光纤通信使用波长(波段)历史简述
光纤通信发展简史
光纤通信发展简史光纤通信发展简史伴随社会的进步与发展，以及人们日益增长的物质与文化需求，通信向大容量，长距离的方向发展已经是必然的发展趋势。
由于光波具有极高的频率（大约3 亿兆赫兹），也就是说是具有极高的宽带从而可以容纳巨大的通信信息，所以用光波作为载体来进行通信一直是人们几百年来追求的目标所在。
1、光纤通信的里程碑在六十年代中期以前，人们虽然历经苦心研究过光圈波导、气体透镜波导、空心金属波导管等，想用它们作为传送光波的媒体以实现通信，但终因它们或者衰耗过大或者造价昂贵而无法实用化。
也就是说历经几百年人们始终没有找到传输光波的理想传送媒体。
一九六六年七月，英藉、华裔学者高锟博士（K.C.Kao）在PIEE 杂志上发表了一篇十分著名的文章《用于光频的光纤表面波导》，该文从理论上分析证明了用光纤作为传输媒体以实现光通信的可能性，并设计了通信用光纤的波导结（即阶跃光纤）。
更重要的是科学地予言了制造通信用的超低耗光纤的可能性，即加强原材料提纯，加入适当的掺杂剂，可以把光纤的衰耗系数降低到20dB/km以下。
而当时世界上只能制造用于工业、医学方面的光纤，其衰耗在1000dB/km以上。
对于制造衰耗在20dB/km 以下的光纤，被认为是可望不可及的。
以后的事实发展雄辩地证明了高锟博士文章的理论性和科学大胆予言的正确性，所以该文被誉为光纤通信的里程碑。
2、导火索一九七０年美国康宁玻璃公司根据高锟文章的设想，用改进型化学相沉积法（MCVD 法）制造出当时世界上第一根超低耗光纤，成为使光纤通信爆炸性竞相发展的导火索。
虽然当时康宁玻璃公司制造出的光纤只有几米长，衰耗约20dB/km，而且几个小时之后便损坏了。
但它毕竟证明了用当时的科学技术与工艺方法制造通信用的超低耗光纤是完全有可能的，也就是说找到了实现低衰耗传输光波的理想传输媒体，是光通信研究的重大实质性突破。
3、爆炸性发展自一九七０年以后，世界各发达国家对光纤通信的研究倾注了大量的人力与物力，其来势之凶，规模之大、速度之快远远超出了人们的意料之外，从而使光纤通信技术取得了极其惊人的进展。
光纤通信简史
光纤通信简史发布时间:2007-1-13 11:44:46 被阅览数:520 次来源: 立孚光缆集团公司光纤通信技术是近30年迅猛发展起来的高新技术。
它的诞生和发展，给世界通信技术带来了划时代的革命。
光纤通信是以微光作为信息载体，以光纤作为传输媒介的通信方式。
由于光纤的传光性能优异，传输带宽极大，因此，在当今的通信方式中已形成了一个以光纤通信为主，微波通讯为辅的格局。
1966年，美籍华人高锟和George.A.Hockham根据介质波导师理论共同提出了光纤通信的概念。
1970年，美国康宁公司的Manver等人首次研制出阶跃折射率多模光纤，其在波长为630nm处的衰减系数小于20dB/km，同年美国贝尔实验室的Hayashi等人研制出室温下连续工作的GaA1As双异质结论入式凝光器。
正是光纤和微光器这两个科研成果的同时问世，拉开了光纤通信的序幕。
1972年，随着光纤制备工艺中的原材料提纯，制棒和检验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。
1976年，在进一步设法降低玻璃中的OH含量时发现光纤的衰减在长波长区有：1.31nm和1.55nm 两个窗口。
1980年，原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0.85um 至1.31u m、1.55um的进程。
特别是制出了低衰减光纤，其在1.55um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：微光器、发光、光检测器。
应运而生的光纤光缆、光无源器件和性能测试及工程专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介奠定了良好的基础。
