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百折不撓的光纖
時間:2015-01-08 13:31:09 來源:
“對于電信應(yīng)用來說,這是一項左右大勢的技術(shù)。我們對光纖中光的傳播方式作出了一些重要調(diào)整,開發(fā)出來的光纖,其柔韌度不遜于銅纜,但又具備光纖在帶寬上的全部優(yōu)點?!笨祵幑究偛眉媸紫\營官Peter F. Volanakis在一份聲明中表示。
在開發(fā)nanoStructures的過程中,該公司與美國Verizon通信公司展開了合作,后者已確定將在其光纖到戶(FTTH)網(wǎng)絡(luò)中使用此項技術(shù)。由于安裝簡便,美國已有2500多萬戶家庭安裝了這種可彎曲的光纖,nanoStructures將成為主流家用光纖技術(shù)的有力競爭者。
光纖彎曲損耗
傳統(tǒng)光纖為何不能任意彎曲?這涉及一個光纖彎曲損耗的概念。光纖通信在傳輸過程中都會產(chǎn)生一定的損耗。而光纖在微小彎曲、擠壓、拉伸受力情況下,光纖纖芯中的傳輸模式更將發(fā)生變化、引起損耗。于是,如何解決光纖的損耗問題成為各大通信公司共同關(guān)心的問題。
所謂光纖損耗,是指光信號在傳輸過程中,在每單位距離的光纖上衰減的程度。光纖損耗的高低直接影響傳輸距離或中繼站間隔距離的遠(yuǎn)近。光纖的損耗主要可分為固有損耗和附加損耗。固有損耗主要包括散射損耗、吸收損耗和因光纖結(jié)構(gòu)不完善引起的損耗;而附加損耗則包括微彎損耗、彎曲損耗和接續(xù)損耗。
光纖具有一定的易彎曲性。盡管可以彎曲,但當(dāng)光纖彎曲到一定程度時,將引起光的傳播途徑的改變—一部分光能滲透到包層中或穿過包層成為輻射模向外泄漏損失掉,產(chǎn)生彎曲損耗。當(dāng)光在彎曲部分中傳輸時,越靠近光纖外側(cè),傳輸速度就越大。當(dāng)傳輸?shù)侥骋晃恢脮r,其速度就會超過光速,傳導(dǎo)模變成輻射模產(chǎn)生損耗。當(dāng)彎曲半徑大于5~10cm時,由彎曲造成的損耗可以忽略。ADSS光纜
Verizon曾經(jīng)的光纖噩夢
Verizon通信公司是美國電信運營商之一,主要業(yè)務(wù)是給用戶提供系列有線服務(wù)。和其他大型電信運營商一樣,Verizon對光纖情有獨鐘。
Verizon通信公司發(fā)現(xiàn)光纖不僅比普通的銅纜輕巧,而且結(jié)實耐用。光纖不需要大量裝置來保證信號就可以進(jìn)行長途通話,更重要的是光纖能夠達(dá)到每秒25萬億位數(shù)據(jù)的傳輸速度,相當(dāng)于4000萬部電話同時通話,或是高清電視的450個頻道同時運行。正是因為如此高的傳輸速度,Verizon才不惜花費230億美元配置了12.9萬公里長的光纖,直接連到180萬用戶家中,提供真正高速的因特網(wǎng)和電視服務(wù)。
后來Verizon在為客戶安裝光纖時,發(fā)現(xiàn)了光纖的一個重大弊端:光纖不能像銅纜那樣隨意彎曲。光纖中數(shù)據(jù)是沿直線傳播的,光纖保持不彎曲,數(shù)據(jù)就不會出現(xiàn)問題;如果彎一點,數(shù)據(jù)就開始溢出;如果把光纖緊緊纏繞成一個圈,就會徹底失去信號;如果沿著書架稍微彎曲一下,傳輸就失敗了。
不能彎曲的光纖使Verizon的光纖安裝成為一場噩夢。在管道、通風(fēng)道和轉(zhuǎn)角較多的公寓房里,問題尤其突出。為把光纖接入一戶地下室住宅,Verizon的安裝人員竟然遇到了12個直角轉(zhuǎn)彎。他們曾試想在墻上打洞,讓光纖從一間房通到另一間房,但這樣做既費時費力,又破壞了房子的外觀與結(jié)構(gòu),客戶們非常不滿意。于是Verizon與康寧公司進(jìn)行了密切的合作來解決在高層建筑和公寓大樓內(nèi)進(jìn)行光纖安裝的難題。
