1960年,美国人梅曼(Maiman)发明了第一台红宝石激光器,给光通信带来了新的希望。1966年,英籍华裔学者高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.K.Hockham)发表了关于传输介质新概念的论文,指出利用光纤(Optical Fiber)进行信息传输的可能性和技术途径,奠定了现代光通信——光纤通信的基础。当时石英纤维的损耗高达1000dB/km以上,高锟等人指出:这样大的损耗不是石英纤维固有的特性,而是由于材料中的杂质造成的,材料本身固有的损耗基本上由瑞利(Rayleigh)散射决定,它随波长的4次方而下降,其损耗很小。因此有可能通过原材料的提纯制造出适合长距离通信使用的低损耗光纤。1979年,光纤损耗降低到0.2dB/km,1984年是0.157dB/km,1986年是0.154dB/km,接近了光纤最低损耗的理论极限。
1976年,美国在亚特兰大进行了世界上第一个实用光纤通信系统的现场试验,采用GaA lAs激光器作光源,多模光纤作传输介质,速率为44.7Mb/s,传输距离约10km。随后美国很快敷设了东西干线和南北干线,并相继于1988年和1989年建成了第一条横跨大西洋和太平洋的海底光缆通信系统。
自从1966年高锟提出光纤作为传输介质的概念以来,光纤通信从研究到应用,发展非常迅速:技术上不断更新换代,通信能力(传输速率和中继距离)不断提高,应用范围不断扩大。光纤通信的发展可以粗略地分为4个阶段:
第一阶段(1966年至1976年),这是从基础研究到商业应用的开发时期。在这个时期,实现了短波长(0.85μm)低速率(45Mb/s或34Mb/s)的多模光纤通信系统,无中继传输距离约10km。
第二阶段(1976年至1986年),这是以提高传输速率和增加传输距离为研究目标和大力推广应用的大发展时期。在这个时期,光纤从多模发展到单模,工作波长从短波长(0.85μm)发展到长波长(1.31μm和1.55μm),实现了工作波长为1.31μm、传输速率为140~565Mb/s的单模光纤通信系统,无中继传输距离为50~100km。(www.daowen.com)
第三阶段(1986年至1996年),这是以超大容量和超长距离为目标,全面深入开展新技术研究的时期。在这个时期,实现了1.55μm色散移位单模光纤通信系统。采用外调制技术,传输速率可达2.5~10Gb/s,无中继传输距离可达100~150km。实验室可以达到更高水平。光纤通信的廉价、优良的带宽特性正使之成为电信网的主要传输手段。
第四阶段(1997年至今)光纤通信由准同步数字系列(PDH)向同步数字系列(SDH)以及分组传送网过渡,光纤通信系统的传输速率进一步提高。特别是EDFA(掺铒光纤放大器)的应用解决了长途光纤传输信号的放大问题。随着各种新技术、新器件、新工艺的深入研究,光纤通信将进入光放大、光交叉连接和光交换的全光网时代。
尤其是20世纪90年代以来,通信技术的高速迅猛发展,移动通信、卫星传输和光纤通信将通信演变为高速、大容量、数字化和综合的多媒体业务。在国际电信联盟的推动下,光纤通信的一系列标准纷纷制定,有PDH、SDH、波分复用(WDM)、自动交换光网络(ASON)等。美国最先提出建立国家信息高速公路,即国家信息基础建设,后续其他国家陆续制定相关计划,并一起推出全球的信息技术建设计划。
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