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光通
取自:基百科
光通(Fiber-optic communication)也作光通,是指一利用光光(optical fiber)的一方式。於有通的一。光(modulation)後便能。自1980年代起,光通系於信工生了革命性的作用,同也在位代扮演非常重要的角色。光通具有容量大,保密性好等多。光通在已成今最主要的有通方式。需送的在送端入到送中,加或到作的波上,然後已的波通媒送到的接收端,由接收解出原的。
根方式的不同,光通可以分位光通,比光通。光通的包括了光光,光器件,光,光通,光通路等多域。
利用光做通之用通常需下列步:
以射器(transmitter)生光。
以光,同必保光在光中不衰或是重形。
以接收器(receiver)接收光,且成。
用
光常被公司用於、路,或是有的,有候利用一光就可以同上述的所有。的相比,光的衰(attenuation)遭受干[源求](interference)的情形都改善很多,特是距以及大量的使用合中,光的更明。然而,在城市之利用光的通基建(infrastructure)通常施工度以及材料成本以控制,完工後的系度成本也居高不下。因此,早期光通系多半用在途的通需求中,才能光的底,且抑制住不增加的成本。
2000年光通(optical communication)市崩後,光通的成本也不下探,目前已和骨的通系不相上下[1]。
於光通而言,1990年光放大器(optical amplifier)正式入商市的用後,很多超距的光通才得以真正,例如越洋的海底。到了2002年,越洋海底的已超25公里,每秒能的料量超2.56Tb,而且根信者的,些2002年後仍然不的大幅成中。
光通的史
自古以,人於距通的需求就不曾稍。著的前,烽火到,再到1940年第一同(coaxial cable)正式服役,些通系的度精度也不的步。但是些通方式各有其限,使用然快速,但是距因容易衰而需要大量的中器(repeater);微波(microwave)通然可以使用空做介,可是也受到波率(carrier frequency)的限制。到了二十世中,人才了解使用光,能很多去所有的著好。
然而,有同性高的光源(coherent light source),也有合作光的介,也所以光通一直只是概念。直到1960年代,雷射(laser)的明才解了第一。1970年代康公司(Corning Glass Works)展出高品低衰的光是解了第二,此在光中的衰量第一次低於光通之父高所提出的每公里衰20分(20dB/km)卡,明了光作通介的可能性。此同使用砷化(GaAs)作材料的半雷射(semiconductor laser)也被明出,且藉著小的而大量用於光通系中。1976年,第一速率44.7Mbit/s的光通系在美特大的地下管道中生。
了五年的研期,第一商用的光通系在1980年市。人史上第一光通系使用波800奈米(nanometer)的砷化雷射作光源,的速率(data rate)到45Mb/s(bits per second),每10公里需要一中器增。
第二代的商用光通系也在1980年代初期就展出,使用波1300奈米的磷砷化(InGaAsP)雷射。早期的光通系然受到色散(dispersion)的而影了品,但是1981年模光(single-mode fiber)的明克服了。到了1987年,一商用光通系的速率已高1.7Gb/s,比第一光通系的速率快了近四十倍之。同的功率衰的也有著改善,隔50公里才需要一中器增。1980年代末,EDFA的生,堪光通史上的一里程碑似的事件,它使光通可直接行光中,使距高速成可能,促使了DWDM的生。
第三代的光通系改用波1550奈米的雷射做光源,而且的衰已低至每公里0.2分(0.2dB/km)。之前使用磷砷化雷射的光通系常常遭遇到波延散(pulse spreading),而科家出色散移光(dispersion-shifted fiber)解些,光在1550奈米的光波,色散乎零,因其可雷射光的光限制在一模(longitudinal mode)。些技上的突破使得第三代光通系的速率到2.5Gb/s,而且中器的隔可到100公里。
第四代光通系引了光放大器(optical amplifier),一步少中器的需求。另外,波分波多工(wavelength-division multiplexing, WDM)技大幅增加速率。技的展光通系的容量以每六月增加一倍的方式大幅,到了2001年已到10Tb/s的人速率,足足是80年代光通系的200倍之多。近年,速率已一步增加到14Tb/s,每隔160公里才需要一中器。
第五代光通系展的重心在於展波分波多工器的波操作。的波,也就是一般俗的「C band」是1530奈米至1570奈米之,新一的水光(dry fiber)低耗的波段延伸到1300奈米至1650奈米。另外一展中的技是引光孤子(optical soliton)的概念,利用光的非性效,波能抵抗色散而持原本的波形。
1990年至2000年,光通受到路泡沫的影而大幅成。此外一些新的路用,如(video on demand)使得路的成甚至超莫耳定律(Moore's Law)所期路晶片中晶增加的速率。而自路泡沫破至2006年止,光通透企整大模,以及委外生的方式降低成本延生命。
在的展前沿就是全光路了,使光通完全的代替通系,然,有很的路要走。
核心技
