第一章光纤与光缆-光电科技工业协进会.PDFVIP

第 一 章 　 光 纖 與 光 纜 　 1- 1 第一章　光纖與光纜 　　光纖的發展自 1960 年代發展至今已逾 30 年 ，其理論與實際應 用也臻至成熟 。多芯光纖又可製作成光纜 。近年來由於對頻寬的極 度需求 ，光纜乃是唯一選擇地被應用在長距離傳輸 ，成為全球網路 基礎建設的骨幹 。未來技術與市場的發展乃著重在生產技術和降低 價格 ，以實現 「光纖到家」(Fiber To The Home, FTTH)之願景 。 　　光纖本身就具有直徑小 、重量輕 、材料來源豐富 、輕易彎曲 ， 以及強度可媲美銅線等優點 。光纖應用在傳輸更具有極優越的傳輸 特 性 ， 包 括(1) 極 大 的 頻 寬 、(2) 傳 輸 損 耗 低 、(3) 不 受 電 磁 干 擾 (Electromagnetic Interference, EMI) ，以及(4) 必威体育官网网址性高等優點 。以下 將就光纖 通訊之基本 原理 ，以及光纖光纜的製造加以介紹 ： 1 - 1 　 光 纖 之 分 類 　　光纖的種類繁多 ，基本上可依材料組成 、折射率分佈及傳輸模 模態來分類 ，如下表 1-1-1 所示 。 表 1 - 1 -1 　 光 纖 的 分 類 石英玻璃纖維 多成份玻璃纖維 材料組成 高分子纖殼玻璃纖維 纖 光 塑膠光纖 多模態 (Singlemode)光纖 ，SMF 傳輸模態 單模態 (Multimode)光纖 ，MMF 階段型 ( Step Index ，SI)光纖 折射率分布 漸進型 (Graded Index ，GI)光纖 資料來源 ：PIDA 整理 　　若依材料分類 ，光纖的種類有石英玻璃 、多成份玻璃 、高分子 纖殼玻璃及塑膠光纖 。其中石英玻璃光纖的特性最適於用來作大容 Photonics Industry Technology PIDA Development Association 第 一 章 　 光 纖 與 光 纜 　 1- 2 量 、長距離的訊號傳輸 ，所 以 目前仍以傳輸損失最小的石英系光纖 為主 。至於其他材料的光纖則多使用於工業監控、短距傳輸 、雷射 醫療及燈飾照明等應用 。 1 - 1-1 　 單 模 與 多 模 光 纖 　 　 若 依 傳 輸 模 態 分 類 ， 最 常 將 光 纖 分 為 兩 大 類 ： 單 模 光 纖 (Singlemode Optical Fiber)和 多模光纖 (Multimode Optical Fiber) 。若 將纖核的直徑大小限制在 10nm 左 右 ，折射率分佈採階段式 ，便 只 有單一個傳輸模態能在光纖中傳輸 ，即為單模光纖。在單模光纖中 ， 若再搭配適當波長的 Laser Diode 為光源 ，色散的效應可以被減至 最低 ，因此單模光纖常被用在高容量的長途傳輸上。 　　若加大纖核直徑則光纖內允許多種路徑供光線傳播 ，這種光纖 即為 多模態光纖 。由於不同的路徑有著不同的傳播距離 ，將使得多 模光纖有嚴重的 （模間）色散問題，限制了多模光纖有效的傳輸頻 寬與傳輸距離 。但是若利用適當的波長 ，以及控制光纖徑向的折射 率為 漸進型 (Graded Index ，GI)分佈 ，使得路徑較長的模態有著較低 的折射率而獲得較快的速度補償 ，則所有模態的光線可以在接收端 同時到達 。 1 - 1-2 　 塑 膠 光 纖 　　塑膠光纖 (Plastic optical fiber, P O F) 的發展與石英光纖一樣已逾