1976年，美国西屋电信公司在亚特兰大成功地进行了世界上第一个44.736Mbit/S传输110km的光纤通信系统的理论试验，使光纤通信向实用化迈出第一步。
1981年以后，世界各发达国家光纤通信技术大规模地商用。
光纤通信
2 光纤通信的发展史
我国古代使用的烽火台就是利用光进行通信 的最好例子。后来的手旗、灯光甚至交通红 绿灯等均可划入光通信的范畴。 近代光通信的雏形可追朔到1880年Bell发明 的光电话。 但通信光电话未能像其它电通信方式那样得 到发展。
1966 年英籍华人高琨博士提出光导纤 维的概念在全世界范围内掀起了发展光 纤通信的高潮。 1978年工作于0.8μm的第一代光波系统 正式投入商业应用。 上世纪 80 年代初，早期的采用多模光纤 的第二代光波通信系统问世。 1990年，工作于2.4Gb/s，1.55μ m的第 三代光波系统实现商用。
3 光纤通信的特点
传输频带宽，通信容量大。 中继距离远。 抗电磁干扰能力强，无串话。 光纤细，光缆轻。 资源丰富，节约有色金属和能源。 经济效益好。 抗腐蚀、不怕潮湿。
4 光纤通信系统的组成
5 光纤通信的发展趋势
电时分复用技术（SDH MSTP） 光波分复用(WDM) 全光通信网络
1 什么是光纤通信 2 光纤通信的发展史 3 光纤通信的特点 4 光纤通信系统的组成 5 光纤通信的发展趋势
1 什么是光纤通信
利用光导纤维传输光波信号的通信方式， 称为光纤通信。 光纤通信是工作在近红外区，其波长是 0.8～1.8μm，对应的频率为167～375THz。 光纤通信技术的发展十分迅速，已经起 到了举足轻重的地位，发展前景十分广阔。
第四代光波系统以采用光放大器 (OA) 增 加中继距离和采用频分与波分复用(FDM 与WDM)增加比特率为特征。 第五代光波通信系统的研究与发展也经 历了20多年历程，已取得突破性进展。 它基于光纤非线性压缩,抵消光纤色散展 宽的新概念,产生的光孤子，实现光脉冲 信号保形传输。
中国光纤通信的发展历程
中国光纤通信的发展历程光纤通信作为现代通信技术的重要组成部分，已经在中国取得了长足的发展。
下面将从三个阶段来介绍中国光纤通信的发展历程。
一、起步阶段（1970年代-1980年代）中国光纤通信的起步可以追溯到上世纪70年代。
当时，由于国际形势复杂，中国面临着对外通信受限的困境。
为了摆脱这一局面，中国开始研究光纤通信技术，并在1974年成功研制出了最早的光纤传输系统。
这标志着中国光纤通信技术的起步阶段。
在1980年代，中国光纤通信技术得到了进一步发展。
1987年，中国成功研制出国产化光纤预制棒，实现了光纤通信技术的本土化。
同时，中国也开始建设光纤通信网络，实现了国内光纤通信的初步覆盖。
这一阶段的发展为后续的高速、大容量光纤通信网络的建设打下了坚实的基础。
二、快速发展阶段（1990年代-2000年代）进入1990年代，中国光纤通信迎来了快速发展的时期。
1992年，中国光纤通信网络迎来了第一次大规模建设的高潮，国内第一条全光纤通信干线投入使用。
这标志着中国光纤通信网络开始进入大规模商用阶段。
在2000年代，中国光纤通信网络得到了进一步的完善和扩展。
2001年，中国首次实现了全国光纤通信网络的覆盖，全面推进了信息高速公路建设。
光纤通信技术在中国的应用越来越广泛，不仅在城市中得到普及，而且逐渐延伸至农村地区。
中国光纤通信网络的建设为信息化社会的发展提供了坚实的基础。
三、创新发展阶段（2010年代至今）进入21世纪，中国光纤通信进入了创新发展的阶段。
2013年，中国成功研制出世界上第一根光纤光子晶体光缆，实现了光纤通信技术的重大突破。
光子晶体光缆具有更高的传输速率和更大的传输容量，为中国光纤通信技术的发展带来了新的机遇。
在2010年代，中国光纤通信技术得到了广泛应用和推广。
光纤通信网络不仅在城市中得到普及，而且逐渐延伸至乡村和偏远地区。
