淺談光纖通信技術的發展

摘 要:光導纖維通信，簡稱“光纖通訊”，主要是通過將圖像、數據信號進行調制到光載波之上，借助于光導纖維進行傳輸，進而達到信息快速傳遞目的一種較為先進的通信方式。光纖通信技術從其產生到發展經歷了一個相對較長的時期。本文認為對光纖通信技術的發展歷程進行深入的探討具有著重要意義，本文結合作者對大量文獻的閱讀，提出了一些自己的看法。

關鍵詞:光纖 通信技術 發展

中圖分類號:TN929.11文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)08(a“光纖”又被稱之為“光導纖維”，其主要在現代科學理念的指引下，運用光在塑料制成(或玻璃)制成的纖維之中全反射原理，最終形成的光傳導工具。光導纖維通信，簡稱“光纖通訊”，主要是通過將圖像、數據信號進行調制到光載波之上，借助于光導纖維進行傳輸，進而達到信息快速傳遞目的一種較為先進的通信方式。由于光波頻率與電波頻率相比較而言，其頻率較高，這使得采用光纖作為傳輸媒介進行傳播比傳統的同軸電纜、波導管的損耗低不少，由此可見，將光纖作為通信的傳輸媒介具有著諸多優勢，逐漸被人們所選用。對于光纖通信技術的發展歷程進行深入的探討具有著重要意義，筆者認為光纖通信技術的發展經歷了以下幾個較為重要的階段。

1 光纖通信技術的前探索時期

光纖通信技術的前探索時期，一般泛指是光纖通信技術出現之前對于光傳遞信息的相關探索活動。眾所周知，光無處不在。從人類產生開始，人們便開始采用光來進行信息傳遞，例如，人與人之間采用打手勢等表現形式，在打手勢傳遞信息時，太陽在此傳輸系統之中充當著光源作用，太陽的輻射與手勢發送者的信息相互結合，完成傳遞，通過人的眼睛(檢測器)進行接收。打手勢傳播信息對于光線具有著較強的依賴性，當黑暗來臨時，由于太陽—— 傳輸系統的光源消失時，則很難再進行手勢信息傳遞。再如我國古代著名的烽火臺傳遞信息則也是原始形式的光通信。直到現代發展過程之中，信號燈、旗語、打手勢等原始光通信形式仍然存在。但是，我們通過對于原始光通信形式的對比研究可以發現，此類信息傳輸具有著一個較大的局限則是其傳輸的容量非常有限。

1880年，美國Bell發明了“光電話”證明了采用光波作為信息的載體是可行的。因此，許多學者認為Bell的“光電話”是現代光通信的雛形。所謂“光電話”即是指主要采用弧光燈或者太陽作為光源，通過透鏡把光束聚焦在送話器前的振動鏡片上，通過話音的不斷變化產生的光強度的有次序的變動，實現對于光的整體強度的調制。“光電話”的接收端，則主要通過拋物面反射鏡將相應的光束反射到硅光電池之上，完成光信號轉變為電流，進而傳送到受話器之上。但由于自然光其具有著方向性不好，不能夠很好的控制其傳輸以及調制而未得到長足發展。

2 光纖通信技術的產生

光纖通信理念最源可以溯源于前香港中文大學校長高錕(K.C.Kao)以及George A. Hockham，他們最早提出可以采用光導纖維進行通訊傳輸的假想，即高錕首先在PIEE雜志上發表了《光頻率的介質纖維表面波導》的論文，在該文之中提出了可以采用包層材料石英玻璃的光學纖維作為通信載體，開啟了光纖通信領域的相關研究。K.C.Kao在文章中從理論上佐證了通信所用超低耗光纖的生產具有著較大的可行性的預見。由于該成果，英藉華人高錕榮獲諾貝爾獎。但是，需要注意的是，第一個光纖并不是由高錕所研究而成的。伴隨著社會的不斷發展而逐漸引起了人們的關注。1970年，美國的康寧公司(cornning)的馬瑞爾、凱克以及卡普隆采用MCVD法(改進型化學相沉積法)最早研制完成損耗約為20dB/km的光纖(低損耗石英光纖)，光纖通信技術產生并開始得到發展。

伴隨著人們對于光纖通信技術的日益關注，人們加強了對于低損耗光纖的相關研究。例如，在1970年美國的貝爾實驗室則研發出了“砷化鎵鋁半導體激光器”，這也是世界上第一個能夠在室溫之下進行連續波工作的激光器。1972年時，光纖的損耗已經被降低到了4dB/km。我國在此時期也開始加強了對于光纖通信技術的研究。例如，我國武漢郵電學院對于光纖通信有了相關的研究，并取得了較大的成果。1974年，美國的貝爾研究所CVD法(汽相沉積法)誕生，這是一個促進低損耗光纖制作的重要方法之一。CVD法使得光纖的損耗降低到了1.1dB/km。1977年與光纖相關的事件之中以美國在芝加哥兩個相距約7000m的電話局之間，采用多模光纖進行成功試驗最為著名。這是首次采用多模光纖通信系統成功的通信試驗線路。這條光纖試驗線路共擁有144個光纖光纜，多采用多模光纖，LED發光管為光源。第一代光纖通信系統應運而生—— 85μm波段的多模光纖。

1976年，光纖傳輸損耗降低到了0.5dB/km。同時，1977年日本電報電話公司以及美國的貝爾研究所研究成了100萬h的“半導體激光器”。同一時間，第一條光纖通信系統從美國芝加哥市開始投入商用，其速率為45MB/s，這些均為1981年實現了采用1.3μm多模光纖通信系統聯結兩電話局的實驗的成功奠定了堅實的基礎，此為第二代光纖通信系統。1984年實現了1.3μm單模光纖的通信系統，即第三代光纖通信系統。80年代中后期又實現了1.55μm單模光纖通信系統，即第四代光纖通信系統。

3 我國光纖技術的發展

伴隨著國外光纖通信技術的發展與演變，我國光纖技術也伴隨著世界發展浪潮而逐漸發展起來。除去1974年我國武漢郵電學院對于光纖通信有了相關的研究，并取了較為豐碩的成果。20世紀90年代初其，我國對于光纖通信系統有了較大的投入，逐漸開始采用光纜來取代傳統的電纜，進而構建成了國家“八縱八橫”的PDH140 Mbit/s系統主要干線。同時，伴隨著社會的不斷發展與科學技術的進步，SDH622 Mbit/s以及2.5Gbit/s系統逐漸得到廣泛采用。我國國產的光器件產品也逐漸得到了國際市場的認可。

根據相關統計數據，到2000年年底，我國光纜總長度已經達到了125萬km，250個地市得以聯通，由此足見我國光纖通信技術的發展之迅速。伴隨著我國對于光纖的重視程度，我國光纖研制方面也得到了長足發展。我國光纖通信技術伴隨著國家綜合國力的逐年上升、我國對于光纖通信技術的重視以及光纖通信本身的優勢，筆者認為我國光纖通信技術在未來的發展過程之中，將得到更為健康與快速的發展。

參考文獻

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