光纤通信

光纤是光纤的缩写。光纤通信是一种以光波为信息载体，光纤为传输介质的通信方式。原则上，光纤通信的基本材料元素是光纤、光源和光检测器。除了根据制造工艺、材料组成和光学特性对光纤进行分类之外，光纤通常根据应用进行分类，可分为通信光纤和传感光纤。传输介质光纤分为普通光纤和特殊光纤，功能器件光纤是指用于光波的放大、整形、分频、倍频、调制、光振荡等功能的光纤，通常以某种功能器件的形式出现。

光纤通信是一种以光波为载波，以光纤为传输介质，将信息从一个地方传输到另一个地方的通信方式。它被称为“有线”光通信。目前，光纤以其传输带宽宽、抗干扰能力强、信号衰减小等优点，已经成为世界通信的主要传输方式，远远优于电缆传输和微波通信。

1966年，英国华裔高琨·昆发表了一篇论文，提出用应时制造损耗为20dB/km的玻璃纤维(光纤)，实现大容量光纤通信。当时，世界上只有少数人相信，如英国标准电信实验室(STL)、美国康宁玻璃公司、贝尔实验室等*。2010年，高锟因发明光纤获得诺贝尔奖。1970年，康宁公司开发了一种应时光纤，其损耗低至20dB/km，长度约为3000万米，据报道其成本为3000万美元。贝尔实验室于1976年在华盛顿的亚特兰大建立了一条实验线路，传输速率仅为45Mb/s，只能传输数百部电话，而使用同轴电缆可以传输1800部电话。当时，没有用于通信的激光器，但是使用发光二极管作为光纤通信的光源，因此速度非常低。大约在1984年，一种用于通信的半导体激光器被成功研制出来。光纤通信速度达到144兆/秒，可以传输1920条电话线。1992年，光纤的传输速率达到2.5千兆/秒，相当于3万多部电话。1996年，各种波长的激光器被成功开发出来，可以实现多波长和多通道光纤通信，即所谓的“波分复用”(WDM)技术，即在一根光纤中传输多个不同波长的光信号。因此，光纤通信的传输容量加倍。2000年，利用WDM技术，光纤的传输速率达到640 GB/s。有人对高锟在1976年发明光纤并在2010年获得诺贝尔奖深表怀疑。事实上，从上述光纤的发展历史可以看出，尽管光纤容量很大，但如果没有高速激光和微电子技术，光纤仍然不能发挥超大容量的作用。电子设备的速度只有每秒十亿比特的数量级。各种波长的高速激光器的出现使得光纤传输速度达到每秒百万兆比特(1tb/s = 1000 GB/s)。只有到那时，人们才意识到“光纤的发明引发了通信技术的革命！”

技术领域

(1)通信容量大，传输距离长；光纤的潜在带宽可以达到20THz。有了这个带宽，传输所有人类的书面数据只需要大约一秒钟，包括古代和现代，中国和外国。400千兆位/秒系统已投入商业使用。光纤损耗极低。在1.55μm的光波长下，应时光纤的损耗可以低于0.2分贝/千米，比任何传输介质的损耗都要低。因此，无中继传输距离可达数十甚至数百公里。

(2)信号干扰小，保密性好；

(3)抗电磁干扰，传输质量好，电通信不能解决各种电磁干扰问题，只有光纤通信不受各种电磁干扰的影响。

(4)光纤体积小、重量轻，便于铺设和运输；

(5)丰富的原料来源和良好的环境保护有利于节约有色金属铜。

(6)没有辐射，很难窃听，因为光纤传输的光波不能从光纤中出去。

(7)光缆适应性强，使用寿命长。

(8)质地脆，机械强度差。

(9)切割和拼接光纤需要某些工具、设备和技术。

(10)分流、耦合不灵活。

(11)光缆的弯曲半径不能太小(> 20厘米)

(12)供电困难。

光波在光纤中传输信息的一种通信方式。由于激光具有明显的优势，如高方向性、高相干性和高单色性，光纤通信中的光波主要是激光，所以也称激光-光纤通信。

原理和应用

光纤通信的原理是:在传输端，传输的信息(如声音)首先被转换成电信号，然后被调制到激光器发出的激光束上，这样光的强度随着电信号的幅度(频率)而变化，并通过光纤传输。在接收端，检测器将光信号转换成电信号，并在解调后恢复原始信息。

随着信息技术传输速度的日益更新，光纤技术得到了广泛的重视和应用。在多微机电梯系统中，光纤的应用完全满足了大量数据通信的正确、可靠、高速传输和处理的要求。光纤技术在电梯中的应用大大提高了整个控制系统的响应速度，显著提高了电梯系统的并行群控性能。电梯上使用的光纤通信装置主要由光源、光电接收器和光纤组成。

发展

光纤通信是现代通信网络的主要传输手段。它的发展历史只有120年。它经历了三代:短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤。光纤通信的采用是通信史上的一个重大变化。美国、日本、英国和法国等20多个国家宣布，它们将不再修建电缆通信线路，而是致力于发展光纤通信。中国光纤通信已经进入实用阶段。

光纤通信的诞生和发展是电信史上的一场重要革命。它与卫星通信和移动通信一起被列为20世纪90年代的一项技术。进入21世纪后，由于互联网业务的快速发展以及音频、视频、数据和多媒体应用的增长，对大容量(超高速、超长距离)光波传输系统和网络的需求更加迫切。

光纤通信是以光波为载波传输信息，以光纤为传输介质实现信息传输，达到通信目的的最新通信技术。

通信的发展是通过不断增加载波频率来扩大通信容量的过程。作为载波频率，光频率已经达到通信载波的上限。由于光是一种频率极高的电磁波，以光为载体的通信容量非常大，比过去的通信方式高一千倍，具有很大的吸引力。光通信是人们长期追求的目标，也是通信发展的必然方向。

与以往的电通信相比，光纤通信有许多优点:传输带宽和通信容量大；传输损耗低，中继距离长；线径细，重量轻，原料为应时，节约了金属材料，有利于资源的合理利用；强绝缘和抗电磁干扰性能；而且具有耐腐蚀性强、耐辐射性强、卷绕性好、无电火花、泄漏小、保密性强等优点，可用于特殊环境或军事上。