【正文】 光纖可以傳輸數(shù)字信號(hào) ， 也可以傳輸模擬信號(hào) 。 圖 (話路數(shù) )的關(guān)系 。 保密性能好的這一特點(diǎn) ， 對(duì)軍事 、 政治和經(jīng)濟(jì)都有重要的意義 。 制造 8 km管中同軸電纜 ， 1 km需要120 kg銅和 500 kg鋁；而制造 8 km光纖只需 320 g石英 。 沒有專用的特殊工具 ， 光纖不能分接 ， 因此信息在光纖中傳輸非常安全 。 光纖 (復(fù)合 )架空地線 (Optical Fiber Overhead Ground Wire, OPGW)是光纖與電力輸送系統(tǒng)的地線組合而成的通信光纜 ， 已在電力系統(tǒng)的通信中發(fā)揮重要作用 。 4. 光纖由電絕緣的石英材料制成 ， 光纖通信線路不受各種電磁場(chǎng)的干擾和閃電雷擊的損壞 。 表 光纜和電纜的重量和截面積比較 項(xiàng)目 8 芯 18 芯 光纜 電纜 光纜 電纜 重量 /(kg 在飛機(jī)上用光纖代替電纜 ， 不僅降低了通信設(shè)備的成本 ， 而且降低了飛機(jī)的制造成本 。 表 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 。 3. 重量輕 、 光纖重量很輕 ， 直徑很小 。s1 傳輸距離 /km 跨距 /km 研制單位 備注 WDM 20 17 20 132 150 120 50 ATamp。 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 。 3. 重量輕 、 光纖重量很輕 ， 直徑很小 。 而且 ， 在表 ， 傳輸?shù)恼`碼率極低 (109甚至更小 )。 目前 ， 采用外調(diào)制技術(shù) ， 波長(zhǎng)為 ， 若其傳輸速率為 Gb/s， 則中繼距離可達(dá) 150 km；若其傳輸速率為 10 Gb/s， 則中繼距離可達(dá) 100 km。 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 。 波分復(fù)用 (WDM)和光時(shí)分復(fù)用 (TDM)更是極大地增加了傳輸容量 ， 見表 。 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。 波分復(fù)用 (WDM)和光時(shí)分復(fù)用 (TDM)更是極大地增加了傳輸容量 ， 見表 。 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。 就單根光纖而言 ， 采用波分復(fù)用 (WDM)或光頻分復(fù)用 (OFDM)是增加光纖通信系統(tǒng)傳輸容量最有效的方法 。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) 。 km的帶寬 。 石英單模光纖在 有零色散特性 ， 通過光纖的設(shè)計(jì) ， 還可以把零色散波長(zhǎng)移到。km－1)? 5 1 m m 波導(dǎo)器 在光纖通信系統(tǒng)中 ， 作為載波的光波頻率比電波頻率高得多 ， 而作為傳輸介質(zhì)的光纖又比同軸電纜或波導(dǎo)管的損耗低得多 ， 因此相對(duì)于電纜通信或微波通信 ， 光纖通信具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn) 。 圖 耗特性 。 波導(dǎo)管具有比同軸電纜更低的損耗 ， 但隨著工作頻率的提高 ， 要減小波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的尺寸以保持單一模式的傳輸 ， 損耗仍然要增大 。 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)為 ~)頻帶寬度約為 200THz， 在常用的 μm和 μm兩個(gè)波長(zhǎng)窗口頻帶寬度也在 20 THz以上 。 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 。 電纜通信和微波通信的載波是電波 ， 光纖通信的載波是光波 。 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 。 表 世界成纜單模光纖市場(chǎng)銷售量 年份 1998 1999 2022 2022 2022 2022 光纖銷售總長(zhǎng)度/104 km 4110 4600 5350 6230 7200 8110 光纖通信的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用 最大可能的信息傳輸容量和傳輸距離 。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 。 兩者的比例不同， 是由于單模光纖比多模光纖便宜的結(jié)果。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%。 世界成纜光纖市場(chǎng)銷售量 ， 1994年為 1810 104 km， 預(yù)測(cè) 2022年為 6570 104 km， 7年中CAGR為 20%， 每年數(shù)據(jù)見表 。 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 。 另一方面 ， 隨著技術(shù)的進(jìn)步和大規(guī)模產(chǎn)業(yè)的形成 ， 光纖價(jià)格不斷下降 ， 應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大：從初期的市話局間中繼到長(zhǎng)途干線進(jìn)一步延伸到用戶接入網(wǎng) ， 從數(shù)字電話到有線電視 (CATV)， 從單一類型信息的傳輸?shù)蕉喾N業(yè)務(wù)的傳輸 。 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 。 實(shí)驗(yàn)室可以達(dá)到更高水平 。 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 ， 光纖從多模發(fā)展到單模 ， 工作波長(zhǎng)從短波長(zhǎng) ( μm) 發(fā)展到長(zhǎng)波長(zhǎng) ( μm和 μm)， 實(shí)現(xiàn)了工作波長(zhǎng)為 μm、傳輸速率為 140~565Mb/s 的單模光纖通信系統(tǒng) ， 無中繼傳輸距離為 100~50 km。 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) ， 無中繼傳輸距離約 10 km。 自從 1966 年高錕提出光纖作為傳輸介質(zhì)的概念以來 ， 光纖通信從研究到應(yīng)用 ， 發(fā)展非常迅速：技術(shù)上不斷更新?lián)Q代 ， 通信能力 (傳輸速率和中繼距離 )不斷提高 ， 應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大 。 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。 1976 年和 1978 年 ， 日本先后進(jìn)行了速率為 34 Mb/s， 傳輸距離為 64 km的突變型多模光纖通信系統(tǒng) ， 以及速率為 100 Mb/s的漸變型多模光纖通信系統(tǒng)的試驗(yàn) 。 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。 由于光纖和半導(dǎo)體激光器的技術(shù)進(jìn)步 ， 使