光纤通信技术的发展史及其现状 论文
光纤通信技术研究论文4篇
光纤通信技术研究论文4篇第一篇:光纤通信技术的特点和发展趋势随着密集波分复用技术的提升,光纤通信技术已成为下一代电信网的重要基础特征。
光纤的种类繁多,根据不同的需求,性能也有所差异。
光纤通信在中国的发展史上极其迅速,1991年底,光缆的铺设在全球就有563万km,后期随着宽带业务的发展,光缆的销售量从城市至农村,呈现着稳定上升的发展阶段。
光纤利用其体积小、损耗率低的特点,成为未来宽带市场斗争史上的主角。
1光纤简介光纤是一种由内芯和包层组合而成的产品,内芯是一种比头发丝还要细的物质,其体积只有几十甚至几微米;而包层是外面包住内芯的物质,其作用是保护光纤。
光纤多分为两种传输模式:单模光纤和多模光纤[1]。
单模光纤的内芯比较细,一般为9~10μm,只可传一种模式的光,模间色散小,应用于远程通讯;而多模光纤的内芯较粗,一般为50~62.5μm,可以传输多种光,模间色散比单膜的要大,因此传输的距离也较近,一般只有几公里。
光纤的主要材质是玻璃材料做成的,因为是电气绝缘体,所以不必担心其接地回路问题。
光纤的占地体积非常小,因而节省了很多空间。
2光纤通信技术的特点分析2.1抗电磁干扰能力强光纤一般会用石英这种材料来制作而成,石英光纤的折射率高,是用纯石英玻璃材质为内芯,用这种材质的理由是其具有良好的绝缘性,而且还具有抗电磁干扰的作用,不受到外界任何环境的影响,且机械强度高、弯曲性能好,因此不仅在超强电领域中独占鳌头,在军事应用上也发挥了其独特的作用。
2.2损耗率低光纤的损耗一般是由光纤的固有损耗以及光纤制成后由于使用而造成的附加损耗。
通过研究发现,石英光纤的损耗率低于0~20dB/km,这种损耗率目前是任何一种传输介质都无法相比的,在长途传输的过程中,利用其特有的能力为我们降低了许多成本。
2.3密封性无串音干扰由于电磁波的传播是用电波传播,保密性非常差,导致某些信息极易泄露。
光纤是由光波传播,灵敏度高,不受电磁的影响,绝缘、耐高压、耐高温、耐腐蚀,不但密封性强,串联的情况也极少发生[2]。
光纤通信技术的发展与展望论文.
光纤通信技术的发展与展望论文2019-02-13[摘要]分析光纤通信技术的发展历史与发展现状,并对光纤通信技术的发展趋势进行了展望。
[关键词]光纤通信技术发展现状趋势展望一、光纤通信技术的发展及现状光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。
光纤从提出理论到技术实现和今天的高速光纤通信也不过几十年的时间。
从国外的发展历程我们可以看出,20世纪60年代中期,所研制的最好的光纤损耗在400分贝以上,1966年英国标准电信研究所高锟及Hockham从理论上预言光纤损耗可降至20分贝/千米以下,日本于1969年研制出第一根通信用光纤损耗为100分贝/千米,1970年康宁公司(Corning)采用“粉末法”先后获得了损耗低于20分贝/千米和4分贝/千米的低损耗石英光纤,1974年贝尔实验室(Bell)采用改进的化学汽相沉积法制出性能优于康宁公司的光纤产品。
到1979年,掺锗石英光纤在1.55千米处的损耗已经降到0.2分贝/千米,这一数值已经十分接近由Rayleigh散射所决定的石英光纤理论损耗极限。
目前国内光纤光缆的生产能力过剩,供大于求。
特种光纤如FTTH用光纤仍需进口,但总量不大,国内生产光纤光缆价格与国际市场没有差别,成本无法再降,已经是零利润,在国际市场没有太强竞争力,出口量很小。
二十年来的光技术的两个主要发展,WDM和PON,这两个已经相对比较成熟。
多业务传输发展平台两个方面,一方面是更有效承载以太网业务、数据业务,另一方面是向业务方面发展。
AS0N的现状是目前的系统只是在设备中,或是在网络中实现了一些功能,但是一些核心作用还没有达到。
二、光纤通信技术的趋势及展望目前在光通信领域有几个发展热点即超高速传输系统、超大容量WDM系统、光传送联网技术、新一代的光纤、IPoverOptical以及光接入网技术。
(一)向超高速系统的发展目前10Gbps系统已开始大批量装备网络,主要在北美,在欧洲、日本和澳大利亚也已开始大量应用。
光纤通信技术发展历程及趋势
光纤通信技术发展历程及趋势光纤通信技术是二十世纪末开始普及的通信技术,其独特的优势和快速的发展速度,使得它成为了现代社会最重要的通信技术之一。
本文将会阐述光纤通信技术的发展历程,并且对未来的趋势进行探讨。
一、光纤通信技术的发展历程1960年代,光纤通信技术的概念首次被提出。
但是,由于当时无法制造出高质量的光纤,这项技术一直处于实验室阶段。
直到20世纪70年代,美国贝尔实验室首次成功制造出了质量优良的光纤,使得光纤通信技术才开始出现了真正的应用。
比较典型的是,1977年美国AT&T公司在美国第一次开通了一条光纤通信线路,同时也标志着光纤通信技术进入了商业化运营的阶段。
20世纪80年代,光纤通信技术迅速发展。
国外厂商加强了对光纤技术的研究和开发,并成立了多个光纤通信领域的国际标准组织,比如ITU和FSAN等。
国内也于1984年开始进入光纤通信技术的领域,并发起了“863计划”,同时成立了多家研究机构和起步公司,加快了国内的光纤通信技术的发展。
20世纪90年代,在无线通信和传统有线通信技术的双重推动下,光纤通信技术得到了更广泛的应用。
比如,在网络终端之间的传输和银行间仪表的交换等领域,光纤通信技术的应用得到了广泛的推广。
此外,同时成立的一些国际合作组织,如CORBA、WAP等,也为光纤通信技术的发展提供了更加优质的平台。
二、光纤通信技术的现状与趋势目前,光纤通信技术已经成为现代化电信网络的基石,且持续不断地得到进一步的扩展和升级。
因此,我们现在需要了解的是光纤通信技术未来的趋势和现状。
1. 高速化和可靠化对于当前的光纤通信技术来说,高速化和可靠化是最重要的趋势。
从20世纪90年代以来,光纤通信技术经过了多次升级和更新,使得光纤传输速度提高了许多倍。
未来,光纤通信技术还将进一步提高传输速度和可靠性,以满足不断增长的通信需求。
2. 光纤无源器件的发展光纤无源器件是光纤通信技术中的关键部件,包括了二分束器、可控式衰减器、晶格光纤等等。
光纤通信技术的发展史及其现状_论文[1]
光纤通信技术的发展史及其现状【内容摘要】光纤通信符合了高速度、大容量、高保密等要求,但是,光纤通信能实际应用到人类传输信息中并不是一帆风顺的,其发展中经历了很多技术难关,解决了这些技术难题,光纤通信才能进一步发展。
