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《淺議光纖通信技術(shù)發(fā)展和前景》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、淺議光纖通信技術(shù)發(fā)展和前景 【摘要】光纖通信技術(shù)的應(yīng)用是一次世界性的改革，他使人類的通信技術(shù)飛速發(fā)展。光纖通信是利用光波在光導(dǎo)纖維中傳輸信息的通信方式，是現(xiàn)代通信網(wǎng)的主要傳輸手段，在將來的科學(xué)進(jìn)步中，光纖通信也會(huì)起著舉足重輕的作用。【關(guān)鍵詞】光纖通信；發(fā)展；前景1.光纖通信概念和特點(diǎn)光纖通信是以光波為信息載體，通過光纖來傳遞的一種通信設(shè)施。光纖通信的特點(diǎn)：（1）光纖通信容量大；傳輸距離長；一根細(xì)細(xì)的光纖可以承載很多個(gè)光信息，而它的傳輸時(shí)以光速傳播，并且損耗非常小。（2）由于光纖較細(xì)，質(zhì)量輕，所以便于鋪設(shè)和運(yùn)輸。（3）光纖通信具有抗電磁干
2、擾能力，傳輸信息不易丟失和失真。（4）信號(hào)串?dāng)_小、保密性能好；（5）光纖通信用材少，而且不污染環(huán)境。（6）光纜適應(yīng)性強(qiáng)，壽命比較長。2.光纖通信技術(shù)的形成2.1早期的光通信。7光無處不在，這句話毫不夸張。在人類發(fā)展的早期，人類已經(jīng)開始使用光傳遞信息了，這樣的例子有很多。打手勢是一種目視形式的光通信，在黑暗中不能進(jìn)行。另外，3000多年前就有的烽火臺(tái)，直到目前仍然使用的信號(hào)燈、旗語等都可以看作是原始形式的光通信。望遠(yuǎn)鏡的出現(xiàn)則又極大地延長了這類目視形式的光通信的距離。這類光通信方式有一個(gè)顯著的缺點(diǎn)，就是它們能夠傳輸?shù)娜萘繕O其有限。近代歷史上
3、，早在1880年，美國的貝爾（Bell）發(fā)明了“光電話”。光電話并未能在人類生活中得到實(shí)際的使用，這主要是因?yàn)楫?dāng)時(shí)沒有合適的光源和傳輸介質(zhì)。然而，我們不得不說，光電話仍是一項(xiàng)偉大的發(fā)明，它的出現(xiàn)證明了用光波作為載波傳輸信息是可行的，因此，把貝爾光電話稱為現(xiàn)代光通信的雛形毫不過分。2.2現(xiàn)代光纖通信技術(shù)的形成。隨著社會(huì)的發(fā)展，信息傳輸與交換量與日俱增，傳統(tǒng)的通信方式已不能滿足人們的需要。為了擴(kuò)大通信容量，通信方式從中波、短波發(fā)展到微波、毫米波，這實(shí)際上就是通過提高通通信載波頻率來擴(kuò)大通信容量的。繼續(xù)提高頻率，達(dá)到光波波段，用光波作為載波進(jìn)行
4、通信，通信容量將大大超過傳統(tǒng)通信方式。要發(fā)展光通信，最重要的問題就是要尋找適用于光通信的光源和傳輸介質(zhì)。1970年，光纖和激光器這兩個(gè)科研成果同時(shí)問世，拉開了光纖通信的帷幕，所以我們把1970年稱為光纖通信的“元年”。2.2.1光源。71960年，美國的梅曼（T.H.Maiman）發(fā)明了紅寶石激光器，它可以產(chǎn)生單色相干光，使高速信息的光調(diào)制成為可能。和普通光相比，激光具有波譜寬度窄，方向性極好，亮度極高，以及頻率和相位較一致的良好特性。激光是一種高度相干光，它的特性和無線電波相似，是一種理想的光載波。但是，紅寶石激光器發(fā)出的光束不容易耦合
5、進(jìn)光纖中傳輸，其耦合效率是極低的，因此需要研制小型化的激光光源。1979年美國電報(bào)電話（AT&T）公司和日本電報(bào)電話公司研制成功發(fā)射波長為1.55的連續(xù)振蕩半導(dǎo)體激光器。激光器的發(fā)明和應(yīng)用，使沉睡了80年的光通信進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段。2.2.2傳輸介質(zhì)。2.2.2.1大氣。1961～1970年，人們主要研究利用大氣傳輸光信號(hào)。美國麻省理工學(xué)院利用He-Ne激光器和激光器進(jìn)行了大氣激光通信試驗(yàn)。試驗(yàn)證明用承載信息的光波通過大氣的傳播實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的通信是可行的，但是大氣傳輸光通信存在很多嚴(yán)重的問題：（1）通信能力和質(zhì)量受氣候影響十分嚴(yán)重。（2）大
6、氣的密度和溫度很不均勻，造成折射率的變化，加上大氣湍流的影響，光束位置可能會(huì)發(fā)生偏移和抖動(dòng)。（3）大氣傳輸設(shè)備要求設(shè)在高處，收、發(fā)設(shè)備必須直線可見。這種地理?xiàng)l件使得大氣傳輸通信的適用范圍具有很大的局限性。2.2.2.2光纖。7為了發(fā)展光通信技術(shù)，人們又考慮和嘗試了各種傳輸介質(zhì)，其中包括利用玻璃材料制成光導(dǎo)纖維來傳輸光信號(hào)，但是當(dāng)時(shí)最好的光學(xué)玻璃材料的損耗在1000dB/Km以上，這么高的傳輸損耗根本就無法用于通信。1966年，美籍華人高錕（C.K.Kao）和霍克哈姆（C.A.Hockham）發(fā)表了關(guān)于傳輸介質(zhì)新概念的論文，指出了利用光纖進(jìn)
7、行信息傳輸?shù)目赡苄院图夹g(shù)途徑，奠定了光纖通信的基礎(chǔ)。1970年，光纖研制取得了重大突破。美國康寧（Corning）公司研制成功損耗20dB/Km的石英光纖。與此同時(shí)，為促進(jìn)光纖通信系統(tǒng)的實(shí)用化，人們又及時(shí)地開發(fā)出適用于長波長的光源，即激光器、發(fā)光管和光檢測器。應(yīng)運(yùn)而生的光纖成纜、光無源器件、性能測試及工程應(yīng)用儀表等技術(shù)的日趨成熟，都為光纖光纜作為新的通信傳輸媒質(zhì)奠定了良好的基礎(chǔ)。1981年以后，世界各發(fā)達(dá)國家將光纖通信技術(shù)大規(guī)模地推入商用。歷經(jīng)20余年的突飛猛進(jìn)的發(fā)展，光纖通信速率已由1978年的45Mbit/s（例如美國MCI于1991
8、年開通了Chicago至St.Louis全長275英里的4×10Gbit/s的商用光纖通信系統(tǒng)等）。3.光纖通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀73.1波分復(fù)用技術(shù)。波分復(fù)用技術(shù)可以充分利用單模光纖低損耗區(qū)帶來