同时，中国积极推动光纤通信技术与其他领域的融合，如物联网、云计算等，进一步拓展了光纤通信技术的应用领域。
光纤通信的发展历程
光纤通信的发展历程光纤通信是指利用光纤作为传输媒介来传送信息的通信方式。
它相比传统的电信传输方式具有更高的传输速度、更大的传输容量和更低的传输损耗，因而在信息时代得以广泛应用。
下面将对光纤通信的发展历程进行简要概述。
20世纪60年代至70年代初，光纤通信技术还处于研究和实验阶段。
1966年，美国的高尔（Charles Kao）和哈罗歇（George Hockham）首次提出了用光纤作为信息传输媒介的概念，并对光纤的传输特性进行了分析。
然而，当时光纤的损耗率非常高，传输距离有限，无法实现实际应用。
70年代末至80年代，光纤通信技术取得了突破性进展。
1970年，美国的万怀远发明了用波导方法包裹光纤的技术，使得光纤的传输损耗率大幅降低。
此外，研究人员还采用了掺杂混合氧化物使光纤内部的损耗降低，同时也使传输带宽提高。
这些技术突破将光纤通信从实验室推向了实际应用阶段。
80年代，随着单模光纤的发展，光纤通信的有效传输距离显著增加，同时大容量传输也成为可能。
此时，光纤通信开始逐渐取代传统的电信传输方式。
1988年，美国波士顿与英国伦敦之间建成了第一条跨洋光缆，使得全球范围内的光纤通信成为现实。
90年代，光纤通信进一步发展。
1992年，美国贝尔实验室研制成功了DWDM（密集波分复用）技术，使得在一根光纤上能够同时传输多个不同的光信号，实现了更大的传输容量。
随着互联网的普及，光纤通信迅速成为信息交流的重要基础设施。
21世纪以来，随着科技的进步，光纤通信技术不断发展。
光纤通信的传输速度进一步提高，传输容量也不断增大。
2009年，日本NTT成功实现了每秒度量级的10万公里传输速度，创造了世界纪录。
现如今，光纤通信已成为人们生活中不可或缺的一部分，广泛应用于电话、电视和互联网等各个领域。
在未来，光纤通信技术的发展前景依然广阔。
如今的研究重点主要包括提高光纤传输速率、减小传输损耗、降低光纤制造成本等方面。
同时，光纤通信技术也在无线通信领域得到了广泛应用，如光纤无线通信、光纤毫米波通信等，为人们提供了更快、更稳定的通信服务。
光纤通信使用波长(波段)历史简述
光纤通信商用化以来，由于市场需求和技术进步的推动，光纤品种和特性及应用经历了下述三个重要发展阶段。
1、多模光纤（第一窗口、第二窗口）1972-1981年间是多模光纤研发和应用期。
前期第一个使用的波长是850nm称为第一窗口。
先开发使用阶跃型多模光纤。
接着开发了Ala类梯度多模光纤（50/125），其衰减3.0 — 3.5dB/km，带宽200-800MH? km,数值孔径0.20 ± 0.02或0.23 ± 0.02 ;以后又开发使用A1b类梯度多模光纤（62.5/125 ）,其衰减 3.0 — 3.5dB/km，带宽100—800MH? km,数值孔径0.275 ± 0.015。
这两种光纤与850nm附近波长LED （发光二极管）相配合，形成光通信系统。
LED光谱宽度40nm注入光功率5 或20卩W 最大比特速度5或60Mb/s。
70年代末到80年代初，又开发了第二窗口（1300nn）。
A1a类光纤衰减0.8 —1.5dB/km,带宽200 —1200MH? km； A1b类光纤衰减0.8 — 1.5dB/km，带宽200—1000MH? km 与它们相配合使用的是高辐射LED其光谱宽度120nm 注入光功率20卩W 最大比特率100Mb/s。
2、G.652及G.653、G.654单模光纤（第二、三窗口）1982—1992 年是G.652 及G.653、G.654 单模光纤开始大规模应用期，打开了光纤的第二窗口（1310nm）和第三窗口（1550nm）。
1973—1977年世界各大光纤制造商开发了各种先进的预制棒生产工艺。