本文从光源及传输介质、光电子器件、光纤通信系统的发展来展示光纤通信技术的发展。
【关键词】光纤通信技术光纤光缆光有源器件光无源器件光纤通信系统【正文】光自身固有的优点注定了它在人类历史上充当不可忽略的角色,随着人类技术的发展,其应用越来越广泛,优点也越来越突出。
光纤通信是将要传送的图像、数据等信号调制到光载波上,以光纤作为传输媒介的通信方式。
作为载波的光波频率比电波频率高得多,作为传输介质的光纤又比同轴电缆或波导管的损耗低得多,因此相对于电缆通信或微波通信,光纤通信具有许多独特的优点。
将优点突出的光纤通信真正应用到人类生活中去,和很多技术一样,都需要一个发展的过程。
一、光纤通信技术的形成(一)、早期的光通信光无处不在,这句话毫不夸张。
在人类发展的早期,人类已经开始使用光传递信息了,这样的例子有很多。
打手势是一种目视形式的光通信,在黑暗中不能进行。
白天太阳充当这个传输系统的光源,太阳辐射携带发送者的信息传送给接收者,手的动作调制光波,人的眼睛充当检测器。
另外,3000多年前就有的烽火台,直到目前仍然使用的信号灯、旗语等都可以看作是原始形式的光通信。
望远镜的出现则又极大地延长了这类目视形式的光通信的距离。
这类光通信方式有一个显著的缺点,就是它们能够传输的容量极其有限。
近代历史上,早在1880年,美国的贝尔(Bell)发明了“光电话”。
这种光电话利用太阳光或弧光灯作光源,通过透镜把光束聚焦在送话器前的振动镜片上,使光强度随话音的变化而变化,实现话音对光强度的调制。
在接收端,用抛物面反射镜把从大气传来的光束反射到硅光电池上,使光信号变换为电流传送到受话器。
光电话并未能在人类生活中得到实际的使用,这主要是因为当时没有合适的光源和传输介质。
光纤通信技术的发展及应用前景
光纤通信技术的发展及应用前景随着社会的发展,新兴科技技术的应用不断涌现。
其中,光纤通信技术由于其高传输速率、高带宽、低能耗等优点,被广泛应用于网络、通信、电子商务等领域。
本文将从光纤通信技术的发展历程、应用现状以及未来前景三个方面,对其进行探讨。
一、发展历程光纤通信技术指利用光学传输介质进行高速数据通信的技术。
它的发展历程可以追溯到20世纪60年代初,当时人们对光纤材料的光学性质进行了研究。
20世纪70年代,研究者们成功制造出了最早的光纤通信设备。
20世纪80年代,随着数字技术和光纤材料技术的不断发展,光纤通信技术迅猛发展。
1990年,全球首个基于光纤通信的全球性公用网络建成,标志着光纤通信技术进入了实用化阶段。
直至今天,光纤通信技术已经成为最重要、最先进的通信技术之一。
二、应用现状今天,光纤通信技术已经被广泛应用于各种领域,比如:互联网、通信、电视、无线网络等。
在互联网方面,光纤通信技术的高速传输特性使得信息传输更加迅速,更加高效。
在通信方面,高速传输的光纤通信技术可满足人们在通信方面的快速、稳定和安全性需求。
在电视方面,光纤通信技术的高质量传输特性,可为用户提供更高质量、更清晰的电视画面。
在无线网络方面,光纤通信技术可大幅提高无线网络的传输速度和质量,为用户提供更高的上网体验。
此外,光纤通信技术也开始逐步应用于智能家居、智能交通等领域。
三、未来前景随着互联网的普及和应用多元化,对光纤通信技术的需求也随之增加。
未来几年,光纤通信技术的发展前景仍然非常广阔。
比如,基于光纤通信的5G网络已经开始商业化运营,它能够提供更高速度、更低延迟、更广覆盖的网络体验。
此外,光纤通信技术还可以用于大数据中心、云计算、人工智能等领域。
在智能家居、智能交通等领域,也有广泛的应用前景。
总之,光纤通信技术的发展历程、应用现状以及未来前景都显示出它在现代交通和通信领域中的重要地位。
作为一种高速、高质量、低能耗的通信技术,它为不同领域的应用提供了广阔的空间。
光纤通信论文六篇
光纤通信论文六篇光纤通信论文范文1光纤通信是一种以光线为传媒的通信方式,它主要利用光波实现信息的传送。
光纤通信技术最基本的系统组成有三大板块,主要有:光的放射、接受和光纤传输。
该通信系统可以单独进行数字信号或者模拟信号的传输,也可以进行类似于多媒体信息和话音图像多种不同类别的信号的混合传输。
光纤通信的基本特征如下。
1.1宽频带,大容量在光纤通信技术中,光纤可容纳的传输带宽高达50000GHz。
光源的调制方式、调制特性以及光纤的色散特性确定了光纤通信技术系统的容许频带。
比如说,有一些单波长光纤的通信系统,通常使用的是密集波的分复用等简单一些的技术,从而避开通信设备存在瓶颈效应等电子问题,促使光纤宽带发挥乐观的效应,增加光纤传输的信息量。
1.2抗干扰光纤通信有一个特殊好的优点,就是它拥有极强的抗电磁干扰力量。
由于光纤通信的主要制作原料——石英,具有极强的绝缘性、抗腐蚀性,所以光纤通信具有极强的抗干扰力量。
光纤通信也不会受到电离成的变化、太阳黑子的活动和雷电等电磁干扰,更不会在意人为释放电磁的影响,石英为光纤通信技术带来了巨大的优势。
光纤的质量轻、体积小,既能有效节约空间又能保证安装便利。
而且,制作光纤的原始材料来源丰富,成本低廉,温度稳定度高、稳定性能好,所以使用寿命一般都很长。
光纤通信优势明显,促成了光纤通信技术在现代生活中的广泛应用,并且这个应用过的范围还在不断的拓展。
2光纤通信技术进展特点2.1扩大了单一波长传输的容量当今社会仅单一波长传输的容量就高达40Gbit/s,并且相关部门在这个基础上已经开头讨论160Gbit/s的传输技术。
在讨论40Gbit/s以上的传输技术时,应当对光纤的PMD做出详细的要求。
2021年,美国优先在LTU-TSG15会议中提出了将新的光纤类别引入40Gbit/s系统的倡议。
并且认为在PMD传输中一些问题有待探讨。
我们坚信在不久的将来,举世瞩目的特地的40Gbit/s的光纤类型将会消失。
光纤通信技术的发展与趋势
光纤通信技术的发展与趋势随着信息时代的到来,信息传输的速度和质量变得尤为重要,光纤通信技术随之应运而生。
相比于传统的电信传输方式,光纤通信具有传输距离远、带宽大、速度快、信号损失小等诸多优势。
本文将从光纤通信技术的发展历程和未来趋势两方面探讨该技术的前沿进展。
一、光纤通信技术的发展历程1960年代,光纤的材料和制备工艺还处于萌芽阶段,但已经出现了第一条光纤原型,并且初步验证了其光学传输性能。
1970年代,一系列光通信器件的诞生使得光纤通信进入实用化阶段。
1980年代,光纤传输系统的技术逐渐成熟。