代的光通系多半包括一射器,成光,再透光光。光多半埋在地下,接不同的建物。系中包括光放大器,以及一光接收器光回。在光通系中的多半是位,源包括、系,或是有系。
射器
在光通系中通常作光源的半元件是光二(light-emitting diode, LED)或是雷射二(laser diode)。LED雷射二的主要差在於前者所出的光非同性(noncoherent),而後者同性(coherent)的光。使用半作光源的好是小、光效率高、可靠度佳,以及可以波最佳化,更重要的是半光源可以在高操作下直接,非常合光通系的需求。
LED藉著激光(electroluminescence)的原理出非同性的光,通常分散在30奈米至60奈米。LED另外一缺是光效率差,通常只有入功率的1%可以成光功率,是100微瓦特(micro-watt)左右。但是由於LED的成本低廉,因此常用於低的用中。常用於光通的LED主要材料是砷化或是砷化磷(GaAsP),後者的光波1300奈米左右,比砷化的810奈米至870奈米更合用在光通。由於LED的,致色散重,也限制了其速率距的乘。LED通常用在速率10Mb/s至100Mb/s的域路(local area network, LAN),距也在公里之。目前也有LED包含了量子井(quantum well)的,使得LED可以出不同波的光,涵的,LED被泛用在域性的波分波多工路中。
半雷射的出功率通常在100毫瓦特(mW)左右,而且同性的光源,方向性相而言,通常和模光的耦合效率可50%。雷射的出窄,也有助於增加速率以及降低模色散(model dispersion)。半雷射亦可在相高的操作率下行,原因是其合(recombination time)非常短。
半雷射通常可由入的流有直接其出,不於某些速率非常高或是距很的用,雷射光源可能以波(continuous wave)的形式控制,例如使用外接的吸收光器(electroabsorption modulator)或是赫任德干涉(Mach-Zehnder interferometer)光加以。外接的元件可以大幅少雷射的「啁啾」(chirp pulse)。啁啾使得雷射的度,使得光的色散得重。
光
光包含一核心(core),(cladding)以及外的保被覆(protective coating)。核心折射率(refractive index)高的通常用高品的矽石玻璃(silica glass)成,但是在也有使用作材的光。又因光的外有紫外固化後的克力(acrylate)被覆,可以如一埋藏於地下,不需要太多用。然而,如果光被折的太烈,仍然有折的危。而且因光端接需要十分精密的校,所以折的光也以重新接合。
光放大器
去光通的距限制主要根源於在光的衰以及形,而解的方式是利用光的中器。中器先光回放大後再成的光往下一中器,然而的系架疑,不用於新一代的波分波多工技,同每隔20公里就需要一中器,整系的成本也以降低。
光放大器的目的即是在不用作光光下就直接放大光。光放大器的原理是在一段光(doping)稀土族元素(rare-earth)如(erbium),再以短波雷射激(pumping)之。如此便能放大光,取代中器。
接收器
成光接收器的主要元件是光器(photodetector),利用光效入射的光。光器通常是半基的光二(photo diode),例如p-n接面二、p-i-n二,或是雪崩型二(avalanche diode)。另外「金-半-金」(Metal-Semiconductor-Metal, MSM)光器也因路整合性佳,而被用在光再生器(regenerator)或是波分波多工器中。
光接收器路通常使用阻放大器(transimpedence amplifier, TIA)以及限幅放大器(limiting amplifier)理由光器出的光流,阻放大器和限幅放大器可以光流成振幅小的,再透後端的比器(comparator)路成位。於高速光通系而言,常常相地衰重,了避免接收器路出的位形超出格,通常在接收器路的後也加上及料回路(clock and data recovery, CDR)以及相路(phase-locked loop, PLL)做度理再出。
波分波多工
波分波多工的做法就是光的工作波分割成多通道(channel),俾使能在同一光更大量的料。一完整的波分波多工系分射端的波分波多工器(wavelength division multiplexer)以及在接收端的波分波解多工器(wavelength division demultiplexer),最常用於波分波多工系的元件是列波光(Arrayed Waveguide Gratings, AWG)。而目前市面上已有商用的波分波多工器/解多工器,最多可光通系分成80通道,也使得料的速率一下子就突破Tb/s的等。
距乘
由於距越,光的色散象就越重,影品。因此常用於估光通系的一指就是-距乘,位是百赫×公里(MHz×km)。使用值的乘做指的原因是通常值不同好,而必有所取(trade off)。例而言,一常的多模光(multi-mode fiber)系的-距乘是500MHz×km,代表系在一公里的可以到500MHz,而如果距短至0.5公里,可以倍增到1000MHz。
用限
然目前已出很多技降低如色散之的,也使得光通系的容量已到14Tb/s以及160公里的距[2],仍然有些需要工程科家的研究克服。以下是些的。
色散