康宁开发出OV取术；日本的NTT住友、古河、藤仓等联合开发出VAD技术；朗讯改善了MCVD 技术；荷兰菲力浦开发了PCVD技术。
1982年由美国开始，日、德等国家紧跟，世界上开始大量建设G.652单模光纤长途工程。
单模光纤市场需求大增刺激了其大规模生产。
(通信企业管理)通信用光纤的发展历史精编
（通信企业管理）通信用光纤的发展历史1通信用光纤的发展历史自从20世纪70年代光纤衰减降到实用化水平以来，光纤从多模光纤开始，其工作波长随着激光器技术的发展从0.85μm波长发展到衰减更低带宽更宽的1.3μm波长。
这种光纤被当时的CCITT（现（ITU-T）列为G.651光纤。
20世纪80年代初，单模光纤开始实用，且零色散波长设计于1.31μm。
这种光纤被CCITT列为G.652单模光纤（S MF）。
20世纪90年代初，1.55μm的激光器进入商用，这壹波长上的光纤衰减最低，而且波长窗口较宽，对波分复用的应用较为有利。
可是，G.652光纤于该波长下约+17 ps/（nm·km）的色散，对应用有较大的限制。
采用零色散位于1550nm的色散位移光纤（DSF）是较早的壹个解决方法，此种光纤被CCITT列为G.653光纤。
这种光纤主要用于海底光缆系统，它把单壹波长传送几千km。
有些国家也壹度广泛地用于陆上干线中。
随着光纤放大器和波分复用技术的迅速发展，人们发现DSF于1550nm附近的零色散会由于光纤的非线性效应而影响信号的传输。
为了克服色散位移光纤的非线性效应，出现了非零色散位移光纤（NZ-DSF）。
这种光纤于1550nm波长上有壹定范围的小色散。
色散的下限保证足以抑制四波混频，色散的上限保证允许10Gb/s的单通道能传输250km之上，而无需色散补偿。
这些NZ-DS F于1996年被ITU-T列为G.655光纤。
这些初期的NZ-DSF于不同场合应用后发现，单壹规格的NZ-DSF难以满足各种不同的使用场合，于是各个光纤制造厂相继开发了具有不同色散性能的NZ-DSF。
其中色散范围已越出G.655建议书的规定，工作波长也超出了G.655建议书的范围，达到1600nm之上。
为此，ITU-T于2000年4月的1997年～2000年研究期末期会议上把G.655类光纤分为G.655A和G.655B俩个子类。
光纤通信发展史
光纤通信发展史
20世纪60年代末期，人们开始研究用光纤作为通信介质来传输信息。
1970年，美国贝尔实验室的艾伦和斯科特实验室的亚历山大等人，宣布成功地制成第一根单模光纤。
1974年，一个由英国、美国和加拿大联合组成的团队，成功地利用单模光纤传输10Mb/s的信息。
1977年，美国MCI公司在一条长达6公里的单模光纤上进行了10Mb/s的试验，在距离的远、带宽的宽和可靠性的高三方面都显示了优于电缆的特点。
这标志着光纤通信技术迈出了实用化的第一步。
在1980年代初，光纤通信技术得到广泛应用。
西门子公司率先建成了世界上第一条光纤通信网，它连接了两个工厂，长达15公里，传输速率为140Mb/s。
1984年，AT&T公司达到了250Mb/s的传输速度，成功地利用光纤通信技术连接了纽约和华盛顿特区。
1988年，美国建立了国家超级光纤网络，用于连接国家的高于地面的电子网络，为军方应用预留，并向公共机构提供广泛的信息服务。
1992年，第一条DWDM(密集波分复用)光纤通道正式启用，DWDM技术使光纤传输容量大大增强，从而更为实用和广泛地应用于各种信息网络。
2000年，全球光纤总长度已达遥远的2000公里，每年增长量达数千公里，随着光纤通信技术的不断革新和更新，光纤通信将会更加普及和实用。
光纤通信发展简史课件解析
1
光传输技术
光纤通信定义
光纤通信发展
2
光传输技术
掌握光纤通信定义Leabharlann 了解光纤通信发展简史3
光传输技术
光纤通信定义
光纤通信的发展概况
4
光传输技术
1光纤通信定义
一、光纤通信定义及关键技术
1、定义 光纤通信是以光波为信息载体（载频）,以光纤为传输媒质的通
信方式.