随着光功率放大器、数字化光传输系统、激光器等新技术的问世,光电子技术的应用范围不断拓展。
1990年代至今,光纤通信技术的传输速度不断提高、光通信系统规模不断扩大。
二、光纤通信技术的未来趋势1.5G波长突破传统的光纤通信技术利用的是1.3G波长,但部分数据中心和企业已经开始使用1.5G波长的光纤设备。
1.5G波长比1.3G波长更适合传输高清视频和图像等大数据,因此将成为未来主流的波长。
2.光电混合集成技术光电混合集成技术是一种集成了微波及光学部件的传输网络,可实现高速、低信号失真、低能耗的通信。
未来,光电混合集成技术将应用在5G通信、人工智能和虚拟现实等领域。
3.光通信系统引入新技术光通信系统将引入全新技术,包括自适应光纤控制系统、光纤惯性导航技术、无源光网络技术等。
这些技术将使得光通信系统的使用范围更广,应用领域更加广泛。
4.量子通信时代的到来量子通信是指在量子态下进行的通信。
由于它具有难以破解的安全性质,因此成为未来加密通信的发展方向。
在量子通信时代,光纤通信技术将发挥巨大的作用。
总之,光纤通信技术在迅速发展,未来将引入更多新技术和新应用。
这些新技术和新应用将使得光纤通信技术的传输速度和质量更佳,应用领域更加广泛。
相信光纤通信技术将成为信息时代中不可或缺的重要角色。
光纤通信技术的研究现状与发展趋势
光纤通信技术的研究现状与发展趋势随着信息时代的到来,通信技术的发展已成为国家战略和经济发展的重要支撑。
在众多通信技术中,光纤通信技术以其巨大的通信带宽和高速可靠的传输速度,成为目前最为先进的通信技术之一,广泛应用于通信网络、数据中心、高清视频传输等领域。
一、光纤传输技术的发展历程光纤通信技术起源于20世纪60年代初期,当时科学家们开始尝试利用光信号传输信息。
1970年代,光纤通信得到进一步发展,其通信速度更是达到了每秒数百兆位的水平,再到80年代,光纤通信技术已经成为商用网络的通信标准。
而在90年代末期,光纤通信技术则被大规模使用于互联网、手机网络和有线电视领域,8兆,34兆,155兆三种速率牢牢占据了主流地位。
而时至今日,光纤传输技术已经发展到了每秒T范围,甚至更高的级别,将传输速度推向了前所未有的高度。
二、光纤通信技术的技术优势相比于传统的有线传输技术,光纤通信技术得到了极大的发展和新突破。
光纤传输技术具有传输速度快、带宽大、抗电磁干扰、可靠性高、保密性好等优势,主要包括以下几个方面:1、高速率:光纤传输技术可以在非常短的时间内通过巨大的带宽进行数据传输,这一优势为整个数字社会的前进提供了重要的支撑。
2、稳定可靠:光纤传输技术能够实现长距离的传输,而不受距离影响;同时,它还不会受电磁干扰和同轴电缆的交叉干扰。
3、生命长,性价比高:光纤传输技术的寿命长达数十年,这相比于其他传输技术具备极大的优势;同时它需要更少的维护和更少的能源,更加节省地球上的宝贵资源。
三、光纤传输技术发展趋势在当今数字时代,信息的产生、传输、存储和计算的速度都在不断加快。
因此,如何提高通信传输速度和数据传输的效率成为新时期光纤通信技术的关键问题。
从技术角度,光纤传输技术未来的发展趋势主要有以下几个方面:1、以太网技术的升级:随着视频、云计算、物联网革命的不断推进,以太网技术也必须不断升级。
例如结合40GBASE-SR4带宽的高速光纤通信技术,将是未来数据中心十分优秀的选择;2、光子编码技术的推广:随着量子信息技术的发展,依托光子编码技术的数据传输方式正在变得越来越重要。
光纤通信技术现状及发展趋势论文
光纤通信技术现状及发展趋势摘要:光纤通信技术在我国已有近30年的发展历史。
光纤通信技术因其具有的损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点,备受业内外人士青睬,市场潜力巨大。
近年来,光纤通信技术已渗入了有线通信的各个领域,包括邮电通信、广播通信、电力通信、石油通信和军用通信等领域。
本文在回顾光纤通信技术发展历程的基础上,全面介绍了光纤通信技术的现状,指出光纤通信技术的发展趋势是超高速度、超大容量和超长距离传输。
关键词:光纤通信技术历程现状发展趋势全光网络一、光纤通信技术的发展历程1966年,美籍华人高锟博士和霍克哈姆发表的论文中预言了低损耗的光纤能够应用于通信领域,迈出了光纤通信技术的第一步。
从那以后,光纤便被应用于通信中,并引起了业界人士的重视。
1970年8月,美国康宁公司率先研制成功损耗为20db/km的光纤,开启了通信的新时代——光纤通信时代。
20多年来,光纤的发展取得了很大的进步:1977年9月,研制出960m长、衰减为20db/km的光纤。
1979年,研制出多模长波光纤,衰减为ldb/km。
1983年,研制出c.652非色散位移单模光纤,常规单模光纤开始用于商业活动。
1985年,研制出g.653色散位移单模光纤,并开始投入生产并产业化。
1986年,英国南安普敦大学研制出掺铒光纤放大器(edfa)。
1988年,朗讯公司研制出“工作波长扩展的光纤(低水峰光纤)。
1993年,g.655非零色散光纤问世。
1995年,美国康宁公司研制出c.655非零色散、位移光纤(大有效面积光纤)。
优于传统的电通信的是,光纤通信是技术以高频 (1014hz数量级)的光波作为载波,以光纤为传输介质的通信技术。
近年来,光纤通信技术得到了长足的发展,新技术不断涌现,光纤通信的性能不断得到提升。
光纤通信系统的传输容量从 1980年到2000年这20年间增加了近一万倍,传输速度在过去的10年中大约提高了100倍。
光纤通信技术的发展和趋势
光纤通信技术的发展和趋势随着信息技术的快速发展,光纤通信技术已成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
光纤通信技术的成功应用促进了人类社会的发展和进步,不断满足人们对信息传输速度、信号质量和传输距离的不断追求。
一、光纤通信技术的发展光通信的历史可以追溯到18世纪初叶。
但是,直到20世纪初才有了最初的实验性研究,最初的光纤通信实验是在1960年代进行的。
在1970年初,AT&T的康普顿(Robert D. Maurer、Donald L. Keck和Peter C. Schultz)研发出了低损耗光纤,标志着光纤通信进入工业化阶段。
20世纪70年代末期和80年代初期,光纤通信技术得到了广泛的应用。
1990年代已成为光纤通信技术发展的黄金时期,同时也是光纤通信技术应用从单纤传输系统转向宽带、集成化传输系统的转折点。
