光纖通信講座1-原榮(已修改)
2025-01-08 13:52 本頁面
【正文】 光 纖 通 信 講 座 原 榮 中國電子科技集團(tuán)公司第三十四研究所 （原信息產(chǎn)業(yè)部電子第三十四研究所） 第一章 概述 光纖通信技術(shù)發(fā)展 光纖通信史回顧 古老的光通信設(shè)備 烽火臺 ? 光通信是利用光波作為載波來傳遞信息的。 ? 廣義地說，用光傳遞信息并不是什么新鮮的事。早在公元兩千多年以前，我們的祖先就在都城和邊境堆起一些高高的土丘，遇到敵人入侵，就在這些土丘上燃起煙火傳遞受到入侵的信息，各地諸侯看見煙火就立刻領(lǐng)兵來救援。 ? 其中還有著名的“周幽王烽火戲諸侯”的故事。這種土丘就叫烽火臺，它就是一種古老的光通信設(shè)備。 光纖通信史回顧 古老的光通信 ? 由于人們無法解決光向四面八方散射時 ，光強(qiáng)減弱和不能通過障礙物的問題 ? 因此 ， 直到上世紀(jì)六十年代初 ， 光通信都沒有什么重大的進(jìn)展 。 它僅僅作為一種信號燈使用 ， 如 : 馬路上的紅綠燈 機(jī)場上的跑道標(biāo)志燈和 航標(biāo)燈等等 。 高錕提出光纖通信 ? 但是到了上世紀(jì)六十年代中期 ， 情況就發(fā)生了根本的變化 。 而且這種變化還是由于一位中國人引起的 ， 他就是高錕 ！ ? 早在 1966年 ， 英籍華人高錕發(fā)表了關(guān)于通信傳輸新介質(zhì)的論文 ， 當(dāng)時他還是一個在英國工作的年輕工程師 ， 他指出利用光導(dǎo)纖維進(jìn)行信息傳輸?shù)目赡苄院图夹g(shù)途徑 ，從而奠定了光纖通信的基礎(chǔ) 。 ? 在高錕早期的實(shí)驗(yàn)中 ， 光纖的損耗約為 3 000 dB/km， 他指出這么大的損耗不是石英纖維本身的固有特性 ， 而是由于材料中的雜質(zhì)離子的吸收產(chǎn)生的 。 高 錕 光纖通信發(fā)明家（左） 1998年在英國接受IEE 授予的獎?wù)? 高錕提出光纖通信 ? 高錕指出，如果把材料中金屬離子含量的比重降低到 10?6以下，光纖損耗就可以減小到 10 dB/km。 ? 再通過改進(jìn)制造工藝，提高材料的均勻性，可進(jìn)一步把光纖的損耗減少到幾dB/km。這種想法很快就變成了現(xiàn)實(shí)。 光纖的進(jìn)展情況 ? 1970年 光纖研制取得了重大突破，美國康寧公司按照高錕的思路，生產(chǎn)出了 20 dB/km的石英光纖 ? 1972年 該公司生產(chǎn)的多模光纖損耗已下降到 4 dB/km ? 1973年 美國貝爾（ Bell）實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)的光纖損耗為 dB/km， 1974年已下降到 dB/km ? 1976 日本 NTT 公司已減小到 dB/km ? 80年代初 單模光纖在波長 1550 nm 的損耗已降到 dB/km，接近了石英光纖的理論損耗極限。 全 波 光 纖 1200 1400 1600 衰減波長0 .10 .20 .30 .51700150013000 .40 .6窗口O SCLUE( d B / k m )( n m ) 光源 半導(dǎo)體激光器也發(fā)明了 ? 作為光纖通信用的光源 ， 半導(dǎo)體激光器也發(fā)明了 ， 并取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展 。 ? 1973 年半導(dǎo)體激光器的壽命是 7 000 小時 ? 1977 年貝爾實(shí)驗(yàn)室已達(dá)到 10 萬小時 ， 完全滿足實(shí)用化的要求 。 ? 1979 美國 ATT 公司和日本 NTT 公司又研制成功了長波長 （ 1550 nm） 連續(xù)振蕩半導(dǎo)體激光器 。 ? 低損耗光纖和連續(xù)振蕩半導(dǎo)體激光器的研制成功 ， 是光纖通信發(fā)展的重要里程碑 。 ? 現(xiàn)已安裝使用的光纖通信系統(tǒng)，光纖長度有的很短，只有幾米長 (計(jì)算機(jī)內(nèi)部或機(jī)房內(nèi) ) ；有的又很長，如連接洲與洲之間的海底光纜。 ? 上世紀(jì) 70年代以來，光纖通信的發(fā)展速度之快令人震驚，可
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