於代的玻璃光而言,最重的非的衰,而是色散,也就是在光一段距後逐散重,使得接收端以判的高或低。造成光色散的成因很多。以模色散例,的模(transverse mode)速度(axial speed)不一致致色散,也限制了多模光的用。在模光中,模的色散可以被抑得很低。
但是在模光中一有色散,通常群速色散(group-velocity dispersion),起因是不同波的入射光波而言,玻璃的折射率略有不同,而光源所射的光波不可能有的分布,也造成了光波在光部因波的些微差而有不同的折射行。另外一在模光中常的色散化模色散(polarization mode dispersion),起因是模光然一次只能容一模的光波,但是模的光波可以有方向的化(polarization),而光的任何缺陷形都可能化方向的光波生不一的速度,又光的折射象(fiber birefringence)。象可以透化持光(polarization-maintaining optical fiber)加以抑制。
衰
在光衰也造成光放大器成光通系所必需的元件。光波在光衰的主因有物吸收、瑞立散射(Rayleigh scattering)、米氏散射(Mie scattering)以及接器造成的失。然石英的吸收只有0.03dB/km,但是光的仍然吸收大。其他造成衰的原因包括力光造成的形、光密度的微小,或是接合的技仍有待加。
再生
代的光通系因引了很多新技降低衰的程度,因此再生只需要用於距百公里的通系中。使得光通系的建置用成本大幅降低,特於越洋的海底光而言,中器的定度往往是成本居高不下的主因。些突破於控制系的色散也有很大的助益,足以降低色散造成的非性象。此外,光固子也是另外一可以大幅降低距通系中色散的技。
最後一哩光路
然光路享有高容量的,但是在成普及化的目,也就是「光到」(Fiber To The Home, FTTH)以及「最後一哩」(last mile)的路建上仍然有很多困待克服。然而,著路的需求日增,已有越越多家逐成目的。以日本例,光路系已始取代使用的位用路系。
通系的比
於某通系而言,使用的作介好,或是使用光佳,有考量的重。光通常用於高以及距的用,因其具有低耗、高容量,以及不需要太多中器等。光另外一重要的是即使跨越距的光列,光光之也不生串(cross-talk)的干,和的(transmission line)正好相反。
不於短距低的通用而言,使用的有下列好:
低的建置用
容易
可以利用力系
因些好,所以在很短的距,例如主之、路板之,甚至是路晶片之,通常是使用。然而目前也有些在段的系已改光。
在某些低的合,光通仍然有其特的:
能抵抗磁干(EMI),包括核子造成的磁。(不光可能於α或β射)
的阻抗高,所以能在高或是地面位不同的下安全工作。
重量,在中特重要。
不生火花,在某些易燃的境中得重要。
有磁射、不易被,於需要高度安全的系而言十分重要。
小,的路被限制,得重要。
行技
了能不同的光通造商之有共通的,信盟(International Telecommunications Union, ITU)制定了光通相的,包括:
ITU-T G.651, "Characteristics of a 50/125 m multimode graded index optical fibre cable"
ITU-T G.652, "Characteristics of a single-mode optical fibre cable"
其他於光通的定了射接收端,或是介的格,包括了:
10G乙太路(10 Gigabit Ethernet)
光分散式介面(FDDI)
光通道(Fibre channel)
HIPPI
同步位(Synchronous Digital Hierarchy)
同步光路(Synchronous Optical Networking)
此外,在位音效的域中,也有利用光的格,那就是由日本芝(Toshiba)所制定的TOSLINK格。用塑光(plastic optical fiber, POF)作媒介,系中包含一用光LED的射器以及整合了光器放大器路的接收器。
光通系介
取自:http://ykuo.ncue.edu.tw/report/042-Optical%20fiber%20communication%20systems.doc
一、光通的史
近代的「光通」的展始於1960年代,而使得「光」成在及未通的主力乃是基於事件的激:首先是西元1960年美物理家梅(Theodore Harold Maiman)成功地使石振生「雷射光」。第二西元1966年,科家高(Charles Kao)及George A. Hockham,他所作的「光」,能「光波」在其中一公里,仍有原1的光能量,那光就能像一般,作工具。因在,即使是最好的光,光波在其中20公尺就已使光能量降低至原能量的1。
到了西元1970年,室成功造出可於常下振之半雷射(Semi-Conductor-Laser),及康玻璃工(Corning Glass Work)造出每公里衰小於20分的低失石英(Silica)光後,「光」技一日千里。
今日,由於光科技的展,每公里衰低於1分,高於800MHZ的光已可大量生,再配合「高位多工」(High Order Digital Multiplex)技的展以及高性能「光元件」(Opto-Electronic Device)的,每秒播速度高九千「位元(bit)」,甚至到每秒四「位元」之高速大容量光通系,目前已用化的段。
二、光通的原理