到了21世纪,光纤通信技术进入高速发展阶段,4G、5G、光纤到户等新技术的普及使得光纤通信技术掀起了一股新的浪潮。
二、光纤通信技术的趋势对于当前和未来,光纤通信技术应用的主要趋势如下:1. 高速度和大容量随着宽带、云计算、大数据等业务的不断增加,网络用户对通信传输速度、传输质量以及服务容量的要求愈加高。
在这种情况下,光纤通信技术具有其独特的优势。
光纤的信息传输速度非常快,适用于高速宽带、云计算、视频会议等大容量高速数据传输。
2. 低能耗和绿色环保在低碳减排、绿色能源、环保节能等问题日益引起关注的今天,光纤通信技术也开始从环境保护的角度出发,致力于降低能耗和对环境的影响。
随着新一代智能通信网络的出现,光纤通信技术将更加注重智能节能。
3. 开放性和融合性光纤通信技术的应用领域也不断扩大,它已经不仅仅是传统的通信行业所独有的,逐渐打破原本的垄断。
现在,光纤通信已经在交通、医疗、智能制造、电子商务、互联网金融等多个行业得到应用,未来将更加广泛融合。
开放性也被重视,采用了智能技术和云计算模式,人们可以通过跨平台、跨领域的协作来提高信息共享和管理的效率。
光纤通信技术的发展与应用前景
光纤通信技术的发展与应用前景随着信息技术快速发展,光纤通信技术成为实现高速、大容量、稳定传输的重要手段,如今已广泛应用于各个领域,促进了社会的进步和经济的发展。
一、光纤通信技术的发展历程光纤通信技术起源于20世纪60年代,当时它只是作为实验性的通信手段存在。
然而,随着半导体材料的研发与突破,促进了光纤通信技术的快速发展。
1977年,美国贝尔实验室率先实现了光纤信号的长距离传递,标志着光纤通信技术的开始。
1980年代,光纤通信技术逐渐商业化,并开始在电话和互联网领域得到广泛应用。
到了21世纪,光纤通信技术已经从带宽瓶颈逐渐转变为传输容量的支柱,并且不断通过技术创新实现着性能的提升。
二、光纤通信技术的优势和应用范围光纤通信技术相比传统的铜缆通信具有明显的优势。
首先,光纤具有较大的带宽,可以实现高速传输。
其次,光纤具有低损耗的特点,可以实现长距离传输。
而且,光纤通信技术可以同时传输多路信号,实现多种数据类型的集成传输。
这些优势使得光纤通信技术成为了现代通信系统中不可或缺的一部分。
光纤通信技术广泛应用于各个领域,特别是互联网、移动通信和广播电视等行业。
在互联网领域,光纤通信技术的高带宽和高速传输性能可以满足人们对于高清视频、在线游戏等大数据传输的需求。
在移动通信领域,光纤通信技术的快速传输速度可以支持移动网络的发展,并提供稳定的信号质量。
在广播电视领域,光纤通信技术可以实现电视信号的数字化传输,提高节目质量和传输效率。
三、光纤通信技术的发展趋势和应用前景光纤通信技术在不断发展中呈现出一些趋势和前景。
首先,光纤通信技术将朝着更高速、更大容量的方向发展。
通过技术的创新,传输速率和带宽将会进一步提高,满足未来对于高速数据传输的需求。
其次,随着物联网和5G时代的来临,对于通信网络的要求将更加苛刻。
光纤通信技术作为一种理想的解决方案,将扮演着更加重要的角色。
此外,随着光纤通信技术在医疗、交通、能源等领域的应用不断加强,将进一步推动社会的发展和进步。
浅析光纤通信技术的发展与展望
浅析光纤通信技术的发展与展望近年来,随着科技的发展和人们生活水平的提高,对高速网络的需求日益增长。
而光纤通信技术由于其高速、宽带、低损耗、低噪声和安全性等优势而成为了现代通信领域的热门技术。
在本文中,我们将从光纤通信技术的发展历程和前景展望两个方面来浅析其巨大的潜力。
光纤通信技术的发展历程1980年代,光纤通信技术开始迅速发展。
最先采用这种技术的是长途通信网络,随后在城市内网和家庭网络等领域也得到了广泛应用。
现在,随着云计算、物联网和5G等新兴技术的不断出现,光纤通信技术面临着新的机遇和挑战。
1980年代:光纤通信技术的初步探索1983年,首批光纤通信系统在美国开始运营,这标志着光纤通信技术进入了商业使用阶段。
1988年,AT&T公司的光纤系统实现了1.7 Gbps的传输速率,创造出当时的世界纪录。
此后,欧洲、日本和中国等地也开始投入光纤通信技术的研究和应用。
在这一时期,光纤通信技术的主要应用领域是长途通信网络,如国际海底光缆和国内干线光缆等。
1990年代:光纤通信技术的商业化应用随着技术的发展和市场需求的增加,光纤通信技术开始在商业化领域得到广泛应用。
1992年,AT&T公司实现了纯数字式的长途电话系统,最高速度达到10 Gbps,这标志着数字光纤通信技术进入了新的阶段。
随后,光纤通信技术也开始在视频传输、宽带接入和数据中心等领域得到广泛应用,并且互联网的普及和电子商务的兴起也进一步推动了光纤通信技术的发展。
2000年代:光纤通信技术的突破发展随着互联网和移动通信等新兴应用的不断涌现,光纤通信技术也开始向更加高端的领域发展,如视频会议、云计算和物联网等。
2001年,日本的NEC公司实现了6.9 Tbps的传输速率,创造了新的世界纪录。
此后,光纤通信技术的传输容量不断扩充,传输速率也越来越快。
2008年,NSTL实现了每光纤72 Tbps的传输速率,创造了当时的世界纪录。
2010年代:光纤通信技术的加速普及在这一时期,安全、稳定和高速的网络已成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
光纤通信技术的发展史及其现状_论文
光纤通信技术的开展史及其现状光自身固有的优点注定了它在人类历史上充当不可忽略的角色,随着人类技术的开展,其应用越来越广泛,优点也越来越突出。
光纤通信是将要传送的图像、数据等信号调制到光载波上,以光纤作为传输媒介的通信方式。
作为载波的光波频率比电波频率高得多,作为传输介质的光纤又比同轴电缆或波导管的损耗低得多,因此相对于电缆通信或微波通信,光纤通信具有许多独特的优点。
将优点突出的光纤通信真正应用到人类生活中去,和很多技术一样,都需要一个开展的过程。
一、 光纤通信技术的形成(一)、 早期的光通信光无处不在,这句话毫不夸大。
在人类开展的早期,人类已经开场使用光传递信息了,这样的例子有很多。
打手势是一种目视形式的光通信,在黑暗中不能进展。
白天太阳充当这个传输系统的光源,太阳辐射携带发送者的信息传送给接收者,手的动作调制光波,人的眼睛充当检测器。
另外,3000多年前就有的烽火台,直到目前仍然使用的信号灯、旗语等都可以看作是原始形式的光通信。
望远镜的出现那么又极大地延长了这类目视形式的光通信的距离。
