【正文】 m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 。 表 WDM和 TDM光纖通信試驗(yàn)系統(tǒng)的傳輸能力 復(fù)用技術(shù) 傳輸容量/Gb 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 。 傳輸容量大 、 傳輸誤碼率低 、 中繼距離長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn) ， 使光纖通信系統(tǒng)不僅適合于長(zhǎng)途干線網(wǎng)而且適合于接入網(wǎng)的使用 ， 這也是降低每公里話路的系統(tǒng)造價(jià)的主要原因 。 采用光纖放大器 、 色散補(bǔ)償光纖 ， 中繼距離還可增加 ， 見表 。 因此 ， 用光纖比用同軸電纜或波導(dǎo)管的中繼距離長(zhǎng)得多 ， 見表 。 WDM 最 高 水 平 為 132 個(gè)信道 ， 傳 輸 容 量 為 20 Gb/s 132=2640 Gb/s， 相當(dāng)于 120 km的距離傳輸了 108條話路 。 采用外調(diào)制技術(shù) ， 傳輸速率可以達(dá)到 40 Gb/s。 WDM最高水平為 132個(gè)信道 ， 傳輸容量為 20 Gb/s 132=2640 Gb/s， 相當(dāng)于 120 km的距離傳輸了 108條話路 。 采用外調(diào)制技術(shù) ， 傳輸速率可以達(dá)到 40 Gb/s。 另一方面 ， 減小光源譜線寬度和采用外調(diào)制方式 ， 為了與同軸電纜通信和微波無(wú)線電通信比較 ， 表 實(shí)現(xiàn)的單一波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量和中繼距離 。 這種方法使線路傳輸容量數(shù)十成百倍地增加 。 另一方面 ， 可以采用多種復(fù)用技術(shù)來(lái)增加傳輸容量 。 在零色散波長(zhǎng)窗口 ， 單模光纖都具有幾十 GHz 1. 容許頻帶很寬 ， 光纖通信系統(tǒng)的容許頻帶 (帶寬 )取決于光源的調(diào)制特性 、 調(diào)制方式和光纖的色散特性 。 來(lái)自 .... 中國(guó)最大的資料庫(kù)下載 圖 各種傳輸線路的損耗特性 10001001010 . 11 0 M標(biāo)準(zhǔn)同軸? 38 mm海底同軸光纖1 0 0 M 1 G 1 0 G 1 0 0 G 1 T 1 0 T 1 0 0 T 1 0 0 0 T頻率 / H zM ：( 注 )G ：T ：1061091012傳輸損耗/(dB 光纖是由絕緣的石英 (SiO2)材料制成的 ， 通過(guò)提高材料純度和改進(jìn)制造工藝 ， 可以在寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)獲得很小的損耗 。 同軸電纜的損耗隨信號(hào)頻率的平方根而增大 ， 要減小損耗 ， 必須增大結(jié)構(gòu)尺寸 ， 但要保持單一模式的傳輸 ， 又不允許增大結(jié)構(gòu)尺寸 。 由于光源和光纖特性的限制 ， 目前 ， 光強(qiáng)度調(diào)制的帶寬一般只有 20 GHz， 因此還有 3個(gè)數(shù)量級(jí)以上的帶寬潛力可以挖掘 。 圖 部分電磁波頻譜 1 0 0 T H z1 0 T H z1 T H z1 0 0 G H z1 0 G H z1 G H z1 0 0 M H z1 0 M H z1 M H z1 ? m 可見光線10 ? m100 ? m1 m m1 0 m m1 0 0 m m1 m10 m100 m中波 ( M F )短波 ( H F )米波 ( V H F )分米波 ( U H F )厘米波 ( S H F )毫米波 ( E H F )亞毫米波遠(yuǎn)紅外線近紅外線( 光纖通信用）頻率 波長(zhǎng) 名稱紫外線 為便于比較 ， 圖 。 雖然光波和電波都是電磁波 ， 但是頻率差別很大 。 20世紀(jì) 60年代 ， 微波通信技術(shù)已經(jīng)成熟 ， 因此開拓頻率更高的光波應(yīng)用 ， 就成為通信技術(shù)發(fā)展的必然 。 通信系統(tǒng)的傳輸容量取決于對(duì)載波調(diào)制的頻帶寬度 ， 載波頻率越高 ， 頻帶寬度越寬 。 