2、光纤通信关键技术 1）合适的光源
波长 第一代 第二代 第三代 第四代 0.85um 1.31um 1.55um 频分、波分 新技术 备注 500MB/S 85GB/S 1000GB/S 2000GB/S
第五代
光弧子、光时分、 超大容量
波分复用
表1 光纤通信发展史
10
光传输技术
基于光波进行通信必须解决哪两个关键技术？
11
光传输技术
速率、多模光纤，无中继可达10KM 1976---1986年是以提高传输速率和增加传输距离为目的和大力推 广的发展阶段。多模到单模光纤通信系统，无中继可达50-100KM 1986----1996年是以实现超大容量超长距离为目标,全面深入开展
新技术援救阶段。
9
光传输技术
2光纤通信的发展概况
二、光纤通信的发展史
2）合适的传输介质
5
光传输技术
1光纤通信定义
（光纤窗口） （1.8μ m至0.8μ m）
远红外 （300至25μ m） 长波
红外 可见光 紫外线 （25至0.76μ m） （0.76至0.39 ） 光波 X射线γ 射线 宇宙射线 30pm 0.3pm 波长 1016 1018 1020 频率（Hz）
中波 短波 微波 毫米波 3m 108 3cm
光纤通信
什么是光？麦克斯韦1865年发表电磁场理论电磁波谱发送信号的载波频率越高(波长越短)，可以传送信息的速率就越快。
在电磁波谱中，光波范围包括红外线、可见光、紫外线，其波长范围为：300 μm ~ 6×10−3μm 。
目前使用的光载波频率~200 Tz通信用光波范围最早的光通信手势、肢体语言、信号灯、旗语、烽火台公元前11世纪，西周王朝，烽火戏诸侯——用“狼烟”作为信号光通信的历史第一个光电话系统：现代光通信的开端1880年贝尔发明了第一个光电话系统，通话距离213米弧光灯的恒定光束投射在话筒的音膜上，随声音的振动而得到强弱变化的反射光束，这个过程就是调制。
但是，普通光源强度和纯度都成为制约光通信发展的因素。
--没有好光源!大气光通信激光器的发明和应用，光通信进入一个崭新的阶段，它具有亮度高、谱线窄、方向性好由于大气通信受气象条件影响，通信不稳定--没有好信道!频率为100太赫兹的红宝石激光器[美国梅曼(Maiman)，1960]地下光通信没有找到稳定可靠和低损耗的传输介质对光通信的研究走入了低潮1870年，英国物理学家丁达尔太阳光随着水流发生弯曲n水>n空气，光发生全反射光纤的雏形1953年，英国伦敦学院卡帕尼博士首次将丁达尔的观察用于实际，发明了用极细的玻璃制作的光导纤维：芯层+包层。
芯层的折射率大于包层，光在其中做全反射。
1960年左右，最好的光纤损耗也在1000分贝/公里(dB/km)。
由于损耗很大，它最初只被用于医疗。
现代光纤通信1966于光频的光纤表面波导》奠定了现代光通信的基础。
高锟被尊为光纤之父。
工作地点：英国标准电信研究所研究对象：光在石英玻璃纤维中的严重损耗问题损耗原因：1)玻璃纤维中含有过量的铬、铜、铁与锰等金属离子和其他杂质；2)拉制光纤工艺造成芯、包层分界面不均匀及其所引起的折射率不均匀新的发现：一些玻璃纤维在红外光区的损耗较小低损耗光纤的研制年，美国贝尔实验室、日本电气公司(NEC)研制成功室温下连续振荡的镓铝砷(GaAlAs)。
光纤的发展进程
信息科学前沿讲座——浅谈光纤通信技术的发展一、光纤通信的发展历程1966年英籍华人高馄发表了论文——《光频率介质纤维表面波导》，提出能够用石英制作光导纤维，其损耗可以控制在20 dB/km的范围内，可实现大容量的光纤通信。