这类光通信方式有一个显著的缺点,就是它们能够传输的容量极其有限。
近代历史上,早在1880年,美国的贝尔〔Bell 〕创造了“光 〞。
这种光 利用太阳光或弧光灯作光源,通过透镜把光束聚焦在送话器前的振动镜片上,使光强度随话音的变化而变化,实现话音对光强度的调制。
在接收端,用抛物面反射镜把从大气传来的光束反射到硅光电池上,使光信号变换为电流传送到受话器。
光 并未能在人类生活中得到实际的使用,这主要是因为当时没有适宜的光源和传输介质。
其所利用的自然光为非相干光,方向性不好,不易调制和传输;而以空气作为传输介质,损耗会很大,无法实现远距离传输,又易受天气影响,通信极不稳定可靠。
如此看来,这种光 并没有太大的实际应用价值,然而,我们不得不说,光 仍是一项伟大的创造,它的出现证明了用光波作为载波传输信息是可行的,因此,把贝尔光 称为现代光通信的雏形毫不过分。
光纤通信技术的发展现状
光纤通信技术的发展现状光纤通信技术是指利用光纤作为信号传输介质进行信息通信的方式。
相较于传统的电信技术来说,光纤通信技术具有传输距离远、带宽大、信噪比高、能耗低等优点。
随着信息技术的迅猛发展以及各个行业对高速网络的需求不断增加,光纤通信技术得到了广泛的应用。
本文将对光纤通信技术的发展现状进行探讨。
一、光纤通信技术的历史光纤通信技术的起源可以追溯到19世纪末,当时的科学家们开始研究光的性质以及光在介质中的行为。
20世纪初,人们开始使用光纤进行通信实验,并在1960年代末期开始进行商业应用。
70年代,光纤通信系统的传输距离已经达到了几千米。
1980年代,随着光纤通信技术的日益成熟,大规模商用化的光纤通信网络开始兴起。
现在,光纤通信技术已经成为信息通信领域中使用最广泛的通信技术之一。
二、光纤通信技术的原理光纤通信技术采用光纤作为通信介质,通过光信号进行信息传输。
当向光纤中注入光信号时,光信号会在光纤中以光的形式传播。
光信号可以在光纤中将光能量限制在一个小的空间范围内,从而减少了信号传输中的能量损耗,使信号传输更加稳定和可靠。
此外,光信号的传播速度非常快,传输距离也很远。
在光纤通信系统中,光信号首先被光纤传输到目标地点,然后再通过光电转换器将光信号转换为电信号,进而呈现出用户需要的信息。
三、光纤通信技术的发展趋势从技术层面来看,光纤通信技术的发展趋势主要表现为以下几点:1. 宽带化:随着网络带宽需求的不断增大,光纤通信技术也在不断提高其带宽。
光纤通信技术在数据传输方面有着相当强的优势,同时可谓是无线网络的一大强力竞争对手。
2. 高速化:随着信息技术的不断进步,人们对信息传输的速度和稳定性要求越来越高。
在未来,光纤通信技术的速度将会不断提高,从而满足人们对高速、稳定的信息传输的需求。
3. 光通量提高:在光纤通信技术中,光通量是指光纤内的光强度。
随着技术的不断进步,光通量将会不断提高,从而提高光纤通信技术的传输距离和信号质量等参数。
光纤通信技术的发展史
光纤通信技术的发展史光纤通信技术是指利用光纤作为传输介质,将信息以光的形式传输的通信方式。
它具有高速、大容量、安全可靠等特点,并得到了广泛的应用。
随着科技的不断进步,光纤通信技术也不断地发展和完善。
20世纪60年代初,导光纤的制备工艺还未成熟,但是人们已经开始尝试使用光纤进行信息传输。
到了20世纪70年代,美国贝尔实验室的一组科学家首次成功地制备出了一种低损耗的单模光纤。
在此基础上,光纤通信技术开始逐渐成形。
光纤通信技术的发展历程中,有几个关键的节点:1977年,美国AT&T公司成功地使用了多路复用技术,使得一条光纤可以同时传输多个电话信号。
这一技术的成功应用,使得光纤通信技术的传输效率得到了大幅提升。
1980年代,随着半导体技术的不断发展,出现了新的光纤通信设备。
1986年,英国南安普敦大学的科学家成功制造出了具有更高损耗范围的多模光纤,并应用于通信中。
1990年代,光纤通信技术得到了快速普及。
在1992年,美国MCI通信公司开始建造全世界第一条跨洋光缆,而这一光缆的传输速度已经达到每秒2.4Gbps,填补了中美之间大容量光缆的空白。
20世纪末,光纤通信技术的应用领域更加广泛。
同时,高速光通信技术出现,并逐步向低成本、大容量和复杂网络方向发展。
1997年,由南京邮电大学和华为通信公司开发的SDH光纤传送系统成功实现,将中国加入了高速光通信技术领域的国家队。
21世纪初,光纤通信技术进入全新的阶段。
纳米技术和生物学的发展推动了光通信技术的进一步发展和应用。
同时,高速光纤通信网络也已经成为全球信息高速公路的主干网络。
总的来说,光纤通信技术的发展历程可以被分为三个阶段。
第一个阶段是从20世纪60年代至70年代初期,这个时期导光纤的制备工艺还不成熟,但是人们已经开始使用光线进行通信。
第二个阶段是从70年代初期至80年代末期,这个时期很多基础的光纤通信技术被逐渐发展和完善。
第三个阶段则是从90年代至今,这个时期高速光纤通信技术逐步向低成本、大容量和复杂网络方向发展。
光纤通信技术的发展趋势与前景研究
光纤通信技术的发展趋势与前景研究一、背景介绍随着信息技术的发展,光纤通信技术在现代社会中发挥着越来越重要的作用,成为了高速、高带宽、远距离数据传输的主要手段之一。
然而,随着时代的变迁,光纤通信技术也需要持续不断地更新和改进,以更好地适应不断变化的需求。
因此,本文将从光纤通信技术的发展历程、目前的发展状况和未来的发展趋势三方面进行探讨,旨在分析光纤通信技术的前景和未来发展方向。
二、光纤通信技术的发展历程上世纪六十年代初,人们开始探索光纤通信技术的研究,这一技术的发展源于经典物理学的研究。
最早应用于通信领域的光纤是多模光纤。
1977年,英国南安普顿大学的学者麦克吉克和帕斯特提出了单模光纤的概念,并成功地制造出了单模光纤。
此后,单模光纤开始成为光纤通信技术的主流。
上世纪九十年代末,光通信在世界范围内得到了快速的发展,光纤通信技术开始迅速地普及和应用于工业生产、民用通信和国防领域等多个领域。
2000年代,光纤通信技术进一步发展,大容量光通信网络开始构建,2008年我国正式进入光纤时代,这标志着光纤通信技术在中国的普及和应用进入了一个全新的阶段。
三、现阶段光纤通信技术的发展状况目前,光纤通信技术已成为人们日常生活和工作中必不可少的一部分,它涉及着电话、电视、互联网等多个领域,要想了解现阶段的光纤通信技术发展状况,我们需要从以下几个方面进行分析:1.传输速度当前,光纤通信技术的传输速度已经达到了最高的数百Gbps,这远远超出了传统通信手段的传输速度,同时也为高速数据传输提供了可靠的解决方案。