解決光纖到戶難題
當(dāng)?shù)弥猇erizon通信公司在光纖上遇到難題時,康寧公司的高管們迅速進(jìn)入了可彎曲光纖的研發(fā)狀態(tài)。像康寧公司的很多發(fā)明一樣,可彎曲光纖的發(fā)現(xiàn)是運氣和決心的結(jié)合,康寧的化學(xué)家Dana Bookbinder、化學(xué)工程師Pushkar Tandon和光學(xué)家Ming-Jun Li發(fā)現(xiàn)了讓光在轉(zhuǎn)彎時仍繼續(xù)前行的方法,將納米結(jié)構(gòu)的精微護(hù)欄注入圍繞光纖狹窄的核心的覆層,從而防止光信號的泄漏,就算把光纖繞在鉛筆上也不會出現(xiàn)問題(見圖2和圖3)。
康寧公司將早期的發(fā)現(xiàn)告知了Verizon通信公司,后者欣喜不已。Verizon負(fù)責(zé)光纖到戶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的擴(kuò)展高管Paul Lacouture表示,當(dāng)他得知光纖打了個結(jié)還能繼續(xù)傳輸信號時,覺得十分不可思議。目前Verizon正加緊與康寧公司的合作,準(zhǔn)備將新一代的納米結(jié)構(gòu)光纖產(chǎn)品應(yīng)用于他們的光纖服務(wù)中去,使用這一全新的光纖解決方案進(jìn)行多住戶單元安裝的問題以滿足客戶的要求。
2007年9月30日~10月3日,在美國佛羅里達(dá)州奧蘭多舉行的光纖大會上,康寧公司推出了ClearCurv光纖彎曲解決方案?;诳祵幐锩缘膎anoStructures光纖設(shè)計的ClearCurve解決方案,可彎曲光纖的強(qiáng)度不遜于銅纜,但又具備光纖在帶寬上的全部優(yōu)點。采用了康寧全新的nanoStructures設(shè)計后,光纖在被彎曲時能夠保持其信號強(qiáng)度,性能超過標(biāo)準(zhǔn)單模光纖百倍,同時解決了長期困擾著電信運營商在高層建筑和公寓大樓內(nèi)進(jìn)行光纖到戶(FTTH)網(wǎng)絡(luò)安裝的難題。
由于采用先進(jìn)的彎曲光纖技術(shù),這兩種光纜在彎曲半徑小到5mm時都不會出現(xiàn)太大損耗??祵幑驹诖髸贤ㄟ^對一幢兩層樓的公寓單元進(jìn)行模擬安裝來展示ClearCurve的卓越性能。電信運營商可以直觀地了解ClearCurve是如何輕而易舉地將光纖安裝到復(fù)雜環(huán)境中去,而且還能提供真正的FTTH近乎無限的帶寬性能。
光纖給你的印象是什么?筆直?纖細(xì)?脆弱?嬌嫩?一項可使光纖彎曲程度超過現(xiàn)有指標(biāo)百倍的突破性技術(shù)nanoStructures將打破你對光纖的傳統(tǒng)看法。
進(jìn)入光傳播時代以來,在盡享數(shù)字信號帶來高數(shù)據(jù)處理能力的同時,我們不得不忍受光纖這種嬌貴的傳輸介質(zhì)。因為施工人員必須將光纖鋪得平直舒坦,它才老老實實地為人們傳輸清晰的信號,所以造成了在建筑物里鋪光纖難度大、成本高的難題。而今年11月的《時代》周刊將“計算機(jī)類最佳發(fā)明”頭銜授予了康寧(Corning)公司,理由正是該公司研發(fā)了名為nanoStructures的技術(shù),并基于這個技術(shù)發(fā)明了一種能讓信號在角落處轉(zhuǎn)彎、百折不撓的“變形光纖”,為突破光傳播介質(zhì)的瓶頸做出了貢獻(xiàn)
