【正文】 幸好 ， 目前這種激光器在技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家已投入商業(yè)應(yīng)用 ， 可以傳輸 60~120路質(zhì)量?jī)?yōu)良的彩色電視信號(hào) 。 在這種 SCM系統(tǒng)中 ， 視頻基帶信號(hào)對(duì)射頻副載波的調(diào)制 ， 可以采用調(diào)頻 (FM)或調(diào)幅 (AM)。 模擬通信系統(tǒng)除占用帶寬較窄外 ， 還有電路簡(jiǎn)單 、 價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn) 。 數(shù)字通信系統(tǒng)的缺點(diǎn)是占用頻帶較寬 ， 系統(tǒng)的頻帶利用率不高注：這里沒有考慮語(yǔ)音 、 視頻壓縮編碼和多元制數(shù)字調(diào)制的作用 。 ④ 容易實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的保密通信 。 ② 可以用再生中繼 ， 傳輸距離長(zhǎng) 。 數(shù)字通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)如下： ① 抗干擾能力強(qiáng) ， 傳輸質(zhì)量好 。 數(shù)字通信系統(tǒng)用參數(shù)取值離散的信號(hào) (如脈沖的有和無(wú) 、 電平的高和低等 )代表信息 ， 強(qiáng)調(diào)的是信號(hào)和信息之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；而模擬通信系統(tǒng)則用參數(shù)取值連續(xù)的信號(hào)代表信息 ，強(qiáng)調(diào)的是變換過(guò)程中信號(hào)和信息之間的線性關(guān)系 。 靈敏度是衡量光接收機(jī)質(zhì)量的綜合指標(biāo) ， 它反映接收機(jī)調(diào)整到最佳狀態(tài)時(shí) ， 接收微弱光信號(hào)的能力 。外差檢測(cè)方式的難點(diǎn)是需要頻率非常穩(wěn)定 ， 相位和偏振方向可控制 ， 譜線寬度很窄的單模激光源；優(yōu)點(diǎn)是有很高的接收靈敏度 。 檢測(cè)方式有直接檢測(cè)和外差檢測(cè)兩種 。 光接收機(jī)由光檢測(cè)器 、 放大器和相關(guān)電路組成光檢測(cè)器是光接收機(jī)的核心 。 因此 ， 作為光源的激光器的發(fā)射波長(zhǎng)和作為光檢測(cè)器的光電二極管的波長(zhǎng)響應(yīng) ， 都要和光纖這三個(gè)波長(zhǎng)窗口相一致 。 石英光纖在波長(zhǎng) μm色散為零 ， 帶寬極大值高達(dá)幾十 GHz 單模光纖配合半導(dǎo)體激光器 ， 適合大容量長(zhǎng)距離光纖傳輸系統(tǒng) ， 而小容量短距離系統(tǒng)用多模光纖配合半導(dǎo)體發(fā)光二極管更加合適 。 實(shí)際工程中使用的是容納許多根光纖的光纜 。 因?yàn)榉?、 頻率或相位調(diào)制 ， 需要幅度和頻率非常穩(wěn)定 ， 相位和偏振方向可以控制 ， 譜線寬度很窄的單模激光源 ， 并采用外調(diào)制方案 ， 所以這些調(diào)制方式只在新技術(shù)系統(tǒng)中使用 。 目前有多種調(diào)制器可供選擇 ， 最常用的是電光調(diào)制器 。 目前有直接調(diào)制和間接調(diào)制 (或稱外調(diào)制 )兩種調(diào)制方案 ， 如圖 。 光發(fā)射機(jī)的性能基本上取決于光源的特性 ， 對(duì)光源的要求是輸出光功率足夠大 ， 調(diào)制頻率足夠高 ， 譜線寬度和光束發(fā)散角盡可能小 ， 輸出功率和波長(zhǎng)穩(wěn)定 ， 器件壽命長(zhǎng) 。 例如 ， 在光纖線路中插入光纖放大器組成光中繼長(zhǎng)途系統(tǒng) ， 配置波分復(fù)用器和解復(fù)用器 ， 組成大容量波分復(fù)用系統(tǒng) ， 使用耦合器或光開關(guān)組成無(wú)源光網(wǎng)絡(luò) ， 等等 。 光載波經(jīng)過(guò)光纖線路傳輸?shù)浇邮斩?， 再由光接收機(jī)把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào) 。 為提高傳輸質(zhì)量 ， 通常把這種模擬基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻率調(diào)制 (FM)、 脈沖頻率調(diào)制 (PFM)或脈沖寬度調(diào)制 (PWM)信號(hào) ， 最后把這種已調(diào)信號(hào)輸入光發(fā)射機(jī) 。 對(duì)于數(shù)字電話傳輸 ， 電話機(jī)把話音轉(zhuǎn)換為頻率范圍為 ~ kHz的模擬基帶信號(hào) ， 電發(fā)射機(jī)把這種模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào) ， 并把多路數(shù)字信號(hào)組合在一起 。 這里僅以數(shù)字電話和模擬電視為例 。 ③ 有線電視網(wǎng)的干線和分配網(wǎng)；工業(yè)電視系統(tǒng) ， 如工廠 、 銀行 、 商場(chǎng) 、 交通和公安部門的監(jiān)控； 自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸 。 光纖在通信網(wǎng) 、 廣播電視網(wǎng)與計(jì)算機(jī)網(wǎng) ， 以及在其它數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中 ， 都得到了廣泛應(yīng)用 。 