2.网络稳定性目前,光纤通信技术的网络稳定性得到了大幅度提升,纤芯直径细,电磁干扰较小,抗外界干扰能力更强,保障了网络通信质量和稳定性。
3.应用范围光纤通信技术的应用广泛,它不仅支撑着网络通信和数据传输,还用于机房架构、视频会议、联网家电等领域,成为现代信息化社会的重要基础设施。
四、光纤通信技术未来的发展趋势与前景未来,光纤通信技术还将继续向更快、更稳定、更智能化的方向发展,下面从以下几个方面进行探讨:1.提高传输带宽和速度未来光纤通信技术需要不断提高传输带宽和速度,以满足更多、更快的通信需求。
光纤通信技术的研究与进展
光纤通信技术的研究与进展随着科技的不断进步,光纤通信技术在现代通信领域中扮演着越来越重要的角色。
它以光发射、接收及传输信号的方式,将数据传输效率提高到极致,改变了全球通信的面貌。
本文将介绍光纤通信技术的发展历程、现有技术状况以及未来的发展趋势。
一、光纤通信技术的发展历程光纤通信技术起源于20世纪60年代。
当时,美国贝尔实验室的研究人员发现了一种能够将光传输到远距离的光纤。
在1977年,最早的商用光传输系统问世,并开始运用于电话网络中,这便是光纤通信技术的起点。
在此之后,光纤通信技术经历了不断的升级和改进,采用了更高速的传输方式和更完善的设备。
在1988年,欧洲国家共同体的一家公司开发出了第一款1.7 Gbps的光通信系统,创造了当时世界上最快的传输速度。
随后,国际标准化组织在1991年制定了一个适用于全球的光纤通信标准。
这个标准将不同厂家的设备进行了统一,加速了光纤通信技术的普及。
二、光纤通信技术现有技术状况现在的光纤通信技术已经非常成熟,传输速度已经提高到每秒数百Gbps或更高,而且还得到广泛应用,如移动通信、互联网、电视广播等领域。
其中,光纤通信的主要技术包括激光发射、光纤降噪、光纤耦合、光纤放大、光接收等方面。
此外,光纤通信技术还涉及到光纤连接、光纤布线、光纤分配、光纤测试等方面。
与传统的通信方式相比,光纤通信技术具有高传输速度、低耗能、重量轻、体积小、信号稳定等优点,从而满足了现代人对高速、大容量和可靠通信的需求。
三、光纤通信技术的未来发展趋势随着科技的飞速发展,人们对于通信的要求也越来越高。
未来的光纤通信技术将会继续不断地进步,在传输速度、功耗、信号增强等方面都有不同的优化方案。
例如,目前有人们尝试使用新型材料、新的光谱技术和更高效的接收器来强化光信号,以进一步提高数据传输的速度。
同时,也有人尝试着在细节上进行改善,如通过先进的控制系统消除信号的干扰、提高传输距离。
除此之外,人们还在研究光量子通信技术,研究光信息的安全性,为未来的信息安全提供保障。
光纤通信技术的演变与未来
光纤通信技术的演变与未来随着现代通信技术的发展,光纤通信越来越得到人们的青睐,成为通讯业的热门话题。
其速度快、传输距离长、带宽宽广的特点,使其在多个应用领域都有着重要的作用。
但是,在光纤通信技术的演变过程中,我们也经历了许多的进步和不断的挑战。
本文将从历史发展、现状及未来发展等方面来探讨光纤通信技术的演变与未来。
一、历史发展20世纪60年代初,光纤通信技术被人们所熟知,这也是硅光纤被发现的时期。
早期的光纤通信技术被用于军事和政府应用,但由于技术条件限制,成本较高,限制了其发展和应用范围。
直到70年代末期,随着光纤材料、制备、光纤接口、光源和检测器等技术的进步,光纤通信技术才得以真正得到广泛的运用,成为新时代的通信利器。
在此期间,美国贝尔实验室的研究者们通过实验室的基础研究在光纤领域做出了突破性的成果。
1977年,他们成功地推出了第一条光纤通信线路,为光纤通信技术的发展打下了坚实的基础。
二、现状目前,光纤通信技术已经普及到人们的生活中,各种领域的应用逐渐发展,涉及到环保、医疗、教育等多个领域。
光纤通信技术也取代了传统通信方式,成为了市场需求的主流方案。
光纤通信业务已经形成了以光纤传输为基础的通信总体架构。
除普及的光纤通信网络外,光纤传感、光电子、光存储等应用领域也开始渐渐出现。
例如,在医疗领域,光纤被应用在内窥镜上,实现了内窥镜可以同时进行观察和治疗的效果;在环保领域,光纤被应用于监测工厂的污水、工业废气的排放,进行远距离实时监控。
三、未来发展未来,光纤通信技术将会有更广阔的发展空间。
技术的进步和人们的需求不断变化,光纤通信技术也会从此继续发展。
1. 5G技术的普及5G技术是近年来兴起的通信技术。
在5G的发展和应用过程中,光纤通信技术也会有更加广阔的应用和市场空间。
在5G基站与基站之间的互联中,光纤将能够发挥其高速率、低延迟、大容量等特点,甚至还可以应用于5G小区的最后一公里传输,在未来的5G网络中,光纤通信将会成为不可或缺的组成部分。
光纤通信技术的发展和趋势
光纤通信技术的发展和趋势随着科技的不断飞跃,人类通信技术也得到了越来越快速的发展。
光纤通信技术正是其中极为重要的一环。
从20世纪70年代开始,光纤通信技术已处于爆发式的发展期。
在数十年的时间里,光纤通信技术以超乎人们想象的速度不断提升,打破了旧有的通信模式,成为了信息时代最重要的通信基础。
光纤通信技术的起源和发展人类通信技术的起步和光纤通信技术的发展密不可分。
最早的通信模式是使用声音和肢体语言进行简单的传输。
约瑟夫·欧姆和迈克尔·法拉第在19世纪中叶发现电气传输具有长距离威力,于是直接导致了所谓的“电报的时代”和电话线路的兴起。
20世纪60年代,光纤材料的研制提高了光的传输效率,从而引发了新型的光纤通信技术的兴起。
光纤通信的优势光纤通信是一种通过将光线从光纤中传递信息的方式。
与传统的电缆和电话线相比,它具有更快的速度和更广泛的带宽,更小的体积和较低的成本,以及更好的信号传输性能,防范 EMI 和干扰。
与光纤通信相比,有线和无线通信的带宽和传输速度较低,误码率也更高,而且很容易受到电磁干扰的影响。
光纤技术的未来趋势尽管已经得到强大的改进,光纤通信技术的未来仍然广阔无垠。
传统的光纤通信技术依靠单条光纤进行通信,但新型的多通道光纤技术则允许一根光纤携带多个信号,从而提高了信号传输效率。
此外,随着激光技术和计算机技术的成熟,新型激光光纤通信和量子通信技术又得到了极大的提升,可以更好地支持未来的通信需求。
总结光纤通信技术是当前全球通信中最强大和最卓越的,不断成为全球电信运营商竞相采用的通信技术。
