供全光的接入,因此,可以充分利用光纤的宽带特性,为用户提供所需要的不受限制的带宽,充分满足宽带接入的需求。我国从2003年起,在“863”项目的推动下,开始了FTTH的应用和推广工作。迄今已经在30多个城市建立了试验网和试商用网,包括居民用户、企业用户、网吧等多种应用类型,也包括运营商主导、驻地网运营商主导、企业主导、房地产开发商主导和政府主导等多种模式,发展势头良好。不少城市制定了FTTH的技术标准和建设标准,有的城市还制门了相应的优惠政策,这此都为FTTH在我国的发展创造了良好的条件。
在FTTH应用中,主要采用两种技术,即点到点的P2P技术和点到多点的xPON技术,亦可称为光纤有源接入技术和光纤无源接入技术。P2P技术主要采用通常所说的MC(媒介转换器)实现用户和局端的自接连接,它可以为用户提供高带宽的接入。目前,国内的技术可以为用户提供FE或GE的带宽,对大中型企业用户来说,是比较理想的接入方式。
关键词:光纤通信技术优势接入技术
引言
近年来随着传输技术和交换技术的不断进步,核心网已经基本实现了光纤化、数字化和宽带化。同时,随着业务的迅速增长和多媒体业务的日益丰富,使得用户住宅网的业务需求也不只局限于原来的语音业务,数据和多媒体业务的需求已经成为不可阻挡的趋势,现有的语音业务接入网越来越成为制约信息高速公路建设的瓶颈,成为发展宽带综合业务数字网的障碍。
一、光纤通信技术定义
光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信力式。在光纤通信系统中,作为载波的光波频率比电波的频率高得多,而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多,所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的,它是电气绝缘体,因而不需要担心接地回路,光纤之间的中绕非常小,光波在光纤中传输,不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听,光纤的芯很细,由多芯组成光缆的直径也很小,所以用光缆作为传输信道,使传输系统所占空间小,解决了地下管道拥挤的问题。
二、光纤通信技术优势
2.1频带极宽,通信容量大
光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽,光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。散波长窗口,单模光纤具有几十GHz·km的宽带。对于单波长光纤通信系统,由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量,特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。采用密集波分复术可以扩大光纤的传输容量至几倍到几十倍。目前,单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps,采用密集波分复术实现的多波长传输系统的传输速率已经达到单波长传输系统的数百倍。巨大的带宽潜力使单模光纤成为宽带综合业务网的首选介质。
2.2损耗低,中继距离长目前,实用的光纤通信系统使用的光纤多为石英光纤,此类光纤损耗可低于0.20dB/km,这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低,因此,由其组成的光纤通信系统的中继距离也较其他介质构成的系统长得多。
如果将来采用非石英系统极低损耗光纤,其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离;对于一个长途传输线路,由于中继站数目的减少,系统成本和复杂性可大大降低。目前,由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距离可达200多km,由非石英系极低损耗光纤组成的通信系至数公里,这对于降低通信系统的成本、提高可靠性和稳定性具有特别重要的意义。