我用送,必先化成一系列的,由射站成「(Radio Signal)」,而接收站接到些後,再其成,之後再解成我需要的。同理,光也可以藉著光源,如光的或而生一系列的形,我之「光」。光比有更大的能力,也就是光可以成更短的,因此在相同的可形成更高密度且富的形。在速率下,藉著合形元成一的「堆(Stack)」,就可在同一中,同送很多不同的。就如同汽交流道入高速公路一,不撞到其它汽。也就是何「光」能同容很多在其中的原因。
三、光通的
(一)距通信,低成本:
1.譬如1.3微米波之光用於,每公里有0.4~0.5dB的失;
而1.5微米之光每公里有0.2~0.25dB之低失。
2.和的系比,光通信使的中距增至
十公里,可大幅度地少中器之目,降低通信系的成本。
3. 例:若台北至基隆,距不二十多公里;若用光接,
基隆地就不大型房。由於光失低,增中
的,少系成本及性,更用於途。
(二)光、富可性,容易集成束,故光集成光埋, 可省管道空。有效提高管道使用率,配置空的性高,用於 行器,星及船。
(三)光具有大的通信,可1~2GHz以上。一般普通同 的330MHz~550MHz,相之下,光有著高之容量。
(四)光材料一般皆石英玻璃,其具有不腐、耐火、耐水及命之特 性,加上光有佳的柔性及性,良好的保外被及抗物, 使光可省成本。
(五)由於光介作成如石英玻璃,即良好,不受到磁波等之 干,用於容易受雷或高,可大大提高通信的真度。
(六)保密性高 光信不光中幅射出去,用於事,行及 路。
由於光系具有上述多之,使得各皆看好光通信之前景,已投入大量力、人力研究。著代的,容量大、低失、可靠度佳的通信路是不可或缺的,而光通信系是最佳的。因此,可期在不久的,大部份的被光取而代之。
四、光通系的
整光通包括的相,局端、、中的零件、及用端的路…等都有光通的有品,然品相繁,不以目前已可商化量的品分,其零件大致可粗分三大:光及用光做成的光、光主元件、及光被元件等。
所光,目前仍是以石英玻璃所成的微最主要品,最近也出以塑材料的塑光;蕊光外加包覆材料合成的光;而光主元件包括提供光源的光送器、接收光源的光接收器、及光放大器…等;在光被元件方面所包含的品更是繁多,例如最常的光接器、光器、光隔器、光耦合器、光衰器…等。(表一)
表一:光通系的
明
光可分3:核心(core)、包覆(clad)、保(光)。
依材可粗分: 玻璃光(SiO2)塑光(PC、PS、mCOC、PMMA、Sol-Gel)。
光包括模光(48)、多模光(9)、海底光(43)。
依材可粗分:室(PE)、室外(PVC)。
光主元件涉及光之能量的,包括:光送器、光接收器、光收器、光放大器、面射型雷射(VCSEL)、光、可式雷射、L Band放大器。
光被元件光接器(比重最大)、光耦合器、光衰器、光器、光偏振器、光隔器、波器、光源分歧器、光波分歧器。
其他DWDM系
光通材料
光域路
信光
有光
光通量
以下重要的零件加解:
光:
1.光玻璃SiO2、塑等材抽而成的光媒介,由於光波可透光等,具有、通量大、耗低、不受磁干、重量等特性。
2.光造方面,包含一根的玻璃柱,芯(core),外圈再以一圈被覆(cladding)的玻璃包,由於被覆玻璃的折射率芯玻璃柱小,芯中的光如果折射至被覆,以全反射的方式折回芯,光波的效率也提高多。因此,光由而外分三部分: 1、蕊部份 (Core) :即光中光信的部份。 2、被覆部份 (Cladding) :被覆在蕊外,使光能在核心中送。3、保 (Jacket): 被覆外,可防止外力害光之被覆及蕊。
3.光用,可集合多束光,再以保方式加外防,即成所的光。由於光可使用的大,段使用在565 Mbps上下,未透切割及分波多工方式,可望更一步大
4.光型方面:可概分膜、多膜以及特殊用光,其中模光因只一模,用於大容量距的光通,在骨光建之需求量最大,年所值比重八成,多膜光蕊大,可同多模,性能然差,然因用於域光路建使用,未成率尤模光。特殊光包括塑光等其他光,市用量相小。
光
1. 光是光集後加上防水、被覆以及支介,以到持原有光的特性,便於施工及保光的功能。一般光的可分光、心以及抗力、被覆以及防水等部分。而依其造差,可略分 (1)、型光(2)、槽型光(3)、槽型光(4)、光光四(5)、光/混合(6)、室光(7)、通光等大
2. 目前真正可自光的商不多,多半由外光,加上封管加工造成光。外光商以康、朗、Alcatel、住友等的商。(附一、附二)
光主元件:
在整光通系架中,光主元件可扮演了「承先後」的重要角色,因光主元件的功能主要有行光(或光),光放大等等。
透光,可原本使用播的程,自由地改以光行之,俟抵目的地後再行光,光回原先的,再由其他子用,故使得光通得以。此外,在播的程中,不免受到境以及播介的影而著播距增而衰,了持的正性,故在播程中,必使用放大器已衰的加後再送。正由於光主元件具有放大等等的功能,使得播得以使用具效率的光之,故光主元件的具有「承先後」的功用。
甲、光收模:
i.光收模整合光送器(transmitter) 及光接收器(receiver)大功能,而形成的一光收模。因此,可其分通用光源(射器)及光器大部分,其中通用光源部分主要用LED及LD光源,LED然相便宜,然而 LD因光源性佳,加上新的面射型雷射(VCSEL)光源性能越,用LD的光收模比重有逐年增加。
ii.而光器部分尤光收模最重要的件,需具高敏度、高、高可靠度以及低成本、易造要求。目前光器所用的元件,主要分 PIN二 及APD二,其中又以PIN二生成本低,所比重大。
iii.未光路速率要求不提升,光源及光器性能的要求成光路展的重要。
乙、光放大器:
i.去,在光放大器仍未世之前,必先光原回子,使用子放大器放大後,再光送。的程不但繁,而且子放大器的用速率固定,若光通系速度提升下必全部更新,如此使得成本大增,然而光放大器此困。近期高密度分波多工(Dense Wavelength Division Multiplexing, DWDM)系的世,使得料速率大增,但之所以能普及,正是拜光放大器去除光的障所。除了作程中的中器外,光放大器亦可加在送器中以提高出功率,或者用於接收器中作前放大以提高敏度。
ii.光放大器是在不光的下,直接光加以放大的光主元件,由於距的光通面重的光信衰,因此光路中每隔的距即需以中器或光放大器加以放大。而光放大器因不需光,在路升或整格式,便不需像中器一般加以更。
iii.光放大器主要可分三大:(1)、光放大器 (OFA);(2)、半光放大器(SOA);以及(3)、拉曼放大器(RA)三大。光放大器乃利用稀土子玻璃的增益特性,在光中直接信放大;半光放大器原理雷射二近似,可在直流偏下入射於活性的光放大;拉曼放大器是利用光光原子的非 性交互作用,以生的Stoke line到放大功能。目前技成熟的光放大器有光放大器(EDFA)、光放大器(PDFA)、半光放大器三。
光被元件:
光被元件的主要功能是光作接、分歧、波、衰或隔,故此元件包括接器、耦合器、分波多工器(Wavelength-Division Multiplexer)、光、波器、隔器衰器等。在整光通系建,整通路的全有光被元件成,而被元件的良窳通品息息相。例,良好的被元件可以使的插入失(insertion loss)可能降低,使得清晰,可保路的定,不致滑落或而造成通不良,因此被元件可是光通的基。
甲、光接器:
i.光接器是一置在光端的械置,可用作光接光路的接零件。依其接的光不同,光接器可概括分模光接器及多模光接器,而若再依半永久性及永久性光接的用途不同,尚可在分光械式接合以及器熔接接方式。
ii.一般衡量光接器性能好否,光在相的接器,其能量耗所得出的插入失以及由接器端面反射算的反射失是主要判。而未符合路施工及端使用便利性的光器,在光路人工成本偏高因素下,是主要成的品。〈表二〉
表二:各境接器的耗要求
耗程度使用境
0.2dB以下程通系接用
02.-0.75dB建物或工系接用
1-3dB在以成本先考量下,接用品用
乙、光耦合器:
i.光耦合器一般又可分歧器,主要用光一光中分至多光中,由於光不像一般的容易分歧,因此欲光分散至不同管,即需要光耦合器加以分光。
ii.因此,光耦合器泛用於用路系、域路、有路系。方面一般可分分支、 /星及分波多工三;而依造方法不同,亦可分熔接式光、微光及平面波式三光耦合器。
iii.其中微光乃用折射率透棒光的光大平行化後,再用半透明的反射光分成部分,分用透棒聚焦後耦合入光中。光是光在一起熔融拉伸,使核蕊因聚合力而合,到光耦合作用,目前成本最低、可靠性最高且者生比率最高的耦合器品。平面波方法是用火焰水解沈法和光刻,波作在矽晶片上,以到分光耦合作用,外者以技生耦合器比重高。
丙、分波多工器:
i.分波多工乃是在同一光同不同波的光信,以倍增光容量所的分工技,由於分波多工可合EDFA等光放大技,充分光的高特性,百不同波的光信同播在同一光中,而依其原理出的分波多工器(WDM: Wavelength Division Multiplexing)也成近年最的光被元件。
ii.分波多工器向性的被元件,其多工性能可不同波光合入一光中,而其解多工性能可一光中的不同波光分出。
丁、光光:
光光是一新的技,其所用的相的,因此不只限用於光通上,所以在以後的市上、用上有相看好的市;光光其工作原理自核Bragg光之反射制,以在最泛及最之成相位光罩法,作方法是光除被覆後,置於高罐一段後取出,再置於相位光罩(Phase Mask)下,再以分子雷射(Excimer Laser)曝光十分即可成一反射某一波的反射器,而反射波依相位光罩而定;而所需之主要KrF分子雷射、相位光罩以及相光器具;下一便是做示。
光光的用相的泛,可用於
可波式雷射(Tunable Laser)
EDFA的波器(增益修元件)
智慧型(Smart Structure)
波器
WDM波模的造
抑波器
搭配光耦合器和光旋波器可做出塞取多工器(OADM)
啁啾相位光罩(Chirped Phase Mask)作啁啾光(Chirped Fiber Grating)做色散器(Dispersion Compensator)
因此光光是目前光通商相重要的研重
戊、光:
光全光路中,光交互的主要元件,其作用主要在於一光路建立或中,以定光信送方向。
己、光衰器:
i.光衰器可用於吸收或反射光的量,或用於系耗的估。由於光各元件的,均引光源的率漂移及路,因此,透光衰器以吸收相是保高速光通品的重要元件。
ii.光衰器目前已泛用在光通市,其量次於接器、耦合器,市需求仍定成。
庚、光隔器:
光隔器是一端口的光被元件,主要功能在於使光在方向衰很小,而相反方向的光不被反射。主要用在光射模、光放大器以及在高系中,用以降低影。
辛、高密度分波多工器
高密度分波多工器(Dense Wavelength-Division Multiplexer)近期通上的重大明,其工作原理分波多工器相同,但其工作於同一波,且不同波的隔低於1nm,正因其波隔甚短,故所使用光源必很窄,例如DFB雷射,因其最窄可0.2nm,故相合使用。此外由於在解多工部份所使用的波器精密度也必相高,才能保出端的。DWDM主要使用1550nm波光源,不同波隔0.8nm,故其光源多用窄的DFB雷射,而波器的特性更定DWDM的好。〈附三〉