随着技术的不断发展,光纤通信技术的传输速度和质量将不断得到提高,未来的通信需求将会越来越强烈,光纤通信技术必将是方向的。
光纤通信技术的发展与挑战
光纤通信技术的发展与挑战随着信息时代的到来,人们对于通讯方式的要求也越来越高,光纤通信技术应运而生。
光纤通信技术可以说是目前最为先进的通讯技术之一,它凭借着宽带、高速、光纤互联等优势,已经逐渐成为主流通信技术。
然而,在光纤通信技术的发展道路上,也面临着不少的挑战。
一、光纤通信技术的发展历程光纤通信技术是从20世纪60年代开始引起人们的关注,起初仅仅用于实验室和研究领域。
直到20世纪80年代,光纤通信技术才开始走上商业化的道路。
此后,光纤通信技术得到了长足的发展,目前已经成为主流通信技术之一。
其中,在技术发展方面,主要经历了三个时期:(一)第一代光纤通信技术时期(1970-1980年代)第一代光纤通信技术的时期,主要围绕光源、调制器、放大器、探测器、光纤等核心元件进行技术研究和开发。
光源主要采用的是气体激光器和半导体激光器技术;调制器主要采用的是电吸收调制器和电光调制器技术;放大器主要采用二极管或半导体激光放大器技术。
(二)第二代光纤通信技术时期(1990-2000年代)第二代光纤通信技术的时期,主要在光纤通信系统总体结构、光纤传输技术、光源和探测器技术、调制器和放大器技术等方面进行技术创新。
其核心技术包括:光纤模式色散补偿技术、波分复用技术、光放大器技术、光放大器、光多路复用与解复用、光解调技术等。
(三)第三代光纤通信技术时期(2000年至今)第三代光纤通信技术的时期,主要围绕高速率的光通信、多波长复用技术、光网络技术和光交换技术等领域进行技术创新和开发。
目前,多波长复用技术已经成为当前最为主流的光纤通信技术,使用波分复用技术可以实现多路信号同时传输,大大提高了光纤通信带宽和传输速度。
二、光纤通信技术的优势光纤通信技术具有多重优势,包括高速率、大容量、长传输距离、可靠性高等。
(一)高速率光纤通信技术具有极高的传输速率,采用当前最为先进的技术,光纤通信每秒可传输的数据量可以达到几Tbps(万亿比特每秒)。
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光纤通信技术的发展史及其现状【内容摘要】光纤通信符合了高速度、大容量、高保密等要求,但是,光纤通信能实际应用到人类传输信息中并不是一帆风顺的,其发展中经历了很多技术难关,解决了这些技术难题,光纤通信才能进一步发展。
本文从光源及传输介质、光电子器件、光纤通信系统的发展来展示光纤通信技术的发展。
【关键词】光纤通信技术光纤光缆光有源器件光无源器件光纤通信系统【正文】光自身固有的优点注定了它在人类历史上充当不可忽略的角色,随着人类技术的发展,其应用越来越广泛,优点也越来越突出。
光纤通信是将要传送的图像、数据等信号调制到光载波上,以光纤作为传输媒介的通信方式。
作为载波的光波频率比电波频率高得多,作为传输介质的光纤又比同轴电缆或波导管的损耗低得多,因此相对于电缆通信或微波通信,光纤通信具有许多独特的优点。
将优点突出的光纤通信真正应用到人类生活中去,和很多技术一样,都需要一个发展的过程。
一、光纤通信技术的形成(一)、早期的光通信光无处不在,这句话毫不夸张。
在人类发展的早期,人类已经开始使用光传递信息了,这样的例子有很多。
打手势是一种目视形式的光通信,在黑暗中不能进行。
白天太阳充当这个传输系统的光源,太阳辐射携带发送者的信息传送给接收者,手的动作调制光波,人的眼睛充当检测器。
另外,3000多年前就有的烽火台,直到目前仍然使用的信号灯、旗语等都可以看作是原始形式的光通信。
望远镜的出现则又极大地延长了这类目视形式的光通信的距离。
这类光通信方式有一个显著的缺点,就是它们能够传输的容量极其有限。
近代历史上,早在1880年,美国的贝尔(Bell)发明了“光电话”。
这种光电话利用太阳光或弧光灯作光源,通过透镜把光束聚焦在送话器前的振动镜片上,使光强度随话音的变化而变化,实现话音对光强度的调制。
在接收端,用抛物面反射镜把从大气传来的光束反射到硅光电池上,使光信号变换为电流传送到受话器。
光电话并未能在人类生活中得到实际的使用,这主要是因为当时没有合适的光源和传输介质。
其所利用的自然光为非相干光,方向性不好,不易调制和传输;而以空气作为传输介质,损耗会很大,无法实现远距离传输,又易受天气影响,通信极不稳定可靠。
如此看来,这种光电话并没有太大的实际应用价值,然而,我们不得不说,光电话仍是一项伟大的发明,它的出现证明了用光波作为载波传输信息是可行的,因此,把贝尔光电话称为现代光通信的雏形毫不过分。
(二)、 现代光纤通信技术的形成随着社会的发展,信息传输与交换量与日俱增,传统的通信方式已不能满足人们的需要。
为了扩大通信容量,通信方式从中波、短波发展到微波、毫米波,这实际上就是通过提高通通信载波频率来扩大通信容量的。
继续提高频率,达到光波波段,光波是人们最熟悉的电磁波,其波长在微米级,而频率则为1410Hz 数量级,这比常用的微波频率高410~510倍。
如此看来,用光波作为载波进行通信,通信容量将大大超过传统通信方式。
要发展光通信,最重要的问题就是要寻找适用于光通信的光源和传输介质。
1970年,光纤和激光器这两个科研成果同时问世,拉开了光纤通信的帷幕,所以我们把1970年称为光纤通信的“元年”。
1、 光源1960年,美国的梅曼(T.H.Maiman )发明了红宝石激光器,它可以产生单色相干光,使高速信息的光调制成为可能。
和普通光相比,激光具有波谱宽度窄,方向性极好,亮度极高,以及频率和相位较一致的良好特性。
激光是一种高度相干光,它的特性和无线电波相似,是一种理想的光载波。
但是,红宝石激光器发出的光束不容易耦合进光纤中传输,其耦合效率是极低的,因此需要研制小型化的激光光源。
1970年,美国贝尔实验室、日本电气公司(NEC )和前苏联先后突破了半导体激光器在低温(-200 C ︒)或脉冲激励条件下工作的限制,研制成功室温下连续工作的镓铝砷(GaAlAs )双异质结半导体激光器(短波长)。
虽然寿命只有几个小时,但其意义是重大的,它为半导体激光器的发展奠定了基础。
1973年,半导体激光器寿命达到10万小时(约11.4年),外推寿命达到100万小时,完全满足实用化的要求。
在这个期间,1976年日本电报电话公司研制成功发射波长为1.3 m μ的铟镓砷磷(InGaAsP )激光器,1979年美国电报电话(AT&T )公司和日本电报电话公司研制成功发射波长为1.55m μ的连续振荡半导体激光器。