2.3抗电磁干扰能力强我们知道光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料,不易被腐蚀,而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力,它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰,也不受人为释放的电磁干扰,还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。它是一种非导电的介质,交变电磁波在其中不会产生感生电动势,即不会产生与信号无关的噪声。这样,就是把它平行铺设到高压电线和电气铁路附近,也不会受到电磁干扰。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。
2.4光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设光纤的芯径很细,约为0.1mm,由多芯光纤组成光缆的直径也很小,8芯光缆的横截面直径约为10mm,而标准同轴电缆为47mm。这样采用光缆作为传输信道,使传输系统所占空间小,解决了地下管道拥挤的问题,节约了地下管道建设投资。此外,光纤的重量轻,柔韧性好,光缆的重量要比电缆轻得多,在飞机、宇宙飞船和人造卫星上使用光纤通信可以减轻飞机、轮船、飞船的重量,显得更有意义。还有,光纤柔软可绕,容易成束,能得到直径小的高密度光缆。
2.5保密性能好对通信系统的重要要求之一是保密性好。然而,随着科学技术的发展,电通信方式很容易被人窃听,只要在明线或电缆附近设置一个特别的接收装置,就可以获取明线或电缆中传送的信息,更不用去说无线通信方式。光纤通信与电通信不同,由于光纤的特殊设计,光纤中传送的光波被限制在光纤的纤芯和包层附近传送,很少会跑到光纤之外。即使在弯曲半径很小的位置,泄漏功率也是十分微弱的。并且成缆以后光纤在外面包有金属做的防潮层和橡胶材料的护套,这些均是不透光的,因此,泄漏到光缆外的光几乎没有。更何况长途光缆和中继光缆一般均埋于地下。所以光纤的保密性能好。此外,由于光纤中的光信号一般不会泄漏,因此电通信中常见的线路之间的串话现象也可忽略。
三、光纤接入技术
随着通信业务量的不断增加,业务种类也更加丰富,人们不仅需要语音业务,高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已经得到了更多用户的青睐。光纤接入网可分为有源光网络A(ON)和无源光网络((PON。)采用SDH技术、ATM技术、以太网技术在光接入网系统中称为有源光网络。若光配线网(ODN全)部由无源器件组成,不包括任何有源节点,则这种光接入网就是无源光网络。
现阶段,无源光网络P(ON)技术是实现FT-Tx的主流技术。典型的PON系统由局侧OLT光(线路终端)、用户侧ONUO/NT(光网络单元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配网络)组成。PON技术可节省主干光纤资源和网络层次,在长距离传输条件夏可提供双向高带宽能力,接入业务种类丰富,运维成本大幅降低,适合于用户区域较分散而每一区域内用户又相对集中的小面积密集用户地区。
为实现信息传输的高速化,满足大众的需求,不仅要有宽带的主干传输网络,用户接入部分更是关键,光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中,由于光纤到达置的不同,有FTB、FTTC,FTTCab和FTTH等不同的应用,统称FTTx。
