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光纤通信的发展

光纤通信技术已成为现代通信的主要支柱之一,在现代电信网中起着举足轻重

的作用。光纤通信作为一门新兴技术,近几年来发展速度非常快、应用面非常广。

下面就光纤通讯中的一些基本概念,构成,特点,发展做简单介绍。

光纤是光导纤维的简写,是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原

理而达成的光传导工具。光纤由内芯和包层组成,内芯一般为几十微米或几微米,

比一根头发丝还细;外面层称为包层,包层的作用就是保护光纤由于玻璃材料是制

作光纤的主要材料,它是电气绝缘体,因而不需要担心接地回路;光波在光纤中传输,

不会发生信息传播中的信息泄露现象;光纤很细,占用的体积小,这就解决了实施的

空间问题。

光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常

按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专

用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及

光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。

光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。可以把光纤

通信看成是以光导纤维为传输媒介的“有线”光通信。实际上光纤通信系统使用的

不是单根的光纤,而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆。

从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤通

讯系统是由光发信机,光收信机,光纤或光缆,中继器,光纤连接器、耦合器等无源器

件组成的。光发信机是实现电/光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组

成。其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制,成为已调光波,

然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。电端机就是常规的电子通信设

备。光收信机是实现光/电转换的光端机。它由光检测器和光放大器组成。其功

能是将光纤或光缆传输来的光信号,经光检测器转变为电信号,然后,再将这微弱的

电信号经放大电路放大到足够的电平,送到接收端的电端汲去。光纤或光缆构成光

的传输通路。其功能是将发信端发出的已调光信号,经过光纤或光缆的远距离传输

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后,耦合到收信端的光检测器上去,完成传送信息任务。中继器由光检测器、光源

和判决再生电路组成。它的作用有两个:一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的

衰减;另一个是对波形失真的脉冲近行政性。由于光纤或光缆的长度受光纤拉制

工艺和光缆施工条件的限制,且光纤的拉制长度也是有限度的。因此一条光纤线路

可能存在多根光纤相连接的问题。于是,光纤间的连接、光纤与光端机的连接及

耦合,对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。

光纤通信技术具有以下四个特点:1.频带极宽,通信容量大。光纤的传输带宽比

铜线或电缆大得多。对于单波长光纤通信系统,由于终端设备的限制往往发挥不出

带宽大的优势。因此需要技术来增加传输的容量,密集波分复用技术就能解决这个

问题。2.损耗低,中继距离长。目前,商品石英光纤和其它传输介质相比的损耗是最

低的;如果将来使用非石英极低损耗传输介质,理论上传输的损耗

还可以降到更低的水平。这就表明通过光纤通信系统可以减少系统的施工成本,

带来更好的经济效益。3.抗电磁干扰能力强。石英有很强的抗腐蚀性,而且绝缘

性好。而且它还有一个重要的特性就是抗电磁干扰的能力很强,它不受外部环境的

影响,也不受人为架设的电缆等干扰。这一点对于在强电领域的通讯应用特别有用,

而且在军事上也大有用处。4.无串音干扰,必威体育官网网址性好。在电波传输的过程中,电磁波

的传播容易泄露,必威体育官网网址性差。而光波在光纤中传播,不会发生串扰的现象,必威体育官网网址性强。

除以上特点之外,还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设;光纤的原材料资源丰富,

成本低;温度稳定性好、寿命长。

光纤通信的发展史虽然只有二三十年,但由于它无比的优越性,使它成为了现

代化通信网络中最为重要的传输媒介。总体来说,光纤通信的发展大致分为4个阶

段。第一阶段(1966——1976年是冲基础研究到商业应用的开发时期。这个时期

中,出现了短波长(850nm低速率(34或45Mb/s多模光纤通信系统,无中继传输距离

约为10km。第二阶段(1976——1986年是以提高传输速率和增加传输距离为研究

目标的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(850nm发