المعرفه

منذ تسويق الألياف البصرية ، مع التقدم المستمر للتكنولوجيا ، مرت أنواع الألياف البصرية بعدة مراحل تنموية مهمة.

اليوم ، دعونا نلقي نظرة موجزة على هذه الرحلة:

#### المرحلة الأولى: الألياف المتعددة (النافذة الأولى)

في يوليو 1966 ، نشر العالم الصيني الأمريكي تشارلز كاو ورقة مهمة تاريخيا حول احتمالات انتقال الألياف البصرية. حللت الورقة الأسباب الرئيسية لفقدان انتقال الألياف البصرية وأظهرت نظريًا إمكانية تقليل الخسارة إلى 20 ديسيبل\/كم. اقترح أيضًا أن يتم استخدام مثل هذه الألياف للتواصل.

في عام 2009 ، حصل KAO على جائزة نوبل في الفيزياء لمساهماته البارزة في صناعة الألياف البصرية.

تسترشد هذه النظرية ، بعد أربع سنوات ، في عام 1970 ، نجحت شركة Corning Inc. في الولايات المتحدة في رسم ألياف ضوئية بفقدان 20 ديسيبل\/كم ، مما يثبت جدوى استخدام الألياف البصرية كوسيلة اتصال.

في الوقت نفسه ، ابتكرت Bell Labs في الولايات المتحدة ليزر أشباه الموصلات باستخدام أرسينيد غاليوم (GAAs) كمادة. بفضل حجمها الصغير ، تم استخدامه على نطاق واسع في أنظمة الاتصالات البصرية الألياف.

في عام 1972 ، تم تخفيض فقدان انتقال الألياف البصرية إلى 4 ديسيبل\/كم.

من هذه النقطة فصاعدًا ، بدأ عصر التواصل البصري الألياف رسميًا.

من عام 1972 إلى عام 1981 ، كانت فترة البحث والتطبيق للألياف متعددة الأدوار.

كان الطول الموجي الأول المستخدم في التواصل البصري للألياف 850 نانومتر ، والمعروف باسم النافذة الأولى.

وكانت الألياف متعددة الأدوار المبكرة التي تم تطويرها هي ألياف متعددة الأدوار ذات المؤشر. في وقت لاحق ، تم تطوير ألياف متعددة الأدوار المؤثرة من فئة A1A (5 0\/125). كان لهذه الألياف توهين 3. 0-3.

في وقت لاحق ، تم تطوير واستخدام الألياف متعددة الأدوار ذات المؤشر المتدرج من فئة A1B (62.5\/125). كان لهذه الألياف توهين 3. 0-3.

شكل هذان النوعان من الألياف ، جنبا إلى جنب مع الثنائيات الباعثة للضوء (LEDs) التي تعمل بالقرب من الطول الموجي 850 نانومتر ، أنظمة الاتصال البصرية المبكرة.

في ذلك الوقت ، كان العرض الطيفي لـ LED 40 نانومتر ، وكانت الطاقة البصرية المحقونة 5 أو 20 μW ، وكان الحد الأقصى لمعدل البيانات 5 أو 60 ميجابايت\/ثانية.

#### المرحلة الثانية: الألياف المتعددة (النافذة الثانية)

في نهاية السبعينيات وبداية الثمانينات ، طور مصنعو الألياف النافذة الثانية (1300 نانومتر).

كان لألياف فئة A1A توهين 0. 8-1. كان لألياف فئة A1B توهين 0. 8-1.

تم استخدام هذه الألياف بالاقتران مع LED عالي الإدمان ، والتي كان عرض طيفي قدرها 120 نانومتر ، وقوة بصرية محقونة 20 μW ، ومعدل بيانات الحد الأقصى 100 ميجابايت\/ثانية.

#### المرحلة الثالثة: G.652 و G.653 و G.654 أحادية الوضع (Windows الثانية والثالثة)

من عام 1982 إلى عام 1992 ، كانت فترة التطبيق واسعة النطاق لـ G.652 و G.653 و G.654 من الوضع الواحد ، والتي فتحت النافذة الثانية (1310 نانومتر) والنافذة الثالثة (1550 نانومتر) للألياف البصرية.

بين عامي 1973 و 1977 ، طورت الشركات المصنعة الرئيسية للألياف في جميع أنحاء العالم عمليات تصنيع التشكيل المتقدمة المختلفة. طور كورنينج تقنية OVD (ترسيب البخار الخارجي) ؛ طورت NTT و Sumitomo و Furukawa و Fujikura في اليابان بشكل مشترك تقنية VAD (الترسب المحوري للبخار) ؛ قامت Lucent بتحسين تقنية MCVD (ترسيب البخار الكيميائي المعدل) ؛ وطورت Philips في هولندا تقنية PCVD (ترسيب البخار الكيميائي للبلازما).

في عام 1982 ، بدءًا من الولايات المتحدة ، تليها اليابان وألمانيا ، بدأ البناء العالمي لمشاريع المسافات الطويلة باستخدام ألياف الوضع الواحد G.652. حفز الطلب الكبير في السوق على الألياف الوضعية الإنتاج الضخم.

في هذا الوقت ، زاد كورنينج OVD من معدل الترسيب ، وأضاف VAD و MCVD و PCVD جميع السترات الخارجية لزيادة حجم التشكيلات.

بعد ذلك ، اتبعت جميع الشركات المصنعة العملية الهجينة المكونة من خطوتين لتكبير التشكيلات.