FTTH(光纤到户)是光纤宽带接入的最终方式,它提供全光的接入,因此,可以充分利用光纤的宽带特性,为用户提供所需要的不受限制的带宽,充分满足宽带接入的需求。我国从2003年起,在“863”项目的推动下,开始了FTTH的应用和推广工作。迄今已经在30多个城市建立了试验网和试商用网,包括居民用户、企业用户、网吧等多种应用类型,也包括运营商主导、驻地网运营商主导、企业主导、房地产开发商主导和政府主导等多种模式,发展势头良好。不少城市制定了FTTH的技术标准和建设标准,有的城市还制门了相应的优惠政策,这此都为FTTH在我国的发展创造了良好的条件。
在FTTH应用中,主要采用两种技术,即点到点的P2P技术和点到多点的xPON技术,亦可称为光纤有源接入技术和光纤无源接入技术。P2P技术主要采用通常所说的MC(媒介转换器)实现用户和局端的自接连接,它可以为用户提供高带宽的接入。目前,国内的技术可以为用户提供FE或GE的带宽,对大中型企业用户来说,是比较理想的接入方式。
关键词:光纤通信技术特点发展趋势光纤链路现场测试
一、光纤通信技术
光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。可以把光纤通信看成是以光导纤维为传输媒介的“有线”光通信。光纤由内芯和包层组成,内芯一般为几十微米或几微米,比一根头发丝还细;外面层称为包层,包层的作用就是保护光纤。实际上光纤通信系统使用的不是单根的光纤,而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆。由于玻璃材料是制作光纤的主要材料,它是电气绝缘体,因而不需要担心接地回路;光波在光纤中传输,不会发生信息传播中的信息泄露现象;光纤很细,占用的体积小,这就解决了实施的空间问题。
二、光纤通信技术的特点
2.1频带极宽,通信容量大。光纤的传输带宽比铜线或电缆大得多。对于单波长光纤通信系统,由于终端设备的限制往往发挥不出带宽大的优势。因此需要技术来增加传输的容量,密集波分复用技术就能解决这个问题。
2.2损耗低,中继距离长。目前,商品石英光纤和其它传输介质相比的损耗是最低的;如果将来使用非石英极低损耗传输介质,理论上传输的损耗还可以降到更低的水平。这就表明通过光纤通信系统可以减少系统的施工成本,带来更好的经济效益。
2.3抗电磁干扰能力强。石英有很强的抗腐蚀性,而且绝缘性好。而且它还有一个重要的特性就是抗电磁干扰的能力很强,它不受外部环境的影响,也不受人为架设的电缆等干扰。这一点对于在强电领域的通讯应用特别有用,而且在军事上也大有用处。
2.4无串音干扰,保密性好。在电波传输的过程中,电磁波的传播容易泄露,保密性差。而光波在光纤中传播,不会发生串扰的现象,保密性强。除以上特点之外,还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设;光纤的原材料资源丰富,成本低;温度稳定性好、寿命长。正是因为光纤的这些优点,光纤的应用范围越来越广。
三、不断发展的光纤通信技术
3.1SDH系统光通信从一开始就是为传送基于电路交换的信息的,所以客户信号一般是TDM的连续码流,如PDH、SDH等。伴随着科技的进步,特别是计算机网络技术的发展,传输数据也越来越大。分组信号与连续码流的特点完全不同,它具有不确定性,因此传送这种信号,是光通信技术需要解决的难题。而且两种传送设备也是有很大区别的。
3.2不断增加的信道容量光通信系统能从PDH发展到SDH,从155Mb/s发展到lOGb/s,近来,4OGB/s已实现商品化。专家们在研究更大容量的,如160Gb/s(单波道)系统已经试验成功,目前还在为其制定相应的标准。此外,科学家还在研究系统容量更大的通讯技术。
3.3光纤传输距离从宏观上说,光纤的传输距离是越远越好,因此研究光纤的研究人员们,一直在这方面努力。在光纤放大器投入使用后,不断有对光纤传输距离的突破,为增大无再生中继距离创造了条件。