隨著光纖產(chǎn)量的增加 ， 價(jià)格逐年下降 ， 促進(jìn)了光纖在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用和新技術(shù)的研究 ， 推動(dòng)著光纖產(chǎn)業(yè)不斷向前發(fā)展 。 表 世界成纜光纖市場(chǎng)銷售量 年份 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2023 2023 光纖銷售總長(zhǎng)度/104 km 1810 2300 2900 3470 4070 4730 5580 6570 表 世界市場(chǎng)單模光纖平均價(jià)格 年份 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2023 2023 價(jià)格/($ 同年成纜光纖銷售量的 2300 104 km中 ， 單模為2130 10 4 km， 占 93%。 市場(chǎng)銷售額和市場(chǎng)銷售量的年增長(zhǎng)率不同 ， 主要是由于光纖價(jià)格呈下降趨勢(shì) ， 見表 。 根據(jù)資料 ， 僅光纜產(chǎn)品一項(xiàng) (約占整個(gè)光纖通信產(chǎn)品的一半 )， 1995年在世界市場(chǎng)銷售額達(dá) 38億美元 ， 預(yù)測(cè) 2023年可達(dá) 85億美元 ， 2023年可達(dá) 155億美元 ， 10年中復(fù)合年增長(zhǎng)率 (CAGR)為 15%。 目前光纖已成為信息寬帶傳輸?shù)闹饕劫|(zhì) ， 光纖通信系統(tǒng)將成為未來(lái)國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施的支柱 。 此后 ， 光纖通信技術(shù)不斷創(chuàng)新：光纖從多模發(fā)展到單模 ， 工作波長(zhǎng)從 μm發(fā)展到 μm和 μm， 傳輸速率從幾十 Mb/s發(fā)展到幾十 Gb/s。 目前 ， 正在開展研究的光纖通信新技術(shù) ， 例如 ， 超大容量的波分復(fù)用 (Wavelength Division Multiplexing, WDM)光纖通信系統(tǒng)和超長(zhǎng)距離的光孤子 (Soliton)通信系統(tǒng) ， 將在第 7章作介紹 。 采用外調(diào)制技術(shù) ， 傳輸速率可達(dá) ~10 Gb/s， 無(wú)中繼傳輸距離可達(dá) 150~100 km。 第三階段 (1986~1996年 )， 這是以超大容量超長(zhǎng)距離為目標(biāo) 、 全面深入開展新技術(shù)研究的時(shí)期 。 (1976~1986年 )， 這是以提高傳輸速率和增加傳輸距離為研究目標(biāo)和大力推廣應(yīng)用的大發(fā)展時(shí)期 。 光纖通信的發(fā)展可以粗略地分為三個(gè)階段： 第一階段 (1966~1976年 )， 這是從基礎(chǔ)研究到商業(yè)應(yīng)用的開發(fā)時(shí)期 。 從此 ， 海底光纜通信系統(tǒng)的建設(shè)得到了全面展開 ， 促進(jìn)了全球通信網(wǎng)的發(fā)展 。 1983年敷設(shè)了縱貫日本南北的光纜長(zhǎng)途干線 ， 全長(zhǎng) 3400 km， 初期傳輸速率為 400 Mb/s， 后來(lái)擴(kuò)容到 Gb/s。 來(lái)自 .... 中國(guó)最大的資料庫(kù)下載 隨后美國(guó)很快敷設(shè)了東西干線和南北干線 ， 穿越 22個(gè)州 光纜總長(zhǎng)達(dá) 5 104 km。 1976 年 ， 美國(guó)在亞特蘭大 (Atlanta)進(jìn)行了世界上第一個(gè)實(shí)用光纖通信系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) ， 系統(tǒng)采用 GaAlAs激光器作光源 ， 多模光纖作傳輸介質(zhì) ， 速率為 Mb/s， 傳輸距離約 10 km。 在這個(gè)期間 ， 1976年日本電報(bào)電話公司研制成功發(fā)射波長(zhǎng)為 μm的銦鎵砷磷 (InGaAsP)激光器 ， 1979年美國(guó)電報(bào)電話 (ATT)公司和日本電報(bào)電話公司研制成功發(fā)射波長(zhǎng)為 μm的連