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在開發(fā)nanoStructures的過程中,該公司與美國Verizon通信公司展開了合作,后者已確定將在其光纖到戶(FTTH)網(wǎng)絡(luò)中使用此項技術(shù)。由于安裝簡便,美國已有2500多萬戶家庭安裝了這種可彎曲的光纖,nanoStructures將成為主流家用光纖技術(shù)的有力競爭者。
光纖彎曲損耗
傳統(tǒng)光纖為何不能任意彎曲?這涉及一個光纖彎曲損耗的概念。光纖通信在傳輸過程中都會產(chǎn)生一定的損耗。而光纖在微小彎曲、擠壓、拉伸受力情況下,光纖纖芯中的傳輸模式更將發(fā)生變化、引起損耗。于是,如何解決光纖的損耗問題成為各大通信公司共同關(guān)心的問題。
所謂光纖損耗,是指光信號在傳輸過程中,在每單位距離的光纖上衰減的程度。光纖損耗的高低直接影響傳輸距離或中繼站間隔距離的遠(yuǎn)近。光纖的損耗主要可分為固有損耗和附加損耗。固有損耗主要包括散射損耗、吸收損耗和因光纖結(jié)構(gòu)不完善引起的損耗;而附加損耗則包括微彎損耗、彎曲損耗和接續(xù)損耗。
光纖具有一定的易彎曲性。盡管可以彎曲,但當(dāng)光纖彎曲到一定程度時,將引起光的傳播途徑的改變—一部分光能滲透到包層中或穿過包層成為輻射模向外泄漏損失掉,產(chǎn)生彎曲損耗。當(dāng)光在彎曲部分中傳輸時,越靠近光纖外側(cè),傳輸速度就越大。當(dāng)傳輸?shù)侥骋晃恢脮r,其速度就會超過光速,傳導(dǎo)模變成輻射模產(chǎn)生損耗。當(dāng)彎曲半徑大于5~10cm時,由彎曲造成的損耗可以忽略。ADSS光纜
Verizon曾經(jīng)的光纖噩夢
Verizon通信公司是美國電信運營商之一,主要業(yè)務(wù)是給用戶提供系列有線服務(wù)。和其他大型電信運營商一樣,Verizon對光纖情有獨鐘。
Verizon通信公司發(fā)現(xiàn)光纖不僅比普通的銅纜輕巧,而且結(jié)實耐用。光纖不需要大量裝置來保證信號就可以進(jìn)行長途通話,更重要的是光纖能夠達(dá)到每秒25萬億位數(shù)據(jù)的傳輸速度,相當(dāng)于4000萬部電話同時通話,或是高清電視的450個頻道同時運行。正是因為如此高的傳輸速度,Verizon才不惜花費230億美元配置了12.9萬公里長的光纖,直接連到180萬用戶家中,提供真正高速的因特網(wǎng)和電視服務(wù)。
后來Verizon在為客戶安裝光纖時,發(fā)現(xiàn)了光纖的一個重大弊端:光纖不能像銅纜那樣隨意彎曲。光纖中數(shù)據(jù)是沿直線傳播的,光纖保持不彎曲,數(shù)據(jù)就不會出現(xiàn)問題;如果彎一點,數(shù)據(jù)就開始溢出;如果把光纖緊緊纏繞成一個圈,就會徹底失去信號;如果沿著書架稍微彎曲一下,傳輸就失敗了。
不能彎曲的光纖使Verizon的光纖安裝成為一場噩夢。在管道、通風(fēng)道和轉(zhuǎn)角較多的公寓房里,問題尤其突出。為把光纖接入一戶地下室住宅,Verizon的安裝人員竟然遇到了12個直角轉(zhuǎn)彎。他們曾試想在墻上打洞,讓光纖從一間房通到另一間房,但這樣做既費時費力,又破壞了房子的外觀與結(jié)構(gòu),客戶們非常不滿意。于是Verizon與康寧公司進(jìn)行了密切的合作來解決在高層建筑和公寓大樓內(nèi)進(jìn)行光纖安裝的難題。