五、光通的用
在光不到30年的史上,展初期主要是以信主,不由於技的精不同需求的增加,近10年光用展也逐增到光域路及有光市,因光通的必是相精,所以地也了光通量市的起。
光通系的用目前大致可分三大:信光方面、光域路方面、有方面,底下就一一加以探。
1.信光方面
信光光通的最大用者
在最早期的信架上,是由一中央交(Centralized Switch,或交所)各用(End User)直接,中央交路(二),一路只服一最用,但由於各用所的距短不一,避免距路限於只被一位使用者用,造成通因效率的用而形成的浪,所以路(Hierarchical Network)也就衍生而成。路的架(三),原上在地方是由『交所』及用所成的中央交路,各中央交路再以大的『』(Carrier Trunks)相互接,用多工(Multiplexing)的方式以增加的容量,在使用多的多工技是以『分多工』(Time Division Multiplexing,TDM)主;在路下,由於地性的通交由各地的中央交路理,而途通才由多工再透,因此地性通途通的源使用都可得到有效率的分配,且能得大的容量。
光的速度於
在去的信架中,由於一的音管道(voice channel)只需要64Kbps的即可,所以在各地交所的大多只使用可容高量的作接的媒介,例如DS3(或T3,44.736Mbps)及E3(34.368Mbps)…等,不著信量的增加,去的已逐不敷使用,因此有高容量的光也就始用在上,甚至已始取代;在的光系中,光的速度都是的倍以上,例如在同步光路系/同步位(SONET/SDH)中,低光速率的OC-3速率都可155Mbps,速度近E3的5倍,如果以高光速率的OC-192(10Gbps),其速度更是接近E3的300倍(表三) 。
著光技的用增加,SONET/SDH的光定也就被制出,SONET(Synchronous Optical Network,同步光路)SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步位)的基本架都是以同步送模式作基,只是SONET是由美定的光(美),SDH是ITU(International Telecommunication Union)根SONET本,之後再定改用於美以外的全球同步,此除了用於光路外,也用於其他以『同步』的方式。目前在全球多家的途骨路上都已普遍用SONET/SDH的光路,大多以提供2.5Gbps、5Gbps、或10Gbps的系主,在中上是OC-3及OC-12多。
ATM架可使光路更具有性充性
不因SONET/SDH等同步技具有部分先天上的限制及的增加,ATM路成未另一重要的骨架,未新一代的骨路多都用ATM架。ATM(Asynchronous Transfer Mode,非同步模式)正如其名一非同步的方式,最主要特的地方即是用多固定度的框(Fixed-length Cells) (53 bytes)行,此送方式可提供有先後性的料(如音及影像)行高速(2.5Gbps以上),且可以到『品服』(Quality of Service,QoS)的保。由於ATM具有路建性、未充性、及速度…等特性,所以ATM的崛起也助益於光路的展盛行,能使光更大的效用。WDMDWDM等多工技的出,可以使光更有效率,大大地提高光通的用。
然SONET/SDH的光方式目前普及的方式,不由於SONET架上的光都是只能以率(也就是色)的方式,在目前需求殷切的代似乎不符合效益,所以也就有了以不同波作多工的『分波多工』(Wavelength Division Multiplexing,WDM)技,WDM的原理就是利用一光或以上不同波(色)的光以到增加容量或的多工效果;最近年,光多工的技又更一步成了『高密度分波多工』(Dense Wavelength Division Multiplexing,DWDM),所DWDMWDM原理似,只不DWDM可以高密度的方法八以上不同波的光同透一光,以今的技最多可80的料封包多工放在一光上,以充分到的效果,且大大地降低光通的成本;如果以DWDM的技再配合光放大器(EDFA)的用,在已成有通增加容量的最佳解方式。
2.光域路方面
人於的需求了光域路的展
如前所述,由於格高昂及需求的,所以早期光展限於途通上的用,不近年在通量的快速增加及路的爆炸性成下,光路的用已去的途(Long Haul Transport)的骨路展到大城市(Metro Transport)的,未一、二年更因atacom流量的增加、技的步、及光通成本的下降,而使光通的用再度向接取端(Edge Transport)的中(如Fiber to the Building…等)展。
然光品的售快速下降,但由於光品格要降到一般消者可以接受的及工程架的困,所以在短期光到桌(Fiber to the Desk,FTTD)仍是不多,不在光域路的骨上是未一年即可到。目前在光域路的主流是Fast Ethernet(100Mbps以上)及Gigabit Ethernet(1Gbps以上),由於光域路在成本的考量上比信骨路重要,所以其光源大多使用成本低廉的LED及新展的VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser、垂直共振腔表面放射雷射),增加光域路的普及性。
目前域光路的普及限於骨上,不根估此市就不於信骨路的市,如果未因光品格的下降而可到FTTD,相的主、被元件市的大是可言。