3.4向城域网发展光传输目前正从骨干网向城域网发展,光传输逐渐靠近业务节点。而人们通常认为光传输作为一种传输信息的手段还不适应城域网。作为业务节点,既接近用户,又能保证信息的安全传输,而用户还希望光传输能带来更多的便利服务。
3.5互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势近年来,互联网业发展迅速,IP业务也随之火爆。研究表明,随着IP业的迅速发展,通信业将面临“洗牌”,并孕育着新技术的出现。随着软件控制的进一步开发和发展,现代的光通信正逐步向智能化发展,它能灵活的让营运者自由的管理光传输。而且还会有更多的相关应用应运而生,为人们的使用带来更多的方便。
综上所述,以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心,并面向IP互联网应用的光波技术是目前光纤传输的研究热点,而在以后,科学家还会继续对这一领域的研究和开发。从未来的应用来看,光网络将向着服务多元化和资源配置的方向发展,为了满足客户的需求,光纤通信的发展不仅要突破距离的限制,更要向智能化迈进。
四、光纤链路的现场测试
4.1现场测试的目的对光纤安装现场测试是光纤链路安装的必须措施,是保证电缆支持网络协议的重要方式。它的目的在于检测光纤连接的质量是否符合标准,并且减少故障因素。
4.2现场测试标准目前光纤链路现场测试标准分为两大类:光纤系统标准和应用系统标准。①光纤系统标准:光纤系统标准是独立于应用的光纤链路现场测试标准。对于不同的光纤系统,它的标准也不同。目前大多数的光纤链路现场检测应用的就是这个标准。②光纤应用系统标准:光纤应用系统标准是基于安装光纤的特定应用的光纤链路现场测试标准。这种测试的标准是固定的,不会因为光纤系统的不同而改变。
4.3光纤链路现场测试光纤通信应用的是光传输,它不会受到磁场等外界因素的干扰,所以对它的测试不同于对普通的铜线电缆的测试。在光纤的测试中,虽然光纤的种类很多,但它们的测试参数都是基本一致的。在光纤链路现场测试中,主要是对光纤的光学特性和传输特性进行测试。光纤的光学特性和传输特性对光纤通信系统对光纤的传输质量有重大的影响。但由于光纤的特性不受安装的影响,因此在安装时不需测试,而是由生产商在生产时进行测试。
4.4现场测试工具①光源:目前的光源主要有LED(发光二极管)光源和激光光源两种。②光功率计:光功率计是测量光纤上传送的信号强度的设备,用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗。在光纤系统中,测量光功率是最基本的。光功率计的原理非常像电子学中的万用表,只不过万用表测量的是电子,而光功率计测量的是光。通过测量发射端机或光网络的绝对功率,一台光功率计就能够评价光端设备的性能。用光功率计与稳定光源组合使用,组成光损失测试器,则能够测量连接损耗、检验连续性,并帮助评估光纤链路传输质量。③光时域反射计:OTDR根据光的后向散射原理制作,利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息,可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等。从某种意义上来说,光时域反射计(OTDR)的作用类似于在电缆测试中使用的时域反射计(TDR),只不过TDR测量的是由阻抗引起的信号反射,而OTDR测量的则是由光子的反向散射引起的信号反射。反向散射是对所有光纤都有影响的一种现象,是由于光子在光纤中发生反射所引起的。
虽然目前光通信的容量已经非常大,但仍有大量应用能力闲置,伴随着社会经济和科学技术的进一步发展,对信息的需求也会随之增加,并会超过现在的网络承载能力,因此我们必须进一步努力研究更加先进的光传输手段。因此,在经济社会发展的推动下,光通信一定会有更加长久的发展。
参考文献:
[1]王磊,裴丽.光纤通信的发展现状和未来[J].中国科技信息.2006.(4).
