光纖通信

光纖通信原圖鏈接圖片來源優酷網

光纖通信技術（optical fiber communications）從光通信中脫穎而出，已成為現代通信的主要支柱之一，在現代電信網中起着舉足輕重的作用。光纖通信作為一門新興技術，其近年來發展速度之快、應用面之廣是通信史上罕見的，也是世界新技術革命的重要標誌和未來信息社會中各種信息的主要傳送工具。

中文名:光纖通信

外文名:optical fiber communications

目錄

光纖通信的原理

在發送端首先要把傳送的信息(如話音)變成電信號，然後調製到激光器發出的激光束上，使光的強度隨電信號的幅度(頻率)變化而變化，並通過光纖發送出去；在接收端，檢測器收到光信號後把它變換成電信號，經解調後恢復原信息．

應用領域

光纖通信的應用領域是很廣泛的，主要用於市話中繼線，光纖通信的優點在這裡可以充分發揮，逐步取代電纜，得到廣泛應用。還用於長途幹線通信過去主要靠電纜、微波、衛星通信，現以逐步使用光纖通信並形成了占全球優勢的比特傳輸方法；用於全球通信網、各國的公共電信網（如中國的國家一級幹線、各省二級幹線和縣以下的支線）；它還用於高質量彩色的電視傳輸、工業生產現場監視和調度、交通監視控制指揮、城鎮有線電視網、共用天線（CATV）系統，用於光纖局域網和其他如在飛機內、飛船]內、艦艇內、礦井下、電力部門、軍事及有腐蝕和有輻射等中使用。

光纖傳輸系統主要由：光發送機、光接收機、光纜傳輸線路、光中繼器和各種無源光器件構成。要實現通信，基帶信號還必須經過電端機對信號進行處理後送到光纖傳輸系統完成通信過程。

它適合於光纖模擬通信系統中，而且也適用於光纖數字通信系統和數據通信系統。在光纖模擬通信系統中，電信號處理是指對基帶信號進行放大、預調製等處理，而電信號反處理則是發端處理的逆過程，即解調、放大等處理。在光纖數字通信系統中，電信號處理是指對基帶信號進行放大、取樣、量化，即脈衝編碼調製（PCM ）和線路碼型編碼處理等，而電信號反處理也是發端的逆過程。對數據光纖通信，電信號處理主要包括對信號進行放大，和數字通信系統不同的是它不需要碼型變換。

光纖通信原圖鏈接圖片來源優酷網

專業概述

光纖即為光導纖維的簡稱。光纖通信是以光波作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。從原理上看，構成光纖通信的基本物質要素是光纖、光源和光檢測器。光纖除了按製造工藝、材料組成以及光學特性進行分類外，在應用中，光纖常按用途進行分類，可分為通信用光纖和傳感用光纖。傳輸介質光纖又分為通用與專用兩種，而功能器件光纖則指用於完成光波的放大、整形、分頻、倍頻、調製以及光振盪等功能的光纖，並常以某種功能器件的形式出現。

光纖通信是利用光波作載波，以光纖作為傳輸媒質將信息從一處傳至另一處的通信方式，被稱之為「有線」光通信。當今，光纖以其傳輸頻帶寬、抗干擾性高和信號衰減小，而遠優於電纜、微波通信的傳輸，已成為世界通信中主要傳輸方式。

1966年英籍華人高錕(Charles Kao)發表論文提出用石英製作玻璃絲(光纖)，其損耗可達20dB/km，可實現大容量的光纖通信。當時，世界上只有少數人相信，如英國的標準電信實驗室(STL)、美國的Corning玻璃公司，Bell實驗室等領導。2009年高錕因發明光纖獲得諾貝爾獎。1970年，Corning公司研製出損失低達20dB/km，長約30 m的石英光纖，據說花費了3000千萬美元。1976年Bell實驗室在華盛頓亞特蘭大建立了一條實驗線路，傳輸速率僅45Mb/s，只能傳輸數百路電話，而用中同軸電纜可傳輸1800路電話。因為當時尚無通信用的激光器，而是用發光二極管(LED)做光纖通信的光源，所以速率很低。1984年左右，通信用的半導體激光器研製成功，光纖通信的速率達到144Mb/s，可傳輸1920路電話。1992年一根光纖傳輸速率達到2.5Gb/s，相當3萬餘路電話。1996年，各種波長的激光器研製成功，可實現多波長多通道的光纖通信，即所謂「波分復用」(WDM)技術，也就是在1根光纖內，傳輸多個不同波長的光信號。於是光纖通信的傳輸容量倍增。在2000年，利用WDM技術，一根光纖光纖傳輸速率達到640Gb/s。有人對高錕1976年發明了光纖，而2010年才獲得諾貝爾獎有很大的疑問。事實上，從以上光纖發展史可以看出，儘管光纖的容量很大，沒有高速度的激光器和微電子仍不能發揮光纖超大容量的作用。電子器件的速率才達到吉比特/秒量級，各種波長的高速激光器的出現使光纖傳輸達到太比特/秒量級(1Tb/s=1000 Gb/s)，人們才認識到「光纖的發明引發了通信技術的一場革命!」

光纖通信原圖鏈接圖片來源優酷網

優點和不足

（1)通信容量大、傳輸距離遠；一根光纖的潛在帶寬可達20THz。採用這樣的帶寬，只需一秒鐘左右，即可將人類古今中外全部文字資料傳送完畢。400Gbit/s系統已經投入商業使用。光纖的損耗極低，在光波長為1.55μm附近，石英光纖損耗可低於0.2dB/km，這比任何傳輸媒質的損耗都低。因此，無中繼傳輸距離可達幾十、甚至上百公里。

(2)信號干擾小、保密性能好；

(3）抗電磁干擾、傳輸質量佳，電通信不能解決各種電磁干擾問題，唯有光纖通信不受各種電磁干擾。

(4）光纖尺寸小、重量輕，便於鋪設和運輸；

(5）材料來源豐富，環境保護好，有利於節約有色金屬銅。

(6）無輻射，難於竊聽，因為光纖傳輸的光波不能跑出光纖以外。

(7)光纜適應性強，壽命長。

(8）質地脆，機械強度差。

(9）光纖的切斷和接續需要一定的工具、設備和技術。

(10）分路、耦合不靈活。

(11）光纖光纜的彎曲半徑不能過小（>20cm）

(12）有供電困難問題。

利用光波在光導纖維中傳輸信息的通信方式．由於激光具有高方向性、高相干性、高單色性等顯著優點，光纖通信中的光波主要是激光，所以又叫做激光－光纖通信．