解決光纖到戶難題
當(dāng)?shù)弥猇erizon通信公司在光纖上遇到難題時,康寧公司的高管們迅速進(jìn)入了可彎曲光纖的研發(fā)狀態(tài)。像康寧公司的很多發(fā)明一樣,可彎曲光纖的發(fā)現(xiàn)是運氣和決心的結(jié)合,康寧的化學(xué)家Dana Bookbinder、化學(xué)工程師Pushkar Tandon和光學(xué)家Ming-Jun Li發(fā)現(xiàn)了讓光在轉(zhuǎn)彎時仍繼續(xù)前行的方法,將納米結(jié)構(gòu)的精微護(hù)欄注入圍繞光纖狹窄的核心的覆層,從而防止光信號的泄漏,就算把光纖繞在鉛筆上也不會出現(xiàn)問題(見圖2和圖3)。
康寧公司將早期的發(fā)現(xiàn)告知了Verizon通信公司,后者欣喜不已。Verizon負(fù)責(zé)光纖到戶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的擴(kuò)展高管Paul Lacouture表示,當(dāng)他得知光纖打了個結(jié)還能繼續(xù)傳輸信號時,覺得十分不可思議。目前Verizon正加緊與康寧公司的合作,準(zhǔn)備將新一代的納米結(jié)構(gòu)光纖產(chǎn)品應(yīng)用于他們的光纖服務(wù)中去,使用這一全新的光纖解決方案進(jìn)行多住戶單元安裝的問題以滿足客戶的要求。
2007年9月30日~10月3日,在美國佛羅里達(dá)州奧蘭多舉行的光纖大會上,康寧公司推出了ClearCurv光纖彎曲解決方案?;诳祵幐锩缘膎anoStructures光纖設(shè)計的ClearCurve解決方案,可彎曲光纖的強(qiáng)度不遜于銅纜,但又具備光纖在帶寬上的全部優(yōu)點。采用了康寧全新的nanoStructures設(shè)計后,光纖在被彎曲時能夠保持其信號強(qiáng)度,性能超過標(biāo)準(zhǔn)單模光纖百倍,同時解決了長期困擾著電信運營商在高層建筑和公寓大樓內(nèi)進(jìn)行光纖到戶(FTTH)網(wǎng)絡(luò)安裝的難題。
由于采用先進(jìn)的彎曲光纖技術(shù),這兩種光纜在彎曲半徑小到5mm時都不會出現(xiàn)太大損耗??祵幑驹诖髸贤ㄟ^對一幢兩層樓的公寓單元進(jìn)行模擬安裝來展示ClearCurve的卓越性能。電信運營商可以直觀地了解ClearCurve是如何輕而易舉地將光纖安裝到復(fù)雜環(huán)境中去,而且還能提供真正的FTTH近乎無限的帶寬性能。
光纖給你的印象是什么?筆直?纖細(xì)?脆弱?嬌嫩?一項可使光纖彎曲程度超過現(xiàn)有指標(biāo)百倍的突破性技術(shù)nanoStructures將打破你對光纖的傳統(tǒng)看法。
進(jìn)入光傳播時代以來,在盡享數(shù)字信號帶來高數(shù)據(jù)處理能力的同時,我們不得不忍受光纖這種嬌貴的傳輸介質(zhì)。因為施工人員必須將光纖鋪得平直舒坦,它才老老實實地為人們傳輸清晰的信號,所以造成了在建筑物里鋪光纖難度大、成本高的難題。而今年11月的《時代》周刊將“計算機(jī)類最佳發(fā)明”頭銜授予了康寧(Corning)公司,理由正是該公司研發(fā)了名為nanoStructures的技術(shù),并基于這個技術(shù)發(fā)明了一種能讓信號在角落處轉(zhuǎn)彎、百折不撓的“變形光纖”,為突破光傳播介質(zhì)的瓶頸做出了貢獻(xiàn)
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