1、什么叫光通信

　　光通信是指以光作為信息載體而實現的通信方式。按傳輸介質的不同，可分為大氣激光通信和光纖通信。大氣激光通信是利用大氣作為傳輸介質的激光通信。光纖通信是以光波作為信息載體，以光纖作為傳輸介質的一種通信方式。

　　2、光通信發展史

　　光通信的發展史最早可追溯到“烽火臺”，這是一種目視光通信�？梢哉f，我們的祖先是光通信的先驅，因為此后數千年間，遠距離通信一直是用日視光通信來實現的。望遠鏡的出現，極大地延長了目視光通信的距離。但我們今X：fJi指的光通信與這種視覺通信完全不同，它是利用光波作為載波來傳遞信息的通信方式。從這個概念出發，光通信的歷史只能從貝爾發明的“光電話”算起。1880年，貝爾發明了一種利用光波作為載波傳輸話音信息的“光電話”，他用可見光在數百米的距離上以無線方式進行r傳輸話音的“光電話一實驗。然而由于受當時技術條件的限制，這種形式的光通信一直未能發展到實用階段。究其原因有二：一是沒有可靠的、高強度的光源;二是沒有穩定的、低損耗的傳輸介質，因而難以得到高質量的光通信。在此后幾f一年埋，由于卜述兩個障礙未能突破，而使光通信一度沉寂。

　　直到1960年7月8日，美國科學家梅曼(Maiman)發明了第一個紅寶石激光器，才真正促成了光通信的實質性發展。緊接著，1962年霍爾(Hall)等人研制出r十分適合于光通信的半導體激光器后，光通信的研究才逐漸普遍起來，光通信中光源問題的解決為人們探索用光來傳輸信息的努力向前邁了一大步。

　　激光器是基于物質原子、分子內能的變化而構成的光波振蕩器。激光器發出的激光與普通光相比，潛線窄，方向性好，亮度高，是一種頻率和相位都一致的相干光，其特性與無線電波相似，是一種理想的光載波。

　　從原理上講，有可能把微波通信中所應用的全套通信技術應用到激光通信上來，因此，激光器的出現，引發了世界性的大氣激光通信技術研究熱潮，從1961年到1970年，光通信的研究主要集中于利用大氣作為傳輸介質的光傳輸實驗，并陸續出現一些實用化系統。但是這種方式只能用在很短的距離上，并且受氣候因素的影響十分嚴重，雨、霧、雪等都會造成嚴重的損耗。例如，雨能造成30dB/km的損耗，濃霧甚至可以造成高達120dB/km的損耗。計算表明，直徑為5cm的激光束，傳播1km距離，如果在其截面上有1/1000度的溫差，接收端束斑將會偏離5cm，況且溫差往往還不均勻、不穩定，致使終端束斑處于無規則的擺動狀態，給接收造成困難。大氣激光通信技術由于器件技術和系統技術的限制以及受氣候變化的影響f分嚴重等諸多客觀因素，使得它的應用受到很大的限制。要充分發揮光波作為通信介質的作用，必須尋找會新的概念，探索新的傳輸介質，尋找一種較為理想的光傳輸介質解決辦法。

　　20世紀60年代早期，曾經有過各式各樣的傳光方式探索。例如用空心光波導管、透鏡(或反射鏡)陣列等，但都不能達到預期的目的，也有不少人在試探石英光纖傳光韻_HJ能性，卻很少有人相信它可以用在長距離通信上。兇為當時作為光導纖維材料的石英玻璃損耗很大，直到60年代中期，優質光學玻璃的傳輸損耗仍高達1000 dB/km，并且普遍認為很難降低。在幾乎毫無希望的情況F，英國標準電信研究所的華裔科學家高錕(K.C.Ka0)博士于1966年發表了一篇奠定光纖通信基礎的重要論文，他指出：光導纖維的高損耗不是其本身固有的，而是由材料中所含雜質引起的，如果降低材料中的雜質含量，便可極大地降低光纖損耗。他還預言，通過降低材料的雜質含量和改造工藝，可使光纖的損耗下降到20 dB/km，這一推斷引發了世界上幾個主要實驗室在這一領域的研究工作。1970年，美國康寧玻璃公司首先制成了衰減為20 dB/km(即光波沿光纖傳輸1 km后，光能損耗為原來的1%)的低損耗石英光纖。這是光通信發展的劃時代事件，它使人們確認光導纖維完全能勝任作為光通信的傳輸介質，使原來處于朦朧狀態的光通信形象至此豁然明朗，也就是說，確立了光通信向光纖通信方向發展的明確目標，揭開了光纖通信發展的新篇章。這也是通信技術發展史一次“重大變革”。于是，有人也將1970年稱為光纖通信的“元年”。

　　總之，20世紀60年代，在光通信發展史上出現了兩個重大突破：一是在室溫下連續工作的雙異質結構半導體激光器的出現，二是低損耗光導纖維的問世。這兩種技術的結合促進了光通信的新生，使通信技術的發展躍過了300GHz(1 GHz—lO。Hz)至300 TH：(1 THz=10”Hz)這一頻率跨度，而躍人了光纖通信時代。

　　此后數年中，光纖通信得到爆炸性的發展。至1974年，多模光纖損耗降低到了2 dB/km，1976年又獲得了1.31μm，1.55μm兩個低損耗的長波長窗口，1980年1.55μm窗口處的光纖損耗低至0.2dB/km，已接近理論值。到80年代中期，已能獲得小于0·4 dB/kin(1·31 p.m處)和0.25 dB/km(1.55 pm處)的低損耗商用光纖。

　　隨著光纖損耗的降低，也隨著新的激光器件和光檢測器的不斷研制成功，各種實用的光纖通信系統陸續出現，1976年在美國亞特蘭大首次成功地進行了速率為44.7Mb/s的光纖通信系統商用試驗。至80年代初，光纖通信系統已在各國大規模推廣應用a發展到今天，單波長光纖通信系統的傳輸速率已達到40 Gb/s，160 Tb/s單波長系統已在實驗室試驗采用DWDM技術的光纖通信系統的傳輸速率已達到10 Tb/s以上。短短的30多年，光纖通信系統的傳輸速率提高了20萬倍，可見它的發展速度是前所未有的。

　　今天，電話、傳真、電子郵件已廣泛進入社會生活的各個環節，新的需要(如家庭購物、電子理財、遠程醫療、視頻點播等)又擺到日程上來，所有這一切，歸結起來仍然是追求更高速的電子器件和更寬廣的頻帶寬度，這將推動著光纖通信技術向前發展并永無IE境。

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