[2]何淑贞,王晓梅.光通信技术的新飞跃[J].网络电信.2004.(2).
1.1东丰县基层推广人员综合素质不高,影响农业新技术推广转化质量
从吉林省东丰县农机推广队伍的现状看,全县各级农技推广人员1358人,其中拥有高级职称的60人,占3.9%,中级职称的198人占12.5%,初级职称的1202人,占76%,其余人员占7.6%。农机推广的队伍总体素质偏低直接影响着科技成果转化质量。推广主体问题是缺乏有效的协调和沟通,弱化了农户应用科技的积极性及主动性由于科技供给系统与应用之间缺乏足够的信息交流,农业科研成果与农业生产者实际经济利益脱节问题突出,使农业科技研究推广和应用主体都缺乏积极性。我国是农业大国,以世界7%的土地养活着世界21%的人口,可见农业技术推广在农业生产中占有举足轻重的作用。由干存在思想认识、工作方法、资金保障等方面的差异,农技推广工作喜忧参半,有的早已被事实证明成效显著的新技术,如旱育秧及机械化插秧等,但推广多年覆盖面仍然不够理想。可以说,普遍存在农技推广难的现象。
1.2.资金短缺,工作手段不适应新形势的要求
《农业技术推广法》明确规定:“各级人民政府在财政预算内应当保障用于农技推广的资金,并应当使该资金逐年增长。但实际上,农技推广经费问题长期得不到妥善解决,经费严重短缺,乡镇农技推广机构无站无址,更谈不上技术设备。这些都严重制约了农技推广工作的开展,也使一些新的综合配套技术无法引进.试验、示范和推广。大量的试验、示范不能正常开展,整体工作长期置于弱势的低谷中,使农技推广人员有心无力,有能无力,严重制约了科技的推广和应用。
1.3.农技人员及农民的素质亟待提高
首先是农技推广人员素质亟待提高,由于农技推广工作待遇低,工作条件差,生活清贫,过去多年培养起来的农业技术人员有些离开了工作岗位,使从事农技推广的专业人员逐年减少,高学历、高职称的人员不愿从事农技推广工作,使农技推广人员队伍整体素质有所下降。其次是农民群众的素质亟待提高,农民群众是农业推广的受体和基础,农民素质高低在很大程度上决定了农民学习和应用科技的能力。近几年,由于大批农村青壮年劳力外出务工,从事农业生产的大多是老弱妇幼,文化素质不高,接受新技术能力差,农技人员下乡组织培训班都存在一定难度,农技推广处于尴尬的境地。
2.加快农业科技推广的解决对策
近年来,随着农业结构的战略性调整,原有的农技推广体系在机构设置,服务机制/服务功能和人员素质等越来越难以适应必须进行改革,大胆创新,逐步建立起公益性的综合服务组织与市场化的专业服务组织相结合的,多种所有制服务主体并存的/多元化的新型农业科技推广服务体系。
2.1深化农业科技推广体制改革
建立与农业市场化,专业化,区域化相适应的农业科技推广服务体系适应区域特色农业发展的要求,改革农技推广服务体系机构设置。在市场经济条件,农业科技服务也应作为一门产业来办,凡是能够面向市场的农技推广服务项目,都要按照“市场化运作,产业化经营”的原则,实行有偿服务,并主要由市场化运作的农技推广服务实体来承担;对于那些社会效益显著的公益性/共性关键技术的推广服务项目,政府要继续给予支持,可以有政府主办主办的农技推广服务组织来承担,并加大支持力度,重视农业科研与推广的有机结合。有条件的地方可以委托相应的科研单位/农业龙头企业和民营农机推广服务实体来承担。积极鼓励社会力量兴办多元化的农业科技服务实体。
2.2加强农业科技教育培训体系建设
加快造就一批新型的农业科技推广人员和农业科技示范户大力发展农业科技文化教育么,建立与健全形式的农业科技继续教育体系,以适应效益农业发展的需要,利用各种方式,在农村广泛的进行各种形式的农业科技文化教育和技术培训以提高农民朋友的科技素质。要加速培养现有的农业科技推广人员,改善他们的知识结构。造就一批既有理论水平,又有实践经验的高级农业推广专家。在大中专业院校/科研院所/农业科技企业要建立健全多渠道的农业职业技术教育和培训,加速培训一批农业科技示范户。进一步加强农业科技教学的培训基地的建设,健全农业职业培训体系,充分发挥职业培训体系的作用,大力实施“农民培训工程”,以职业教育,专业培训,技术讲座等多种形式,对广大农民特别是专业大户开展技术培训,尽快提高农民的科技素质。我们要利用各种渠道,加大对农业科技宣传力度,充分发挥农业广播学校的作用,伸入农村对农民进行科普宣传,组织技术推广示范基地之间的相互观摩,交流,增强农民的科技意识,提高农民科技水平,促进农民发展效益农业/生态农业/与绿色农业。
