Optisten kuitujen kaupallistamisen jälkeen tekniikan jatkuvalla edistymisellä optisten kuitujen tyypit ovat käyneet läpi useita tärkeitä kehitysvaihetta.
Katsotaanpa tänään lyhyt katsaus tähän matkaan:
#### Vaihe One: Multimode Fiber (ensimmäinen ikkuna)
Kiinan ja amerikkalaisen tutkija Charles Kao julkaisi heinäkuussa 1966 historiallisesti merkittävän paperin optisen kuidun tartunnan näkymistä. Artikkelissa analysoitiin optisen kuidun siirtohäviön tärkeimmät syyt ja osoitti teoreettisesti mahdollisuuden vähentää häviö 20 dB/km. Se ehdotti myös, että tällaisia kuituja voitaisiin käyttää viestintään.
Vuonna 2009 Kao sai fysiikan Nobel -palkinnon hänen erinomaisesta panoksestaan kuituteollisuuteen.
Tämän teorian ohjaamana neljä vuotta myöhemmin, vuonna 1970, Corning Inc. Yhdysvalloissa veti onnistuneesti optisen kuidun, jonka tappio oli 20 dB/km, mikä osoittaa optisten kuitujen käytön käyttökelpoisuuden viestintäväliaineena.
Samanaikaisesti Yhdysvaltain Bell Labs keksi puolijohdelaserin käyttämällä gallium -arsenidia (GAAS) materiaaliksi. Pienen koon ansiosta sitä käytettiin laajasti kuituoptisissa viestintäjärjestelmissä.
Vuonna 1972 optisten kuitujen siirtohäviö pelkistettiin arvoon 4 dB/km.
Tästä lähtien kuituoptisen viestinnän aikakausi alkoi virallisesti.
Vuodesta 1972 vuoteen 1981 se oli monimuotoisten kuitujen tutkimus- ja sovellusjakso.
Ensimmäinen kuituoptisessa viestinnässä käytetty aallonpituus oli 850 nm, joka tunnetaan nimellä ensimmäinen ikkuna.
Varhaiset monimuotoiset kuidut olivat askelindeksin monimuotoisia kuituja. Myöhemmin kehitettiin A1A-luokan (5 {9}}/125) luokiteltu indeksin monimuotoiset kuidut. Näiden kuitujen vaimennus oli 3. 0-3. 5 dB/km, 200-800 mHz · km kaistanleveys ja 0} {0 ± 0}. 02 tai 0,23 ± 0,02.
Myöhemmin A1B-luokan (62,5/125) luokiteltu indeksin monimuotoiset kuidut kehitettiin ja käytettiin. Näiden kuidujen vaimennus oli 3. 0-3. 5 dB/km, 100-800 mHz · km kaistanleveys ja 0}}}}} 0. 015.
Nämä kaksi kuitutyyppiä yhdistettynä valoa säteileviin diodeihin (LED), jotka toimivat lähellä 850 nm: n aallonpituutta, muodostivat varhaiset optiset viestintäjärjestelmät.
Tuolloin LED: n spektrin leveys oli 40 nm, injektoitu optinen teho oli 5 tai 20 μW ja maksimaalinen datanopeus oli 5 tai 60 mb/s.
#### Vaihe 2: Multimode -kuitu (toinen ikkuna)
1970 -luvun lopulla ja 1980 -luvun alkupuolella kuituvalmistajat kehittivät toisen ikkunan (1300 nm).
A1A -luokan kuiduilla oli vaimennus 0. 8-1. 5 dB/km ja 200-1200 mHz · km kaistanleveys. A1B -luokan kuiduilla oli vaimennus 0. 8-1. 5 dB/km ja 200-1000 mHz · km kaistanleveys.
Näitä kuituja käytettiin yhdessä korkean säteilyn LED: n kanssa, joiden spektrin leveys oli 120 nm, injektoitu optinen teho 20 μW ja enimmäistietonopeus 100 mb/s.
#### Vaihe kolme: G.652, G.653 ja G.654 yksimuotoiset kuidut (toinen ja kolmas Windows)
Vuosina 1982–1992 se oli G.652-, G.653- ja G.654 -kuidukuitujen laajamittainen sovellusjakso, jotka avasivat toisen ikkunan (1310 nm) ja kolmannen ikkunan (1550 nm) optisille kuiduille.
Vuosina 1973–1977 suuret kuituvalmistajat kehittivät maailmanlaajuisesti erilaisia edistyneitä esimuotojen valmistusprosesseja. Corning kehitti OVD: n (höyryn ulkopuolinen laskeuma) -tekniikka; Japanin NTT, Sumitomo, Furukawa ja Fujikura kehittivät yhdessä VAD (höyryn aksiaalisen laskeutumisen) tekniikan; Lucent paransi MCVD: tä (modifioitu kemiallinen höyryn laskeuma) -tekniikkaa; ja Philips Alankomaissa kehitti PCVD -tekniikan (plasman kemiallisen höyryn laskeuma).
Vuonna 1982 aloittaen Yhdysvalloista, jota seurasi Japani ja Saksa, globaali rakennus G.652-yksimuotoisten kuitujen avulla alkoi. Yksimuotoisten kuitujen suuri markkinoiden kysyntä stimuloi massatuotantoa.
Tällä hetkellä Corningin OVD lisäsi edelleen laskeutumisnopeutta, ja VAD, MCVD ja PCVD lisäsivät kaikki ulkopintatakit preformien koon lisäämiseksi.
Myöhemmin kaikki valmistajat seurasivat kaksivaiheista hybridi-prosessia preformien laajentamiseksi.
