早期的光通信,如用烽火台的狼烟传递简短的消息,贝尔的光电话利用光来传递语音信号。它们只能传送简单的信息,且距离短、可靠性低,究其原因是没有低损耗的传输介质和高质量的通信光源。
1966年英籍华人高锟博士发表了一篇划时代性的论文,他提出利用带有包层材料的石英玻璃光学纤维,作为通信媒质。从此,开创了光纤通信领域的研究工作。1977年美国在芝加哥相距7000米的两电话局之间,首次用多模光纤成功地进行了光纤通信试验。使用0.85微米波段的多模光纤的通信系统为第一代光纤通信系统。1981年又实现了两电话局间使用1.3微米多模光纤的通信系统,为第二代光纤通信系统。1984年实现了使用1.3微米单模光纤的通信系统,即第三代光纤通信系统。20世纪80年代中后期又实现了1.55微米单模光纤通信系统,即第四代光纤通信系统。用光波分复用提高速率、用光波放大增长传输距离的系统,为第五代光纤通信系统。新系统中,相干光纤通信系统,已达现场实验水平,已经得到应用。
光纤通信是以光波为载体,以光纤为传输介质的一种通信方式。光纤通信系统首先要在发射端将需传送的电话、电报、图像和数据等信号进行电光转换,即将电信号变成光信号,再经光纤传输到接收端,接收端将接收到的光信号转变成电信号,最后还原成消息。由于光纤通信具有传输频带宽、通信容量大、损耗低、不受电磁干扰等一系列优点,光纤通信技术近年来发展速度之快、应用范围之广是通信史上罕见的,可以说光纤通信技术是世界新技术革命的重要标志,是未来信息社会中各种信息网的主要传输工具。光纤通信以其独特的优越性,已经成为现代通信发展的主流方向之一,现在世界上大部分的通信业务都是采用光纤通信方式传送的。光纤通信所能实现的功能早已大大超过基于铜缆传输的系统。光纤通信与尚存的铜线应用以及正在快速增长的无线通信系统共同组成了信息传输基础架构。可以这样说,没有光纤通信,就没有因特网的规模化发展,现代信息社会的发展更不可能这样快速。
信息论认为,波长越短,载波频率越高,通信容量就越大。仅就所用的电磁波频率而言,光纤的通信容量是最大的。
光纤通信的发展可以粗略地分为以下3个阶段。
第一阶段(1966—1976年),这是从基础研究到商业应用的开发时期:
1960年,美国人梅曼(Maiman)发明了第一台红宝石激光器;
1970年,实现室温下连续运行的GaAs半导体激光器和光纤损耗降低至20dB/km,促进了光纤通信系统的大力发展。(www.daowen.com)
第二阶段(1976—1986年),这是以提高传输速率和增加传输距离为主要研究目标和大力推广应用的大发展时期:
1978年,第一代光通信系统投入使用;
1987年,第三代单模光纤系统商用化;
1985年,实验室实现第四代光通信系统,速率达2.4Gb/s,中继距离为100km。
第三阶段(1986—1996年),这是以超大容量超长距离为目标、全面深入开展新技术研究的时期:
1990年,第五代光纤通信系统以频分复用倍增速率和使用光放大器增加中继距离为标志,实现在2.5Gb/s上传输4500km和10Gb/s传输1500km。
当前光纤已成为信息宽带传输的主要媒质,光纤通信系统已成为国家信息基础设施的支柱。在许多发达国家,生产光纤通信产品的行业已在国民经济中占据重要地位。
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