2.3加强农业技术市场体系建设
关键词: 番茄;日光温室;栽培技术;青海互助
近年来,互助县日光温室建造每年以千栋递增,农业产业化正在健康稳步向前推进,呈现出了较快的发展势头,有力推动了全县经济的发展。现将互助县日光温室番茄栽培技术总结如下,以期能指导生产。
1品种选择
冬春早熟栽培的品种可选择分枝性弱、节间短、叶片少、植株中等大小、抗寒性强、早熟丰产、耐弱光、适宜密植的矮生种,如合作903、美国大红、百利、早丰、兰优早红等。从春到秋一作栽培和秋延后栽培的品种,则可选择中熟或中晚熟的高秧无限生长型、抗病丰产的品种,且要求果枝多,果实整齐、果型大、品质佳等,如青海大红、中杂12号、加西亚、L402、美味樱桃番茄、台湾圣女、串珠红、矮生红铃等。
2育苗
冬春早熟栽培的11月中旬播种;春到秋季栽培的1月下旬至2月上旬播种;秋季延后栽培的5月下旬至6月上旬播种。番茄苗龄一般为50~60d。将种子放在30℃清水中浸泡15~30min,然后放到55~60℃热水中不停地搅拌15min;或将清水浸泡的种子放在10%磷酸三钠液中浸泡10min,取出种子,用清水掏洗干净,用湿布包好,放在25~30℃的恒温处催芽,种子露白时播种。播前5~7d翻地,苗床施优质腐熟农家肥15kg/m2,磷酸二铵25g/m2,并用70%多菌灵粉剂5 g/m2或70%甲基托布津粉剂5g/m2,加入1kg细干土拌均匀制成药土。播前3~5d浇透10cm厚的床土,待床土稳定在15℃以上时进行播种,一般播种量为600~750g/hm2。播种时,先撒2/3药土,然后按株行距1cm×1cm左右进行播种。播种后再撒1/3的药土覆盖,随即可盖膜保温保湿。在保持床土温度15~20℃的条件下,一般2~3d即可出苗。出苗后,揭去塑料膜,白天保持气温在25℃左右,夜间控温在15℃左右,床土温度要为15~20℃。
3定植
冬春早熟栽培的2月中下旬定植,春到秋季栽培的4月中下旬定植,秋延后栽培的7月上中旬定植。定植前,结合翻地,施优质腐熟农家肥75~150t/hm2,麻渣1 500kg/hm2,并用甲基托布津30kg/hm2进行土壤消毒,平整起垄。按大垄、双行、内紧外松的方法定植,宽窄行栽植,早熟品种行株距为(40~60)cm×25cm,保苗6.75万株/hm2左右;中晚熟品种行株距(40~70)cm×30cm,保苗5.40~5.55万株/hm2。定点打孔,定植带有壮秧的土坨,然后浇水,以浸透土坨为宜,最后用土封埯。
4定植后管理
最高温度不宜超过30℃,最低在15℃以上。上午室内温度达到25℃时,打开通风孔通风,下午室内温度降到15℃时关闭通风孔保温。定植5~7d缓苗后浇1次满畦水,此后及时中耕松土,控水、降温、降湿,进行蹲苗;中晚熟品种保持土壤湿润。在蹲苗后第1穗果直径3cm左右时,结合中耕培土,沟施腐熟农家肥30~45t/hm2;浇第1、2次催果水时,施磷酸二铵225kg/hm2,在结果前和结果后期结合喷药防病,叶面喷施0.2%尿素和0.3%磷酸二氢钾混合液肥。在封垄前用竹竿插“人”字架或立架。架材插好后立即绑蔓,每个花序绑1道,绑蔓时注意把花序移到架竿外侧,捆扎松紧适度;也可用吊秧的方式。结合绑蔓进行整枝,即中晚熟品种采用单干整枝,每株留5个左右果穗摘心打顶;早熟品种采用双干整枝,即除主干外,在第1穗花下留1侧枝,其余侧枝一律摘除,每株留2~3个果穗。第1穗果基本采收完后,逐渐打掉植株基部老叶、病叶。为达到保花保果的目的,在每个花序上有2~3朵花即将开花时(呈喇叭状),用2,4-D溶液15~20mg/kg沾花,或用番茄灵30~40mg/kg溶液喷花保果。
