浅议光纤通信技术发展和前景

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1、浅议光纤通信技术发展和前景　　【摘要】光纤通信技术的应用是一次世界性的改革，他使人类的通信技术飞速发展。光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式，是现代通信网的主要传输手段，在将来的科学进步中，光纤通信也会起着举足重轻的作用。【关键词】光纤通信；发展；前景1.光纤通信概念和特点光纤通信是以光波为信息载体，通过光纤来传递的一种通信设施。光纤通信的特点：（1）光纤通信容量大；传输距离长；一根细细的光纤可以承载很多个光信息，而它的传输时以光速传播，并且损耗非常小。（2）由于光纤较细，质量轻，所以便于铺设和运输。（3）光纤通信具有抗电磁干

2、扰能力，传输信息不易丢失和失真。（4）信号串扰小、保密性能好；（5）光纤通信用材少，而且不污染环境。（6）光缆适应性强，寿命比较长。2.光纤通信技术的形成2.1早期的光通信。7光无处不在，这句话毫不夸张。在人类发展的早期，人类已经开始使用光传递信息了，这样的例子有很多。打手势是一种目视形式的光通信，在黑暗中不能进行。另外，3000多年前就有的烽火台，直到目前仍然使用的信号灯、旗语等都可以看作是原始形式的光通信。望远镜的出现则又极大地延长了这类目视形式的光通信的距离。这类光通信方式有一个显著的缺点，就是它们能够传输的容量极其有限。近代历史上

3、，早在1880年，美国的贝尔（Bell）发明了“光电话”。光电话并未能在人类生活中得到实际的使用，这主要是因为当时没有合适的光源和传输介质。然而，我们不得不说，光电话仍是一项伟大的发明，它的出现证明了用光波作为载波传输信息是可行的，因此，把贝尔光电话称为现代光通信的雏形毫不过分。2.2现代光纤通信技术的形成。随着社会的发展，信息传输与交换量与日俱增，传统的通信方式已不能满足人们的需要。为了扩大通信容量，通信方式从中波、短波发展到微波、毫米波，这实际上就是通过提高通通信载波频率来扩大通信容量的。继续提高频率，达到光波波段，用光波作为载波进行

4、通信，通信容量将大大超过传统通信方式。要发展光通信，最重要的问题就是要寻找适用于光通信的光源和传输介质。1970年，光纤和激光器这两个科研成果同时问世，拉开了光纤通信的帷幕，所以我们把1970年称为光纤通信的“元年”。2.2.1光源。71960年，美国的梅曼（T.H.Maiman）发明了红宝石激光器，它可以产生单色相干光，使高速信息的光调制成为可能。和普通光相比，激光具有波谱宽度窄，方向性极好，亮度极高，以及频率和相位较一致的良好特性。激光是一种高度相干光，它的特性和无线电波相似，是一种理想的光载波。但是，红宝石激光器发出的光束不容易耦合

5、进光纤中传输，其耦合效率是极低的，因此需要研制小型化的激光光源。1979年美国电报电话（AT&T）公司和日本电报电话公司研制成功发射波长为1.55的连续振荡半导体激光器。激光器的发明和应用，使沉睡了80年的光通信进入一个崭新的阶段。2.2.2传输介质。2.2.2.1大气。1961～1970年，人们主要研究利用大气传输光信号。美国麻省理工学院利用He-Ne激光器和激光器进行了大气激光通信试验。试验证明用承载信息的光波通过大气的传播实现点对点的通信是可行的，但是大气传输光通信存在很多严重的问题：（1）通信能力和质量受气候影响十分严重。（2）大

6、气的密度和温度很不均匀，造成折射率的变化，加上大气湍流的影响，光束位置可能会发生偏移和抖动。（3）大气传输设备要求设在高处，收、发设备必须直线可见。这种地理条件使得大气传输通信的适用范围具有很大的局限性。2.2.2.2光纤。7为了发展光通信技术，人们又考虑和尝试了各种传输介质，其中包括利用玻璃材料制成光导纤维来传输光信号，但是当时最好的光学玻璃材料的损耗在1000dB/Km以上，这么高的传输损耗根本就无法用于通信。1966年，美籍华人高锟（C.K.Kao）和霍克哈姆（C.A.Hockham）发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用光纤进

7、行信息传输的可能性和技术途径，奠定了光纤通信的基础。1970年，光纤研制取得了重大突破。美国康宁（Corning）公司研制成功损耗20dB/Km的石英光纤。与此同时，为促进光纤通信系统的实用化，人们又及时地开发出适用于长波长的光源，即激光器、发光管和光检测器。应运而生的光纤成缆、光无源器件、性能测试及工程应用仪表等技术的日趋成熟，都为光纤光缆作为新的通信传输媒质奠定了良好的基础。1981年以后，世界各发达国家将光纤通信技术大规模地推入商用。历经20余年的突飞猛进的发展，光纤通信速率已由1978年的45Mbit/s（例如美国MCI于1991

8、年开通了Chicago至St.Louis全长275英里的4×10Gbit/s的商用光纤通信系统等）。3.光纤通信技术发展的现状73.1波分复用技术。波分复用技术可以充分利用单模光纤低损耗区带来