当时，世界上只有英国的标准电信实验室（STL）、美国的康宁（Corning）玻璃公司，美国贝尔（Bell）实验室等几个少数机构的领导相信该理论的可实施性。
1970年，康宁公司研制出损失低达20dB/km，长约30 m的石英光纤（据说花费了3000千万美元）。
1976年，贝尔实验室建立了一条从华盛顿到亚特兰大实验线路，传输速率仅45Mb/s，只能传输数百路电话，此时若使用同一级别的同轴电缆，可传输1800路电话。
当时尚无适用于光纤通信的激光器，只能使用发光二极管（LED）做光纤通信的光源，这便是导致光纤传输速率低于同轴电缆的原因。
1984年左右，适用于光纤通信的半导体激光器研制成功，使得光纤通信的数据传输速率达到144 Mb/s，可同时传输1920路电话。
到了1992年，一根光纤的数据传输速率达到了2.5Gb/s，相当3万余路电话。
1996年，各种波长的激光器相继研制成功，这使得光纤通信可实现多波长多通道的数据传输，即所谓“波分复用（CWDM）”技术，也就是在1根光纤内，传输多个不同波长的光信号，于是光纤通信的传输容量倍增。
在2000年的时候，利用WDM技术，一根光纤的传输速率已经能够达到640 Gb/s。
在提出光纤通信理论之后的几十年里，高锟的理论成为了现实，光纤通信得到了飞速的发展。
2010年，高馄因在光纤通信领域做出的巨大贡献获得了诺贝尔奖。
有人对高馄1976年发明了光纤，而2010年才获得诺贝尔奖有很大的疑问。
事实上，从以上光纤发展史可以看出，尽管光纤的容量很大，没有高速度的激光器和微电子仍不能发挥光纤超大容量的作用。
现在，电子器件的传输速率只能达到Gb/s量级，而各种波长的高速激光器的出现使光纤的传输速率已经达到了Tb/s量级(C1 Tb/s=1000 Gb/s)，人们认识到了——光纤的发明引发了通信技术的一场革命!二、我国光纤通信的发展历程我国于20世纪70年代初就开始了光纤通信的基础研究。
光纤通信发展历程及原理简介
第二阶段：借助文字传递信息阶段。文字与印刷术发明后， 信息可以通过书籍、书信、报纸、杂志等方式呈现。文字促进了 邮政业的发展，中国早在商代就有驿传的通信方式，通过飞鸽、 快马等方式传递书信、情报；现代逐步演变成邮政系统。这种通 信模式信息保持时间更长久，传递信息更加准确，传递距离更加 远，但传递速度慢、信息单一。
图 1 光纤通信系统的构成框图
1、光发射机
光发射机是实现电 / 光转换的光端机。发端：首先由电发射 机发出电信号，送给光发射机，光发射机完成电 / 光转换。 光发射机的关键部件是光源，光源的主要功能是完成电 / 光 的转换。目前光纤通信中常用的光源有：半导体激光二极管 （LD）和 半导体发光二级管（LED）。由光发射机发出光信 号以后送入光纤或者光缆进行传输。
世界各国国家级学术单位院士、会士、著名大学 博士等荣誉称号
美国国家工程院院士，英国皇家工程科学院院士， 瑞典皇家工程科学院外籍院士……
2009年诺贝尔物理学奖
国内光纤通信发展现状
1963年 开始光通信的研究
1974年 研究光纤通信
“六五”、“七五”、“八五”铺设“八纵八横”光纤线路总长 约七万公里
复进行全反射，并在光纤中传递下去。
光纤加上涂覆层并按 一光的性 质
波动性、粒子 性
①反射、折射、 全反射
② 干涉、衍射、 光疏媒质
