光纖通信發展狀況以及原理結構介紹

1 光纖通信的發展狀況

1966年英籍華裔學者高錕(C.K.KA)和霍克哈母(C.K.HOCKHAM)發表了關于傳輸介質新概念的論文，指出了利用光纖(Optical Fiber)進行信息傳輸的可能性和技術途徑，奠定了現代光通信——光纖通信的基礎。1970年，光纖研制取得了重大突破，同時作為光纖通信用的光源也取得了實質性的進展。由于光纖和半導體激光器的技術進步，是1970年成為光纖通信發展的一個重要里程碑。1976年，美國在亞特蘭大(ATLANTA )進行了世界上第一個實用光纖通信系統的現場實驗，系統采用GAALAS激光器作為光源，多模光纖做傳輸介質，速率為44.7Mb/s，傳輸距離約10km。1976年美國亞特蘭大進行的現場實驗，標志著光纖通信從基礎發展到了商業應用的階段。此后，光纖通信技術不斷發展：光纖從多模發展到單模，工作波長從0.85um發展到1.31和1.55um，傳輸速率從幾十發展到幾十。另一方面，隨著技術的進步和大規模產業的形成，光纖價格不斷下降，應用范圍不斷擴大：從初期的市話局間中繼到長途干線進一步延伸到用戶接入網，從數字電話到有線電視(CATV)，從單一類型信息的傳輸到多種業務的傳輸。目前光纖已成為信息寬帶的主要媒質，光纖通信系統將成為未來國家基礎設施的支柱。

2 光纖通信系統

光纖通信的誕生和發展是電信史上的一次重要革命與衛星通信、移動通信并列為20世紀90年代的技術。進入21世紀后，由于因特網業務的迅速發展和音頻、視頻、數據、多媒體應用的增長，對大容量(超高速和超長距離)光波傳輸系統和網絡有了更為迫切的需求。

光纖通信就是利用光波作為載波來傳送信息，而以光纖作為傳輸介質實現信息傳輸，達到通信目的的一種最新通信技術。

通信的發展過程是以不斷提高載波頻率來擴大通信容量的過程，光頻作為載頻已達通信載波的上限，因為光是一種頻率極高的電磁波 ，因此用光作為載波進行通信容量極大，是過去通信方式的千百倍，具有極大的吸引力，光通信是人們早就追求的目標，也是通信發展的必然方向。

光纖通信與以往的電氣通信相比，主要區別在于有很多優點：它傳輸頻帶寬、通信容量大;傳輸損耗低、中繼距離長;線徑細、重量輕，原料為石英，節省金屬材料，有利于資源合理使用;絕緣、抗電磁干擾性能強;還具有抗腐蝕能力強、抗輻射能力強、可繞性好、無電火花、泄露小、保密性強等優點，可在特殊環境或軍事上使用。

光纖通信的應用領域是很廣泛的，主要用于市話中繼線，光纖通信的優點在這里可以充分發揮，逐步取代電纜，得到廣泛應用。還用于長途干線通信過去主要靠電纜、微波、衛星通信，現以逐步使用光纖通信并形成了占全球優勢的比特傳輸方法;用于全球通信網、各國的公共電信網(如我國的國家一級干線、各省二級干線和縣以下的支線);它還用于高質量彩色的電視傳輸、工業生產現場監視和調度、交通監視控制指揮、城鎮有線電視網、共用天線(CATV)系統，用于光纖局域網和其他如在飛機內、飛船內、艦艇內、礦井下、電力部門、軍事及有腐蝕和有輻射等中使用。

圖 1 光通信系統的基本組成結構圖

它適合于光纖模擬通信系統中，而且也適用于光纖數字通信系統和數據通信系統。在光纖模擬通信系統中，電信號處理是指對基帶信號進行放大、預調制等處理，而電信號反處理則是發端處理的逆過程，即解調、放大等處理。在光纖數字通信系統中，電信號處理是指對基帶信號進行放大、取樣、量化，即脈沖編碼調制(PCM )和線路碼型編碼處理等，而電信號反處理也是發端的逆過程。對數據光纖通信，電信號處理主要包括對信號進行放大，和數字通信系統不同的是它不需要碼型變換。