激光器的发明和应用,使沉睡了80年的光通信进入一个崭新的阶段。
2、 传输介质1) 大气1961~1970年,人们主要研究利用大气传输光信号。
美国麻省理工学院利用He-Ne 激光器和2CO 激光器进行了大气激光通信试验。
试验证明用承载信息的光波通过大气的传播实现点对点的通信是可行的,但是大气传输光通信存在很多严重的问题:(1) 通信能力和质量受气候影响十分严重。
由于雨、雾、雪和大气灰尘的吸收和散射,光波能量衰减很大。
例如,雨能造成30dB/km 的衰减,浓雾衰减高达120dB/km 。
(2) 大气的密度和温度很不均匀,造成折射率的变化,加上大气湍流的影响,光束位置可能会发生偏移和抖动。
因而通信的距离和稳定性都受到极大的限制,不能实现“全天候”通信。
(3)大气传输设备要求设在高处,收、发设备必须直线可见。
这种地理条件使得大气传输通信的适用范围具有很大的局限性。
虽然,固体激光器(例如掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)激光器)的发明大大提高了发射光功率,延长了传输距离,使大气激光通信可以在江河两岸、海岛之间和某些特定场合使用,但是大气激光通信的稳定性和可靠性仍然没有解决。
为了克服气候对激光通信的影响,人们自然想到把激光束限制在特定的空间内传输。
因而提出了透镜波导和反射镜波导的光波传输系统。
透镜波导是在金属管内每隔一定距离安装一个透镜,每个透镜把经传输的光束会聚到下一个透镜而实现的。
反射镜波导和透射镜波导相似,是用与光束传输方向成45︒角的两个平行反射镜代替透镜而构成的。
这两种波导从理论上讲是可行的,但在实际应用中遇到了不可克服的困难。
首先,现场施工中校准和安装十分复杂;其次,为了防止地面活动对波导的影响,必须把波导深埋或选择在人车稀少的地区使用。
由于没有找到稳定可靠和低损耗的传输介质,对光通信的研究曾一度走入了低潮。
2)光纤为了发展光通信技术,人们又考虑和尝试了各种传输介质,其中包括利用玻璃材料制成光导纤维来传输光信号,但是当时最好的光学玻璃材料的损耗在1000dB/km以上,这么高的传输损耗根本就无法用于通信。
1966年,美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)发表了关于传输介质新概念的论文,指出了利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径,奠定了光纤通信的基础。
1970年,光纤研制取得了重大突破。
美国康宁(Corning)公司研制成功损耗20dB/km的石英光纤。
因此,光纤通信开始可以和同轴电缆通信竞争,世界各国相继投入大量人力物力,把光纤通信的研究开发推向一个新阶段。
1972年,随着光纤制备工艺中的原材料提纯、制棒和拉丝技术水平的不断提高,进而将梯度折射率多模光纤的衰减系数降至4dB/km。
1973年,美国贝尔实验室研制的光纤损耗降低到2.5dB/km。
1974年降到了1.1dB/km。
1976年日本电报电话(NTT)公司等单位将光纤损耗降低到0.47dB/km(波μ)。
长1.2mμ波长处的光纤损耗(如图2所示):1979年是在以后的10年中, 1.55m20dB/km,1984年是0.157dB/km,1986年是0.154dB/km,接近了光纤最低损耗的理论极限。
图105101520251970197219731974年图20510152025197919841986年dB/km1976年,在进一步设法降低玻璃中的OH -(氢氧根)含量时,发现光纤的衰减在长波长区有1.31m μ和1.55m μ两个低损耗窗口。
1976年,美国在亚特兰大进行了世界上第一个实用光纤通信系统的现场试验,系统采用GaAlAs 激光器作为光源,多模光纤作为传输介质,速率为44.736Mbit/s 、传输距离约10km ,这一试验使光纤通信向实用化迈出了第一步。
1980年,原材料提纯和光纤制备工艺得到不断完善,从而加快了光纤的传输窗口由0.85m μ移至1.31m μ和1.55m μ的进程。
特别是制出了低衰减光纤,其在1.55m μ的衰减系数为0.20dB/km ,已接近理论值。
与此同时,为促进光纤通信系统的实用化,人们又及时地开发出适用于长波长的光源,即激光器、发光管和光检测器。
应运而生的光纤成缆、光无源器件、性能测试及工程应用仪表等技术的日趋成熟,都为光纤光缆作为新的通信传输媒质奠定了良好的基础。
1981年以后,世界各发达国家将光纤通信技术大规模地推入商用。
历经20余年的突飞猛进的发展,光纤通信速率已由1978年的45Mbit/s (例如美国MCI 于1991年开通了Chicago 至St.Louis 全长275英里的4×10Gbit/s 的商用光纤通信系统等)。
二、 光纤通信技术现状及其发展从宏观上来看,光纤通信主要包括光纤光缆、光电子器件及光通信系统设备等三个部分。
(一)、 光纤光缆光纤本身所固有的优点及其技术的进步使其成为当今社会信息传输的主要媒介。
图3展示了北美消费的光缆较多,占了全球近25%,其次为欧洲。
全球光纤的消费额逐年增加,由此看出,光纤的市场需求量在增加,其应用越来越广。
亿美元年图3 光纤消费地域分布情况亿美元年图4 单模、多模光纤消费情况图5 1998年光纤消费情况图6 预计2008年光纤消费情况图4展示了单模、多模光纤的消费额总体在增加,结合图5、图6又可以知道单模光纤的市场份额有所下降,多模光纤的应用则变得较为广泛。
(二)、 光电子器件1、 光有源器件1) 光检测器常见的光检测器包括:PN 光电二极管、PIN 光电二极管和雪崩光电二极管(APD )。
目前的光检测器基本能满足了光纤传输的要求,在实际的光接收机中,光纤传来的信号及其微弱,有时只有1mW 左右。
为了得到较大的信号电流,人们希望灵敏度尽可能的高。
光电检测器工作时,电信号完全不延迟是不可能的,但是必须限制在一个范围之内,否则光电检测器将不能工作。
随着光纤通信系统的传输速率不断提高,超高速的传输对光电检测器的响应速度的要求越来越高,对其制造技术提出了更高的要求。
由于光电检测器是在极其微弱的信号条件下工作的,而且它又处于光接收机的最前端,如果在光电变换过程中引入的噪声过大,则会使信噪比降低,影响重现原来的信号。
因此,光电检测器的噪声要求很小。
另外,要求检测器的主要性能尽可能不受或者少受外界温度变化和环境变化的影响。