3.有光方面
有的向了HFC的起,也增加了於光光的需求
早期有的介是用同(Coaxial Cable),整同所用的也只有50MHz到550MHz,大可放送100道,其他剩的因有使用而形成浪,之後因HFC(Hybrid Fiber Coaxial、光同)架及向的出,因此有系也可用在料的。HFC主要是用光端(Head-end)送到在用附近的光投落(Optical Network Unit、ONU),之後再用同以串接的方式高品的射送到500~1000用。
HFC用50~550MHz的下目,另用550~750MHz的以的方式行、影像、或…等位的下服,此外再用5~35MHz的作的上行使用。
由於年用同作向的市呈倍的成,去型的架都必重新HFC,所以有市也成光零件快速成的另一力。
六、
合以上所述,在未需求仍不成下,光通的已然形成,台商自然不能放此一大商。就整看,通市仍美主要商的天下,在掌握格制定既有的市基下,商所能著墨的不大,因此台商的主要商仍然在光通零件的造上。
在光通零件中,我商事被元件的,展也成熟,加上目前生自化的程度不高,仰人力多,故承接美商的外包容易。特是未需低廉的通零件,包括各式接器、耦合器波器等被元件低功率的主元件,此部份品的要求不若距苛,注重的是成本的低廉,且需求量大,此部份正好合台商展,因此,我商目前留意此市的展。
台目前由於只有少商自行生光,所以值仍小,不光是相,大多的光都是自外口,然後在其加工成光,初期光者是以足台的需主,不著能的及多者的投入,目前各光商也地投入市
之,在今光通蓬勃展之,商若能投入品造技的研,加上的策略盟,未商是十分大,而光也成未台股市中的明星。
附一
充模光:低失,容量大,外小、重量,易於施工,用於大容量通系。
金模光:低失,容量大,金,不受磁感干,用於高力平行之通。
槽型模光:低失,容量大,外小,重量,易於施工,用於市中和用路大容量通系。
充海底模光:低失,容量大,用於海底光系。
附二:海底光
良之光特性及械特性,可用於海域之放。
高抗度。有或可供以用不同需要。
有之。
槽型中心,海可15公里。
海
械 及 境 特 性
目
海外 (mm)4569
海空中重量 (kg/km) 5,30013,700
允最大力 (N) 40,000100,000
允最小曲半 (mm)30倍光外
工作及存度-30℃ ~ +60℃
明:
附四 全球光通各分域之商
分域商
光 Corning、Lucent、Alcatel、Sumitomo、Fujikura、Furukara
光 Siemens、Lucent、Pirelli、Alcatel、Sumitomo、Corningㄒ
塑光Mitsubishi Rayon Co.、Asahi Chemical Co. 、Taray industries
光放大器Lucent、Pirelli、Ciena、Corning、Nortel、Alcatel、Fujitsu
VCSELHoneywell、Mitel、CSEM、Mode、infineon、Agilent、Microcosm
送器/接收器Lucent、Nortel、Alcatel、Fujitsu、AMP、Agilent、Hitachi、NEC、Siemens
光接器Lucent、AMP、3M、Siecor、Molex、Seiko、Alcoa Fujikura、Diamond
DWDM元件Corning-OCA、JDS-FITEL、DiCon、Lucent、Hitachi、Pirelli、3M
光被元件 E-TEK、DiCon、Corning、Lucent、Uniphase、ADC、Gould
光通 Lucent、Alcatel、NEC、Nortel 、Fujitsu、Siemens、Ciena
光通相投商
品相生公司
光材料上、冠德光、卓越光
光冠德、合、大同、台林、新、三光惟、太平洋及等八家
新者:大、台一
光主元件冠德光
光被元件三光惟、上、台精、百光、光、卓越光、冠德光、蒲朗克光、、光炬、波若威、光隆光、光光
新者:海、科
光通主要仍由外者主控,者搭配部分品出
其他重要元件DWDM filter 精碟、玉山光
雷射光源、全新等
光的用
取自:http://www.ieo.nctu.edu.tw/~ieofuture/102/OF4.html
光雷射碎脂:
一根的光穿入皮下,用雷射光和的作用,把肥油一一的融解掉,融掉的油脂被身自行吸收掉,因口小不人造成身影,且由雷射光的作用由激真皮原蛋白再生,因此後不肥油不了,皮也得有性,最的肥胖也得改善,再也看不出曾胖的痕。
:
是利用光最基本的原理,用於工、神外科……其有:能清楚看人的造,在最少的害下行治「 囊」,患者吞服下囊,在胃消化系的不拍小道的影像,在人每秒可拍2彩色照片,影像料送至患者身上的接受器,最後,囊便一同排出。它的是查方法、痛、侵性,如同吞服丸,查程方便易施行,可以自由活不受限制,敏感度高,影像清晰,且一式囊,不重覆使用,不怕交感染。
信路:
所比例最大,在途海底中 有九成半以上都用光取代。的目是要光直接到每一用家庭,也就是所的光到家(FTTH),就是多媒推展至每用的最佳的方式。
路:
光域路提供了使用者一高速路然些路房到人都是用,但其部份乎已光化。光已骨路(Backbone)逐用到校主路,也就是光到大(FTTB)最後的目是光房直接拉至每一台上,也就是光到桌上(FTTD)。
光影像生命探器:
利用光影像生命探器,能找受困者,受困者做向通,解他周境及身,以送指官看到救助所拍到的影像,而定救方案。
光:
透光的反射量、力等料,也可以用安全和土石流。建好,沿著墩光,光的反射量,如果曲形,原本拉直的光也形,反射量差,如果到需要修的程度,工程光埋在土中,如果有土石流的情,光稍微被拉,力改;而如果用打光反射察光力的化,可以土石流的。人可以上察行修。防瓦斯漏也可用光。在瓦斯口拉上光,光瓦斯口通,若瓦斯口漏,分子大量吸收光,通光的光功率因此而小,器就可以察瓦斯正在漏。
LED光:
LED光光管接合後"光",其LED的冷光更可密的光管相接,降低照射面的反射失,提高"光"的亮度。用於舞台、、水中、路道、路面、梯、建物、景造景等;具有超省、命、耐候佳等特性。
工程技
摘自:http://www.compsolar.com/technology.htm
化合物半有比矽快速的子移特性 (Electron Mobility) 和具有高效率的光特性,故其用於、微波通和光及太能池方面的用。化合物半最早用於防事之事雷、武器、通太空事之星等。著美俄冷代的束,些原用於防之科技逐出於商用。 1990 年後,在行通、路、位家 ( 如 DVD player) 光的蓬勃展及美力展 MMIC 的下,化合物半具有高高速、消耗功率低、抗射性高、耐度高、光性等特之材料的需求即呈快速的增加,而化合物半的展成。
砷化 IC 及其品用域主要於行通、光通及路。近,由於能源耗管理的重城市照明改善的推,化合物半消耗功率低及光性之材料便受用, LED、光通用 LD、光存用 LD 及色能源 Solar Cell 需求的增加。砷化 IC 及其主要品用,如表列。
用
太能池用品
太空星,太空站
太能,建及公共工程
太能,太能能
民生用品
元件技:GaAs on Silicon/Glass Solar Cell
行
GSM 行 (GSM Global System for Mobile Communication)
CDMA 行 (CDMA Code Division Multiple Access)
PHS 行 (PHS Personal Handheld System)
3G 行 ( 3G 3rd Generation Personal Digital Cellular)
元件技:HBT,pHEMT,MESFET
域路
固途的域路 (Wireless Local Loop,WLL)
之域路 (Wireless Local Area Network,WLAN)
高真,代表著 IEEE 802.11a /b/e/g/n (Wireless Fi-delity,Wi-Fi)
WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access,WiMAX)
元件技: HBT,pHEMT,MESFET
微波通 / 定位系等
星定位系 (Global Positioning System,GPS)
位微波通 (Digital Microwave Radio)
直星系 (Digital Satellite System)
汽防撞雷系
子收系
RFID 管理系
元件技:HBT,pHEMT,MESFET
位家品
DVD player
DVD-RW
CD/ VCD player
元件技:LD(Laser Diode)
光用品
、交通
看板照明城市照明系
背光板
元件技:LED (R/G/B/W)
光通元件品
光通 ( Fiber Communication )
全球光到 ( Fiber To The Home,FTTH )
全球光到道路端 ( Fiber To The Curb,FTTC )
元件技:LD(Laser Diode),VCSEL
比目前矽太能板程,其原物料 (poly-Si) ,必矽砂高高等大耗能的生程,生有大污染之氯矽烷之危易燃、易爆的中物,故生必人之沙漠域,法任意,而未也面缺料,加上後之拉晶棒等程也必高之耗能程,故矽的太能技渡技。玻璃基板之化合物薄膜太能由於具有低成本高效率 (26%~40%) 比市售 (~15%) 之太能板更具力 。
太能池 原理介
太池(solar cell)太光系之基本元件,一太池之0.5V,可依所需要的、流,太池串成一,再以化玻璃(正面)、EVA、太池、EVA、杜邦Tedlar(一般型背面,若半透光型模板上下均用化玻璃)等後,放入台上做真空封,加框保後,成太光模或模板。
太池依材料可分:矽、化合物半、半接合物薄膜型、有染料半或Polymer等技型;其中,以化合物半之理效率35%最高,以往因成本昂,多用於星源等特殊用途,但近年由於大型置容量之PV系及集中式太能逐受到美日等重,以化合物半基材之高效率聚光型太光系,正吸引Sharp等大加技研,本公司由於有日本三菱的技援, 得以成功 量 新世代太能池, 光效率一到最高 39% , 目前市最佳 , 同用玻璃基板取代矽基板 , 成本亦到目前市最低 。
新世代太能池
目前的太能池造,大部份都用巨金外世代的技,然市需求的依然,但是在自主的技,加上缺乏本身的研能力,未在市正常的下,逐的失力,而遭到市的淘汰。加上矽晶材料的重短缺、格急高,致成本高,使得售逐的失力。
本公司致力於 新世代太能池的研,以最先的太能池程及量技,藉由新的化合物半技,晶成功量多介面太能池,如下紫部份,目前商仍停留在 矽的晶或多晶技 , 如下部份,其光效率在17% ;而 新世代太能池 的 光效率目前市最佳,高25%~39%, 同用玻璃基板取代矽基板,成本亦到目前市最低 。