總之 ， 光纖通信不僅在技術(shù)上具有很大的優(yōu)越性 ， 而且在經(jīng)濟(jì)上具有巨大的競(jìng)爭(zhēng)能力 ， 因此其在信息社會(huì)中將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用 。 6. 節(jié)約金屬材料 ， 制造同軸電纜和波導(dǎo)管的銅 、 鋁 、 鉛等金屬材料 ， 在地球上的儲(chǔ)存量是有限的；而制造光纖的石英 (SiO 2)在地球上基本上是取之不盡的材料 。 無(wú)金屬光纜非常適合于存在強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾的高壓電力線路周圍和油田 、 煤礦等易燃易爆環(huán)境中使用 。 例如 ， 在美國(guó) A 7飛機(jī)上 ， 用光纖通信代替電纜通信 ， 使飛機(jī)重量減輕 27磅 (約 kg)， 相當(dāng)于飛機(jī)制造成本減少 27萬(wàn)美元 。 即使做成光纜 ， 在芯數(shù)相同的條件下 ， 其重量還是比電纜輕得多 ， 體積也小得多 。 表 給出了鋁 /聚乙烯粘結(jié)護(hù)套 (LAP)單元結(jié)構(gòu)光纜和標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜的重量和截面積的比較 。 而且 ， 在表 ， 傳輸?shù)恼`碼率極低 (109甚至更小 )。 2. 損耗很小 ， 中繼距離很長(zhǎng)且誤碼率很小 石英光纖在 μm和 μm波長(zhǎng) ， 傳輸損耗分別為 dB/km和 dB/km， 甚至更低 。 表 光纖通信與電纜或微波通信傳輸能力的比較 通信手段 傳輸容量 (話路 )/條 中繼距離 /km 1000 km內(nèi)中繼器個(gè)數(shù) 微波無(wú)線電 960 50 20 小同軸 960 4 250 中同軸 1800 6 1600 光纜 1920 30 33 光纜 14000(1Gb/s) 84 11 光纜 6000(445MB/S) 134 7 目前 ， 單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般為 Gb/s和10 Gb/s。 目前 ， 單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般為 Gb/s和10 Gb/s。最簡(jiǎn)單的是空分復(fù)用 ， 因?yàn)楣饫w很細(xì) ， 直徑只有 125 μm, 一根光纜可以容納幾百根光纖 ， 12 12=144根光纖的帶狀光纜早已實(shí)現(xiàn) 。 石英單模光纖在 有零色散特性 ， 通過(guò)光纖的設(shè)計(jì) ， 還可以把零色散波長(zhǎng)移到。 圖 耗特性 。 微波波段有線傳輸線路是由金屬導(dǎo)體制成的同軸電纜和波導(dǎo)管 。 光纖通信用的近紅外光 (波長(zhǎng)約 1μm)的頻率 (約 300 THz)比微波 (波長(zhǎng)為 ~1 mm)的頻率 (3~300 GHz)高 3個(gè)數(shù)量級(jí)以上 。 通信技術(shù)發(fā)展的歷史 ， 實(shí)際上是一個(gè)不斷提高載波頻率和增加傳輸容量的歷史 。km1) 68 67 72 69 60 52 46 44 實(shí)際銷售量比預(yù)測(cè)的數(shù)字還要大 ， 到 1998年底 ， 僅單模光纖的銷售量就達(dá)到 4110 104 km， 見表 。在 1995年光纜市場(chǎng)銷售額的 38億美元中 ， 單模占 28億美元 ，為 74%。 在許多發(fā)達(dá)國(guó)家 ， 生產(chǎn)光纖通信產(chǎn)品的行業(yè)已在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占重要地位 。 1976年美國(guó)在亞特蘭大進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) ， 標(biāo)志著光纖通信從基礎(chǔ)研究發(fā)展到了商業(yè)應(yīng)用的新階段 。 在這個(gè)時(shí)期 ， 實(shí)現(xiàn)了 μm色散移位單模光纖通信系統(tǒng) 。 在這個(gè)時(shí)期 ， 實(shí)現(xiàn)了短波長(zhǎng) ( μm)低速率 (45或34 Mb/s)多模光纖通信系統(tǒng) ， 無(wú)中繼傳輸距離約 10 km。 隨后 ， 由美 、 日 、 英 、 法發(fā)起的第一條橫跨大西洋 TAT8海底光纜通信系統(tǒng)于1988年建成 ， 全長(zhǎng) 6400 km；第一條橫跨太平洋 TPC3/HAW4 海底光纜通信系統(tǒng)于 1989年建成 ， 全長(zhǎng) 13 200 km。 1980 年 ， 美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化 FT 3光纖通信系統(tǒng)投入商業(yè)應(yīng)用 ， 系統(tǒng)采用漸變型多模光纖 ， 速率為 Mb/s。 1977 年 ， 貝爾實(shí)驗(yàn)室研制的半導(dǎo)體激光器壽命達(dá)到 10萬(wàn)小時(shí) (約 )， 外推壽命達(dá)到 100萬(wàn)小時(shí) ， 完全滿足實(shí)用化的要求 。 1970 年 ， 作為光纖通信用的光源也取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展 。 1973 年 ， 美國(guó)貝爾 (Bell)實(shí)驗(yàn)室取得了更大成績(jī) ， 光纖損耗降低到 。 1970 年 ， 光纖研制取得了重大突破 。 因此有可能通過(guò)原材料的提純制造出適合于長(zhǎng)距離通信使用的低損耗光纖 。 由于沒有找到