5病虫害防治
番茄主要病虫害有叶霉病、早疫病、灰霉病和蚜虫、潜叶蝇。在防治上,一是农业防治。针对主要病虫控制对象,选用高抗多抗的品种。创造适宜的生长环境,控制好温湿度,合理的肥水,保证充足的光照和二氧化碳,通过防风和辅助加温,调节不同生育时期适宜温度,避免低温和高温障害;深沟高畦,严防积水,清洁田园,避免侵染性病害发生。合理轮作,与非茄科作物轮作2~3年。科学施肥,测土配方施肥,增施充分腐热的有机肥,合理使用化肥,控制氮肥。二是物理防治。田间运用黄板诱杀蚜虫、潜叶蝇,悬挂黄色粘虫板(25cm×40cm)450~600块/hm2。覆盖银灰色地膜驱避蚜虫、蝇。温室的防风口用防虫网封闭,进行防虫栽培,减轻病虫害的发生。三是生物防治。采用农用链霉素、多抗霉索、新植霉素等生物农药防治病虫害。四是化学防治。灰霉病、早疫病用75%百菌清可湿性粉剂500倍液喷雾,叶霉病用80%代森锰锌可湿性粉剂600倍液喷雾防治,晚疫病用64%杀毒矾可湿性粉剂400~500倍液喷雾防治。
6采收
关键词:光纤接续损耗,熔接
光纤接续是光缆施工中工程量大和技术要求高且复杂的一道工序,其质量好坏直接影响线路的传输质量和使用寿命。努力降低光纤接头处的熔接损耗,就可增加光的传输距离、提高传输质量和降低光纤接头故障。
1.影响光纤损耗的主要因素:
影响光纤熔接损耗的因素很多,大体可分为光纤本征因素和非本征因素两类;
1.1光纤本征因素:
光纤本征因素是指光纤自身因素。本征因素对多模光纤主要包括芯直径失配、光纤相对折射率偏差、纤芯不圆度、芯包同心度偏差等。对单模光纤主要是模场直径不一致、模场同心度误差、纤芯截面不圆等。其中光纤模场直径偏差影响最大,ITU—T在G.652单模光纤和纤维特性中指出:“单模光纤在1310nm波长模场直径的标称值应落在9~10um的范围内。模场直径的偏差不应超过±10%的限度。”也就是说模场直径的误差范围为±1um.如果单模光纤模场直径偏差的离散性大,就会使光纤接头的连接损耗增大。论文参考网。论文参考网。如果两根光纤的模场直径相对失配0.2,就会产生0.2db的连接损耗。因此,要减少连接损耗,首先要保证光纤尺寸参数有良好的一致性。目前,国产单模光纤的模场直径偏差均在1um以内。
1.2 非本征因素,即接续技术;
接续技术引起的非本征因素主要有:
(1)轴心错位:单模光纤纤芯很细,2根对接光纤轴心错位会会影响接续损耗。当错位1.2um时,接续损耗会达到0.5db.如果熔接机调整不当也可以引起轴心错位。
(2)轴心倾斜:当光纤断面倾斜达到1度时,约产生0.6db的接续损耗,如果要求接续损耗≤0.1db,则单模光纤倾斜角应≤0.3度。
(3)端面分离:活动连接器的连接不好,很容易产生端面分离,连接损耗较大。当熔接机放电电压较低时也容易产生端面分离,这种情况一般在有拉力测试功能的熔接机中可以发现。
(4)端面质量:光纤端面的平整度也会产生损耗,甚至出现气泡。
(5)接续点附件光纤物理变形:光缆在架设过程中的拉伸变形,接续盒中夹固光缆压力太大等,都会对接续损耗有影响,甚至接几次都没变化。
1.3其它因素;
接续人员的操作水平、操作步骤、盘纤工艺水平,熔接机中电极清洁度;熔接参数设置;工作环境清洁程度等也会影响熔接损耗。
2.降低光纤熔接损耗的措施;
影响光纤熔接损耗的因素是多方面的,只有消除这些不良因素的影响,才能从根本上降低光纤的熔接损耗提高熔接质量。一般采取的措施如下:
(1)一条线路应该采取同一厂家同一批次优质名牌裸纤和调整好熔接机设定值。
首先同一批次的光纤模场直径基本相同,光纤在某点为断开后,两端面的模场直径基本一致,因而在此点断开点熔接,可使模场直径对光纤熔接损耗的影响降到最低程度。在敷设光缆时候要按照厂家生产光纤顺序依次铺设。其次熔接机参数设定也很关键,熔接机有衰减熔接如调整不当也可以引起轴心错位。
