千里一线牵：光纤通信

第二节　信息快车——光纤通信

载波频率更宽的光纤

人类很早以前就认识到光可以传递信息。2000多年前，我国就有了光传递远距离信息的设施——烽火台，后来又有了利用灯光闪烁传递信息的方法。1880年发明家贝尔利用太阳光作光源，有色晶体作为光接收器件，成功进行了光电话实验，通话距离最远达到了213米。美中不足的是用大气作为传输介质，损耗大，而且无法避免外界干扰，光信号最多能传递几百米远。人们又不得不寻求可以在封闭状态下传递光信号的办法，例如利用波导管、棱镜、透镜折射等来传递光。

1966年英国标准电信研究所的英裔华人高锟和英国人霍克哈姆大胆预言：只要能通过设计降低玻璃纤维的杂质，就有可能使光纤损耗从每千米1000分贝降低到20分贝，从而应用于通信领域。

光纤线缆

2000年末，光纤通信已成为世界上发展最快的领域之一，同时光纤通信对于互联网及相关软硬件产品的未来发展具有不寻常的意义。这也是我国与国际先进水平差距最小的领域之一。

光纤现象

光纤通信技术从光通信中脱颖而出，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，近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的，也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。

光纤通信系统

光纤是光导纤维的简称，是指一种利用光与光纤传递资讯的一种方式，它属于有线通信的一种。光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式。由于激光具有高方向性、高相干性、高单色性等显著优点，光纤通信中的光波主要是激光，所以又叫做激光——光纤通信。

光纤通信具有许多优点，现在它已经成为当今最主要的有线通信方式。

光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式。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。光纤通信之所以发展迅猛，主要缘于它具有以下特点：

(1)通信容量大、传输距离远。一根光纤的潜在带宽可达20太赫兹。采用这样的带宽，只需一秒钟左右，即可将人类古今中外全光纤通信系统千里一线牵——通信58部文字资料传送完毕。光纤的损耗极低，比目前任何传输媒质的损耗都低。因此，无中继传输距离可达几十、甚至上百千米。

(2)信号串扰小、保密性能好。

(3)抗电磁干扰、传输质量佳。电通信不能解决各种电磁干扰问题，唯有光纤通信不受各种电磁干扰。(www.xing528.com)

(4)光纤尺寸小、重量轻，便于敷设和运输。

(5)材料来源丰富，环境保护好，有利于节约有色金属铜。

(6)无辐射，难于窃听。因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外。

(7)光缆适应性强，寿命长。

卡式收发器——路由器

在实际应用中，光纤通信将需传送的信息在发送端输入到发送机中，将信息叠加或调制到作为信息信号载体的载波上，然后将已调制的载波通过传输媒质传送到远处的接收端，由接收机解调出原来的信息。

光纤常被电话公司用于传递电话、因特网，或是有线电视的讯号，有时候利用一条光纤就可以同时传递上述的所有讯号，与传统的铜线相比，光纤的讯号衰减与遭受干扰的情形都改善很多。特别是长距离以及大量传输的使用场合中，光纤的优势更为明显。

然而，在城市之间利用光纤的通信基础建设通常施工难度以及材料成本难以控制，完工后的系统维运复杂度与成本也居高不下。因此，早期光纤通信系统多半应用在长途的通信需求中，这样才能让光纤的优势彻底发挥，并且抑制住不断增加的成本。

对于光纤通信产业而言，1990年光放大器正式进入商业市场的应用后，很多超长距离的光纤通信才得以真正实现，例如越洋的海底电缆。到了2002年时，越洋海底电缆的总长已经超过25万千米，每秒能携带的信息量也非常大。

光纤通信产品

光经过调变后便能携带资讯。自20世纪80年代起，光纤通信系统对于电信工业产生了革命性的作用，同时也在后来的数字时代扮演着非常重要的角色。

光纤通信设备

光经过发射器产生光形式的信息讯号，然后信息通过光纤层层传递，同时光讯号在光纤流量中要保持不会减弱或严重变形，最后用特殊接收器接受传输过来的光讯号。根据信号的调制方式不同，光纤通信可以分为数字光纤通信和模拟光纤通信。光纤通信的产业包括了光纤光缆、光器件、光设备、光通信仪表、光通信集成电路等多个领域。

光纤通信设备光端盒