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浅谈光纤通信和通信电缆 摘要 : 综述了光纤通信与通信电缆的发展历史、技术特点,并就光纤通信和通信电缆未来的发展趋势和我国的现状提出了一些值得思考的问题.作者:李卫星2009年3月22日目录一、光纤通信发展历史 ………………………………………………………… 1二、通信电缆发展历史 ………………………………………………………….. 4三、光纤通信技术的特点 ………………………………………………………. 5四、通信电缆技术的特点及发展趋势 …………………………………… 14五、光纤通信的发展趋势 ………………………………………………….... 15六、光纤通信与通信电缆在我国的现状 …………………………….. 23七、参考文献 …………………………………………………………………… 26一 光纤通信发展历史在日常生活中，我们时常听到「光纤通讯(Optical Fiber Communications)」，但什么是「光纤通讯」呢？它又是如何传递光的讯号呢？为了解这个问题，我们先从「光传输」的历史讲起光纤通信是七十年代发展起来的一门新兴技术。 光纤是光导纤维的简称。它是由玻璃材料(SiO2)抽丝而成的一种光传输媒体。以光波传送信息，以光纤为传输介质的通信方式称为光纤通信。 利用光进行信息传递的历史至少可以追溯到我国古代的烽火台，当时是用火光来传递讯号作为警戒用途，至今已有七百多年的历史。后来则是在海上航行的船只利用灯号来作为通讯用途，比如：海军旗语、信号弹。乃至现在在大城市仍然使用的红绿灯都是利用光进行通信的。从近代科技的发展史来看，「光通讯」重大发明则是在公元1880年由贝尔(Alexander Graham Bell)发明的「光话机」(Photophone)所获得。贝尔将太阳聚成一道极为狭窄的光束，照射在很薄的镜子上，当人们发出声音的「声波」让这面薄镜产生振动时，「反射光」「强度」的变化使得感应的侦测器产生变动，改变「电阻」值。而接收端则利用变化的「电阻」值产生电流，还原成原来的「声波」。当贝尔测试「光话机」成功时，他写下了「我听到光线的笑声、咳嗽声和歌唱声」。 他的这项发明仅能传播约200公尺，因为藉由空气传递的光束，遇到的情况都不尽相同，例如雾、雨或雪都能阻挡光线，甚至在干燥而新鲜的空气中，光线强度仍会随距离迅速减弱。当时贝尔虽曾预测这项发明「在科学世界里，将远比电话、留声机和麦克风更有趣」，但是这种初期的光通信所能传送的信息是十分有限的。一方面由于普通光源或日光成份复杂、振动方面杂乱而无法调变；另一方面利用大气为介质进行光通信损耗大，受气候影响严重、不能全天侯进行、易受地理条件的限制。因此，贝尔的“光话机”由于高强度光源的可靠度和低损耗介质的稳定性，仍未能解决而一直未能实用。1960年，正当人们开始认识到信息对未来社会重要性的时候，美国的Maimen发明了红宝石雷射二极管。由此，人们得到了良好的同调光，使光通信得到了新生。这更加激发了人们对低损耗导光介质的研究热潮。 有人也想到了利用物质传导光。所以在公元1870年时，约翰道耳(John Tyndall)作了一个实验，让「光波」在由桶底流出的水柱中传播，因为光为「电磁波」的一种，所以我们称水柱那样可以传导光波的物质为「波导（waveguide）」。介质「波导」的理论则始于公元1910年，由Hondros及Debye首先提出。 近代的「光纤通讯」始于1960年代，而使得「光纤」成为现在及未来通讯的主力乃是基于两个事件的激发：首先是公元1960年美国物理学家梅门（Theodore Harold Maiman）成功地使红宝石振荡产生「雷射光」。第二则为公元1966年，科学家高锟（Charles Kao）及George A. Hockham，他们预测所制作的「光纤」，能够让「光波」在其中传输一公里，仍有原来1﹪的光能量，那么「光纤」就能够像电缆一般，来作为传输工具。因为在当时，即使是最好的「光纤」，「光波」在其中传输20公尺就已使光能量降低至原来能量的1﹪。 到了公元1970年，由贝尔实验室制作成功，可于常温下连续振荡之半导体雷射（Semi-Conductor-Laser）及康宁玻璃工厂（Corning Glass Work）制造出每公里衰灭小于20分贝的低损失石英质（Silica）光纤后，「光纤」技术一日千里。今日，由于光电科技的发展，每公里衰灭低于1分贝，传输带宽（「频率宽度」）高于800MHZ的光电缆已可大量生产，再配合「高阶数字多任务」（High Order Digital Multiplex）技术的发展以及高性能「光电组件」（Opto-Electronic Device）的开发，每秒传播速度高达九千万「位（Binary Digit，简称bit）」，甚至每到每秒四