(2)光缆敷设按要求进行
在光缆敷设过程中,严禁光缆打小圈或弯折、扭曲。在适当位置钢绞线上挂好定滑轮,并配备多部对讲机;按“前走后跟,光缆上肩”的放缆方法能够有效的防止打背扣的发生;牵引力不能超过光缆允许的80%,牵引力应该加在光缆的加强件上;严格按光缆施工要求敷设,防止光纤受损伤。
(3)挑选精干的光纤接续人员施工
现在的光纤大多采用熔接机自动熔接,接续人员的水平直接影响到接续损耗。接续人员应该严格按照光纤熔接工艺流程图(如图1)进行接续,根据熔接机评估的损耗,来判断接续是否符合要求。有时也得通过眼睛观察接续情况,有的候熔接机推定损耗为0db但是实际却没有接好。对不符合要求的应重新熔接,直到达到规定要求为止。
论文摘要:介绍了一种在玻璃基板上切割V型槽并对V型槽纤芯距进行高精度测量的光纤偏振光干涉仪,该系统包括光源、偏振器、偏振控制器、波片、自聚焦透镜和探测器组成,并对这种光纤传感器原理进行分析。其理论上其测量精度可达到0.01nm,很好地解决了实际生产中高精度的非接触在线检测,并满足了光通信行业对V型槽纤芯距的实际要求。
引言
在光通信纤维阵列用玻璃基板上刻高精度V型槽(通用型槽间距即纤芯距为127±0.5um和250±0.5um)的关键技术被日韩等少数国家垄断,国内使用的光纤阵列用V型槽基板均需要依靠进口,价格昂贵,严重制约了我国光纤到户(FTTH)工程的进程。而光通信纤维阵列用V型槽基板是光纤到户工程中必不可少的光器件,主要用于对光纤精确定位生产各种衔接光纤干线与家用光纤之间的信号传输的光器件。
日本在光通信纤维阵列用V型槽基板的加工设备开发上起步较早,也具有较为成熟的技术方案。目前,日本等国家生产光通信纤维阵列用V型基板全部采用高精度的专用切割机,而此类设备日本等发达国家对我国实施禁运,国内部分企业与机构也曾尝试对此方面进行研究,皆因为技术难度较高,而最终以失败告终,因此在国内尚属于空白。
在先进的生产制造过程中,非接触的在线检测发挥着越来越重要的作用。在线检测的对象在被测过程中是不断变化着的,因此对检测传感器不仅要求其精度高、稳定可靠、有良好的动态性能、能对快速信号实时响应监控,而且一般要非接触式测量,并便于安装。
本文提出一种新型的光纤偏振光干涉仪,它将偏振光干涉技术和光纤传感技术相结合,能对玻璃基板V型槽的纤芯距进行高精度的在线检测的非接触测量。
1、实验原理设计
即
该线偏振光 的偏振方向与x轴夹角为 。
(1)
被测物位移变化一个波长则合成光的偏振方向转动了角。因此,通过检测出偏振方向角,即可得到位移。所以,可将干涉仪的位移测量精度,由一般检测干涉条纹的位相细分转变为检测偏振光的偏振方向角的角度细分;而检测角度细分要比检测位相细分精度高,从而可得到较高的测量精度。
由式(1) 可得位移的变化量。如,当角度检测精度时,则可测得位移精度;而当 时,则 ,因此光纤偏振光干涉仪可以具有很高的灵敏度和精度。
2、 测量实例及结果
转贴于
本项目结合光学精密测量技术实现通用切割机主轴的精确定位,通过设计稳定的工作平台,选用硬度合适的刀具,选择最佳的切削参数,完成V形槽的亚微米超精密机械加工,尽可能减少由于机械方面引起的切割误差。
实际切割原理如图2所示,在实际中,算机通过控制偏振角度 的值来控制刀移动的位置来实行对玻璃基板上对V槽纤芯距的切割。实际切割的产品如图3所示。该图是8通道纤芯距为250um的V型槽的放大图。
如图4是计算机显示屏显示的控制情况。从图可以看出,该系统可以很好地监控实际加工情况。
3、 结论
本项目开发出具有独立知识产权的基于迈克尔逊干涉仪实时测量监控系统。该系统已经用于玻璃基板V型槽加工的实时检测中,有效地保证的光通信用玻璃基板V型槽的精度要求,并在国内率先批量生产出高良率的光纤通信用玻璃基板V型槽,有利于推动我国光纤到户工程。
参考文献
[1]胡永明. 全保偏光纤迈克尔逊干涉仪[J]。中国激光,1997 ,24 (10) :892 - 894