Atès que la comercialització de fibres òptiques, amb l’avançament continu de la tecnologia, els tipus de fibres òptiques han passat per diverses etapes importants del desenvolupament.
Avui, fem una breu ullada a aquest viatge:
#### Etapa primera: fibra multimode (primera finestra)
Al juliol de 1966, el científic xinès-americà Charles Kao va publicar un treball històricament significatiu sobre les perspectives de la transmissió de fibra òptica. El treball va analitzar les principals causes de la pèrdua de transmissió de fibra òptica i teòricament va demostrar la possibilitat de reduir la pèrdua a 20 dB\/km. També va proposar que aquestes fibres es poguessin utilitzar per a la comunicació.
El 2009, Kao va ser guardonat amb el Premi Nobel de Física per les seves contribucions destacades a la indústria de fibra òptica.
Guiat per aquesta teoria, quatre anys després, el 1970, Corning Inc. als Estats Units va dibuixar amb èxit una fibra òptica amb una pèrdua de 20 dB\/km, demostrant la viabilitat d’utilitzar fibres òptiques com a mitjà de comunicació.
Al mateix temps, els laboratoris de Bell dels Estats Units van inventar el làser de semiconductors mitjançant arsenide de Gallium (GAAS) com a material. Gràcies a la seva petita mida, es va utilitzar àmpliament en sistemes de comunicació de fibra òptica.
El 1972, la pèrdua de transmissió de fibres òptiques es va reduir a 4 dB\/km.
A partir d’aquest moment, va començar oficialment l’era de la comunicació de fibra òptica.
Del 1972 al 1981, va ser el període de recerca i aplicació per a fibres multimode.
La primera longitud d'ona utilitzada en la comunicació de fibra òptica va ser de 850 nm, coneguda com la primera finestra.
Les primeres fibres multimode desenvolupades eren fibres multimode de pas. Posteriorment, es van desenvolupar fibres multimode d'índex classificats de la categoria A1A (5 0\/125). Aquestes fibres tenien una atenuació de 3. 0-3. 5 dB\/km, una amplada de banda de 200-800 mHz · km, i una obertura numèrica de 0. 2 0} ± 0. 02 o 0,23 ± 0,02.
Més endavant, es van desenvolupar i utilitzar fibres multimodes de la categoria A1b (62,5\/125) classificats. Aquestes fibres tenien una atenuació de 3. 0-3. 5 dB\/km, una amplada de banda de 100-800 mHz · km, i una obertura numèrica de 0. 275 ± 0. 015.
Aquests dos tipus de fibres, combinats amb díodes emissors de llum (LED) que funcionaven a prop de la longitud d’ona de 850 nm, van formar els primers sistemes de comunicació òptica.
Aleshores, l’amplada espectral del LED era de 40 nm, la potència òptica injectada era de 5 o 20 μW, i la velocitat màxima de dades era de 5 o 60 MB\/s.
#### Etapa dos: fibra multimode (segona finestra)
A finals dels anys 70 i principis de la dècada de 1980, els fabricants de fibres van desenvolupar la segona finestra (1300 nm).
Les fibres de la categoria A1A tenien una atenuació de 0. 8-1. 5 dB\/km i una amplada de banda de 200-1200 mHz · km. Les fibres de la categoria A1b tenien una atenuació de 0. 8-1. 5 dB\/km i una amplada de banda de 200-1000 mHz · km.
Aquestes fibres es van utilitzar conjuntament amb LED d’alta radiació, que tenien una amplada espectral de 120 nm, una potència òptica injectada de 20 μW i una taxa de dades màxima de 100 MB\/s.
#### Etapa tres: G.652, G.653 i G.654 Fibres d’un sol mode (segon i tercer finestra)
Del 1982 al 1992, va ser el període d’aplicació a gran escala per a fibres de mode únic G.652, G.653 i G.654, que van obrir la segona finestra (1310 nm) i la tercera finestra (1550 nm) per a fibres òptiques.
Entre 1973 i 1977, els principals fabricants de fibres a tot el món van desenvolupar diversos processos avançats de fabricació de preformes. Corning va desenvolupar la tecnologia OVD (deposició de vapor exterior); NTT, Sumitomo, Furukawa i Fujikura al Japó van desenvolupar conjuntament la tecnologia VAD (deposició axial de vapor); Lucent va millorar la tecnologia MCVD (deposició de vapor químic modificat); i Philips als Països Baixos van desenvolupar la tecnologia PCVD (Plasma Chemical Vapor deposició).
El 1982, a partir dels Estats Units, seguida del Japó i Alemanya, va començar la construcció global de projectes de llarg recorregut mitjançant fibres de mode únic G.652. La gran demanda del mercat de fibres d’un sol mode va estimular la producció massiva.
En aquest moment, l’OVD de Corning va augmentar encara més la taxa de deposició i VAD, MCVD i PCVD van afegir jaquetes exteriors per augmentar la mida de les preformes.
