光纖除了可作為網際網路高速資料存取的線路之外,還可以應用於其它領域,例如光纖到府(Fiber To The Home;FTTH)或影像傳輸等等。其實利用光纖進行通信的構想,早在50年代就曾被提出,不過當時通信用高透明玻璃的製作技術,與發光/收光元件等周邊技術還不成熟,使得光纖通信始終無法實用化,直到70年代美國康寧發表傳輸損失為20dB/km的光纖之後,光纖通信與半導體雷射才正式開始商業化的應用研究,90年代更快速成為生活中的一部份,有鑑於此本文將詳細介紹有關光纖通信的硬體結構。
光通信的發展經緯
早期的光纖屬於多模光纖(Multi Mode Fiber;MMF),由於導通光線core部位的折射率為一定值,因此多模光纖又稱為SI型光纖(Step Index Type Fiber),折射率呈二次方分佈的光纖則稱為GI型光纖(Grated Index Type Fiber)。早期光源的波長雖然只有850nm左右,不過傳輸損損失卻高達2.5dB/km,相較之下90年代波長為1300nm的傳輸損失只有0.5dB/km。1300nm最大缺點是發光元件的價格非常昂貴,由於1300nm是繼850nm之後第二個實用化光源,所以稱為「second window」,接著問世的1550nm光源則稱為「third window」。由於GI型光纖屬於多模光纖,因此若與單模光纖(Single Mode Fiber;SMF)比較時,就會發生所謂的傳輸頻寬極限等問題。頻寬1300nm的單模光纖,在1310nm波長時具有波長分散等於0的特徵,由此可知雖然光纖可作高速傳輸,不過光纖本身也有所謂的「分散」困擾,使得傳輸速度受到一定的限制。由於1310nm的光源分散是0,因此很快就成為市場主流。 ... ...