1990 -luvulla Alcatel Ranskassa kehitti APVD (ilmakehän paineen VAD) tekniikan (MCVD + plasman ruiskutusprosessi).
Suurten kuituvalmistajien merkittäviä edistyksiä valmistustekniikassa loivat paremmat olosuhteet tavanomaisten yksimoodien kuitujen laajalle levinneelle soveltamiseksi.
Vuonna 1984 otettiin käyttöön kolmas ikkuna (1550 nm).
Samana vuonna CCITT (kansainvälinen puhelin- ja puhelinneuvontakomitea) julkaisi G.651- ja G.652 -standardit.
Vuoteen 1985 mennessä G.652 -kuitujen vaimennus oli saavuttanut 0. 35 dB/km 131 0 nm ja 0,21 dB/km 1550 nm: ssä.
Vuonna 1985 Japanin ja Yhdysvaltojen kehittämä dispersionsiirtokuitu (G.653) kaupallistettiin. Sen ominaispiirte oli siirtää nolla-dispersiopiste toisesta ikkunasta kolmanteen ikkunaan. 1550 nm: n aallonpituudella ei ollut vain alin tappio, vaan myös leviäminen oli pienin.
Vuonna 1988 CCITT julkaisi G.653 -standardin. Tätä kuitua käytettiin laajasti Japanin viestintärunkojen linjoissa.
1990-luvun alkupuolella Erbium-seostettu kuituvahvistin (EDFA) aloitettiin kaupallistamaan, mikä johti tiheän aallonpituuden jakautumisen multipleksoinnin (DWDM) huomioon ottamiseen.
Nolla dispersio G.653 -kuitujen 1550 nm: n aallonpituudella aiheutti kuitenkin vakavia epälineaarisia häiriöitä kanavien välillä DWDM -järjestelmissä, joten sitä ei mainittu laajasti maailmanlaajuisesti.
Vuonna 1995 Kiina rakensi Peking-Kowloon-optisen kaapelihankkeen käyttämällä kuutta G.653-kuidua 24 ytimestä, joita ei koskaan aktivoitu. Siitä lähtien Kiina ei ole käyttänyt G.653 -kuituja.
Tänä ajanjaksona kehitettiin myös raja-aallonpituuden siirretty kuitu. Sillä ei ollut vain alhainen häviö 1550 nm: ssä, mutta myös alhaisella mikrobendihäviöllä, joten se sopii pitkien matkan järjestelmiin optisten vahvistimien ja sukellusvenekaapelijärjestelmien avulla.
Vuonna 1988 CCITT julkaisi G.654 -standardin.
#### Vaihe neljä: kuituikkunoiden täydellinen avaaminen ja ominaisuuksien kattava kehitys
Vuosina 1993-2006 kuituviestintäikkunat laajeni neljänteen ja viidenteen Windows- ja S -bändiin, kun kuituviestinnän ikkunat avasivat täydellisesti. Kehitettiin neljä uutta kuitutyyppiä, ja kuitujen ominaisuudet tulivat kattavampiksi.
(1) Ei-nolla-dispersiosi siirtynyt yksimuotoinen kuitu G.655 (kolmas ja neljäs Windows)
Neljän aallon sekoittumisen (FWM) ja poikkifaasimodulaation (XPM) tukahduttamiseksi tiheässä aallonpituuden jakautumisessa multipleksointijärjestelmissä (DWDM) ja vähentävät epälineaarisia häiriöitä optisten kanavien välillä, vuonna 1993 otettiin käyttöön nolla-dispersioiden siirretty kuitu (NZDSF).
Ensinnäkin Lucent käynnisti Truewave -kuidun, jota seurasi Corningin esittely suuresta tehokkaasta alueen lehtikuitua.
Nämä kuidut toimivat alun perin kolmannessa ikkunassa, ts. C -kaista (1530-1565 nm). Vuoden 1995 jälkeen ne laajennettiin neljänteen ikkunaan, ts. L -kaista (1565-1625 nm).
Vuonna 1996 ITU-T perusti G.655-standardin. Vuoden 1998 jälkeen sitä käytettiin laajasti maailmanlaajuisesti.
(2) Matalan veden piikkien yksimuotoinen kuitu G.652C (viides ikkuna)
Vuonna 1998 Lucent esitteli Truewave-kuidun (ts. Latausvesien huipun kuidun), joka melkein eliminoi veden piikin 1383 nm: ssä (vaimennus <0. 31 dB/km), avaamalla optisten kuitujen viidennen ikkunan, ts. E-kaista (1360-1460 NM).
Vuonna 1999 Kiina alkoi käyttää aaltokuituja Jiujiangin televiestinnän kaapeleihin.
Vuonna 2000 ITU-T perusti G.652C-standardin.
Vuonna 2001 Corning tuotti matalaveden ruuhkakuituja.
Vuonna 2002 G.652C -kuitu ylennettiin maailmanlaajuisesti.
Sittemmin yksimuotoisilla kuiduilla on ollut erinomainen vaimennussuorituskyky aallonpituuden välillä välillä 1260 nm-1625 nm.
Toukokuussa 2002 ITU-T jakoi yhden moodin kuituviestintäjärjestelmien optiset aallonpituuskaistat O, E, S, C, L ja U.
Multimodekuitujen 850 nm: n aallonpituus viitataan ensimmäisenä ikkunana. Yhden moodin kuiduille O-kaista on toinen ikkuna, C-kaista on kolmas ikkuna, L-kaista on neljäs ikkuna ja E-kaista on viides ikkuna.