في التسعينيات ، طورت Alcatel في فرنسا عملية رش البلازما APVD (MCVD + Plasma).

تسبب التطورات المهمة في تكنولوجيا التصنيع من قبل الشركات المصنعة للألياف الكبرى إلى أنشأت ظروفًا أفضل للتطبيق الواسع للألياف التقليدية.

في عام 1984 ، تم استخدام النافذة الثالثة (1550 نانومتر).

في نفس العام ، أصدرت لجنة CCITT (اللجنة الاستشارية للتلغراف الدولية) معايير G.651 و G.652.

بحلول عام 1985 ، وصل توهين ألياف G.652 إلى 0.

في عام 1985 ، تم تسويق الألياف التي تم تشتتها (G.653) التي طورتها اليابان والولايات المتحدة. كانت خاصتها هي تحويل نقطة التشتت الصفري من النافذة الثانية إلى النافذة الثالثة. عند طول الموجة 1550 نانومتر ، لم تكن الخسارة هي الأقل فحسب ، بل كان التشتت أيضًا الأصغر.

في عام 1988 ، أصدرت CCITT معيار G.653. تم استخدام هذه الألياف على نطاق واسع في خطوط الاتصالات في اليابان.

في أوائل التسعينيات ، بدأ تسويق مضخم الألياف المخبأ في Erbium (EDFA) ، مما يؤدي إلى النظر في تعدد الإرسال الكثيف للتقسيم الموجي (DWDM).

ومع ذلك ، فإن تشتت الصفر عند الطول الموجي 1550 نانومتر من ألياف G.653 تسبب في تدخل غير خطية شديدة بين القنوات في أنظمة DWDM ، لذلك لم يتم الترويج له على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم.

في عام 1995 ، قامت الصين ببناء مشروع الكابل البصري في بكين كوكولون ، باستخدام ستة ألياف G.653 من بين 24 نوى ، والتي لم يتم تنشيطها مطلقًا. منذ ذلك الحين ، لم تستخدم الصين ألياف G.653.

خلال هذه الفترة ، تم تطوير الألياف الموجة التي تم تحويلها من الطول الموجي. لم يكن لها خسارة منخفضة فقط عند 1550 نانومتر ولكن أيضًا فقدان الدقيقة المنخفضة ، مما يجعله مناسبًا للأنظمة الطويلة المدى باستخدام مكبرات الصوت البصرية وأنظمة كابل الغواصة.

في عام 1988 ، أصدرت CCITT معيار G.654.

#### المرحلة الرابعة: الافتتاح الكامل لنوافذ الألياف والتطوير الشامل للخصائص

من عام 1993 إلى عام 2006 ، توسعت نوافذ اتصالات الألياف إلى النوافذ الرابعة والخامسة ونطاق S ، مع الافتتاح الكامل لنوافذ الاتصالات الألياف. تم تطوير أربعة أنواع جديدة من الألياف ، وأصبحت خصائص الألياف أكثر شمولاً.

(1) تحول التشتت غير صفري الألياف الوضعية أحادية الوضع G.655 (النوافذ الثالثة والرابعة)

لقمع خلط الموجة الأربع (FWM) والتشكيل عبر الطور (XPM) في أنظمة تعدد الإرسال (DWDM) تقسيم الطول الكثيف (DWDM) وتقليل التداخل غير الخطية بين القنوات البصرية ، تم تقديم الألياف غير المتدفقة غير الصفرية (NZDSF) في عام 1993.

أولاً ، أطلقت Lucent ألياف Truewave ، تليها إدخال Corning لألياف أوراق المنطقة الكبيرة الفعالة.

تعمل هذه الألياف في البداية في النافذة الثالثة ، أي الفرقة C (1530-1565 nm). بعد عام 1995 ، تم تمديدهم إلى النافذة الرابعة ، أي الفرقة L (1565-1625 nm).

في عام 1996 ، أنشأت ITU-T معيار G.655. بعد عام 1998 ، كان يستخدم على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم.

(2) الألياف ذات الوضع الواحد المنخفضة للمياه G.652C (النافذة الخامسة)

في عام 1998 ، قدمت Lucent ألياف Truewave (أي ، ألياف الذروة المنخفضة) ، والتي قضت تقريبًا على ذروة الماء عند 1383 نانومتر (التوهين <0.

في عام 1999 ، بدأت الصين في استخدام ألياف الموجة بالكامل للكابلات في الاتصالات في جيوجيانغ.

في عام 2000 ، أنشأت ITU-T معيار G.652C.

في عام 2001 ، أنتجت كورنينج أليافًا منخفضة المياه.

في عام 2002 ، تمت ترقية الألياف G.652C في جميع أنحاء العالم.

منذ ذلك الحين ، أظهرت الألياف ذات الوضع الواحد أداء توهينًا ممتازًا عبر مدى الطول الموجي من 1260 نانومتر إلى 1625 نانومتر.

في مايو 2002 ، قسمت ITU-T نطاقات الطول الموجي البصري لأنظمة الاتصالات ذات الوضع الواحد إلى O و E و S و C و L و U.

يشار إلى الطول الموجي 850 نانومتر للألياف متعددة الأدوار باسم النافذة الأولى. بالنسبة للألياف الوضع الفردي ، فإن النطاق O هو النافذة الثانية ، والفرقة C هي النافذة الثالثة ، والانتقال L هو النافذة الرابعة ، والفرقة E هي النافذة الخامسة.