Posteriorment, tots els fabricants van seguir el procés híbrid en dos passos per ampliar les preformes.
A la dècada de 1990, Alcatel a França va desenvolupar la tecnologia APVD (pressió atmosfèrica VAD) (procés de polvorització de plasma MCVD +).
Els avenços significatius en la tecnologia de fabricació dels principals fabricants de fibres van crear millors condicions per a l’aplicació generalitzada de fibres convencionals d’un sol mode.
El 1984 es va utilitzar la tercera finestra (1550 nm).
El mateix any, el CCITT (International Telegraph and Telephone Consultative Committee) va emetre els estàndards G.651 i G.652.
El 1985, l’atenuació de les fibres G.652 havia arribat a 0. 35 dB\/km a 131 0 nm i 0,21 dB\/km a 1550 nm.
El 1985, es va comercialitzar la fibra desplaçada per la dispersió (G.653) desenvolupada pel Japó i els Estats Units. La seva característica era canviar el punt de dispersió zero des de la segona finestra a la tercera finestra. A la longitud d’ona de 1550 nm, no només la pèrdua va ser la més baixa, sinó que la dispersió també va ser la més petita.
El 1988, el CCITT va emetre la norma G.653. Aquesta fibra es va utilitzar àmpliament en les línies de tronc de comunicació del Japó.
A principis dels anys noranta, l'amplificador de fibra dopada per l'erbium (EDFA) va començar a comercialitzar-se, provocant la consideració de la múltiple de la divisió de longitud d'ona densa (DWDM).
No obstant això, la dispersió zero a la longitud d'ona de 1550 nm de les fibres G.653 va provocar una interferència no lineal greu entre els canals en sistemes DWDM, de manera que no es va promoure àmpliament a tot el món.
El 1995, la Xina va construir el projecte de cable òptic de Beijing-Kowloon, utilitzant sis fibres G.653 de 24 nuclis, que mai no es van activar. Des de llavors, la Xina no ha utilitzat fibres G.653.
Durant aquest període, també es va desenvolupar una fibra de longitud d'ona de tall. No només va tenir una pèrdua baixa a 1550 nm, sinó també una baixa pèrdua de microbend, fent-la adequada per a sistemes de llarg recorregut mitjançant amplificadors òptics i sistemes de cable submarí.
El 1988, el CCITT va emetre l'estàndard G.654.
#### Etapa quatre: obertura completa de finestres de fibra i desenvolupament integral de característiques
Del 1993 al 2006, les finestres de comunicació de fibra es van expandir fins al quart i cinquè Windows i la banda S, amb l’obertura completa de les finestres de comunicació de fibres. Es van desenvolupar quatre nous tipus de fibres i les característiques de les fibres es van fer més completes.
(1) La dispersió no nul·la va canviar la fibra d'un mode únic G.655 (tercer i quart finestra)
Per suprimir la barreja de quatre onades (FWM) i la modulació en fase creuada (XPM) en sistemes de multiplexació de divisió d’ona densa (DWDM) i reduir la interferència no lineal entre els canals òptics, es va introduir la fibra de dispersió no nul·la (NZDSF) el 1993.
Primer, Lucent va llançar la fibra de TrueWave, seguida de la introducció de Corning de la gran fibra de fulla de la zona efectiva.
Aquestes fibres funcionaven inicialment a la tercera finestra, és a dir, la banda C (1530-1565 nm). Després de 1995, es van estendre a la quarta finestra, és a dir, la banda L (1565-1625 nm).
El 1996, la UIT-T va establir l'estàndard G.655. Després del 1998, es va utilitzar àmpliament a tot el món.
(2) Fibra de mode únic en aigua baixa G.652C (cinquena finestra)
El 1998, Lucent va introduir la fibra TrueWave (és a dir, la fibra de pic de baix aigua), que gairebé va eliminar el pic d’aigua a 1383 nm (atenuació <0.
El 1999, la Xina va començar a utilitzar fibres d'ona per a cables de les telecomunicacions de Jiujiang.
El 2000, la UIT-T va establir l'estàndard G.652C.
El 2001, Corning va produir fibres de pic de baix aigua.
El 2002 es va promoure la fibra G.652C a tot el món.
Des de llavors, les fibres d’un sol mode han mostrat un excel·lent rendiment d’atenuació a través del rang de longitud d’ona de 1260 nm a 1625 nm.
Al maig del 2002, la ITU-T va dividir les bandes de longitud d’ona òptica per als sistemes de comunicació de fibra d’un sol mode en O, E, S, C, L i U.
La longitud d'ona de 850 nm per a fibres multimode es coneix com a primera finestra. Per a les fibres d’un sol mode, la banda O és la segona finestra, la banda C és la tercera finestra, la banda L és la quarta finestra i la banda E és la cinquena finestra.