偏振
光密媒质
fc
③ 光的吸收、
色散、散射
光纤的种类
（1）工作波长：紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、 红外光纤。
（2）折射率分布：阶跃（SI）型光纤、近阶跃型光 纤、渐变（GI）型光纤、其它（如三角型、W型、凹 陷型等）。
1987年至1996年香港中文大学校长，同年当选中国 科学院外籍院士
光通信发展历程
光通信发展历程
光通信是指利用光的特性来传输信息的通信技术。
它具有传输速度快、带宽大、抗干扰能力强等优点，因而得到了广泛的应用。
下面我们来了解一下光通信的发展历程。
20世纪60年代，人们开始使用光纤进行通信，但是当时的光纤技术还不成熟，传输距离受限，同时光源和探测器的性能也不够好，导致光通信无法大规模应用。
20世纪70年代，随着激光器和探测器技术的进步，光通信的传输距离得到了大幅度延长，同时传输速度也得到了提高。
1977年，美国贝尔实验室首次实现了1.7千米的光纤通信。
20世纪80年代，光通信技术逐渐成熟，应用范围也逐步扩大。
1981年，法国研制出了第一条全长40千米的光纤通信线路，标志着光通信技术进入了实用化阶段。
20世纪90年代，光通信进入了高速发展期。
1991年，美国实现了2.5Gbps的光纤通信，标志着光通信技术进入了Gbps时代。
同时，WDM技术的应用也加速了光通信技术的发展。
21世纪初，光通信技术已经成为信息通信领域的重要组成部分。
2001年，全球第一条10Gbps的商用光纤通信线路在美国建成，标志着光通信技术进入了Tbps时代。
当前，光通信技术已经得到了广泛的应用，包括互联网、移动通信、有线电视、医疗、军事等领域。
随着5G技术的普及和人们对高速、稳定的通信需求的不断增长，光通信技术将会继续迎来新的发展
机遇。
光纤通信技术的发展历程
光纤通信技术的发展历程光纤通信技术是一项高科技、高效能的通信技术，已经成为了人类通信活动的主要方式之一。
它以光纤为媒介，将信息以光的形式传输，具有带宽大、信噪比高、抗干扰性强、保密性好等优点，广泛应用于通信、网络、医疗、石油、军事等领域。
下面，我们来看一下光纤通信技术的发展历程。
光纤通信技术的前身是电传输技术，它以电线、电缆为传输媒介，利用电磁场传送信息。
20世纪50年代中期，人们开始研究将光信号送入电缆中传输，在1960年代初期出现了光导纤维，但由于光纤的光衰减和色散严重，无法将信号传输到远距离。
到了1970年代，随着半导体器件的发展，光纤内芯的材料和制备技术得到了极大的提升。
1977年，美国贝尔实验室研制成功了有光衰减400分贝/km的单模光纤，使得光信号能够传输到100公里以上。
1980年代初期，光纤通信技术开始大规模商用，光纤的压缩量和价格逐年下降。
1988年，美国全光纤通信网实现了面向用户的科学试验，使得全球的光纤通信技术迈上了新的台阶。
90年代，ATM(异步传输模式)技术和WDM(波分多路复用)技术的提出和应用，使得光纤传输的带宽不断提高，从几百兆比特每秒到几千兆比特每秒，甚至更高。
21世纪以来，随着人工智能、互联网、大数据等新兴产业的快速发展，对于通信技术的需求越来越大。
在此背景下，光纤通信技术也得到了快速发展。
2001年，我国开始发展光纤通信技术，我们在技术开发上取得了很大进展。
经过多年的技术攻关和累积，我国的光纤通信技术目前已经达到了国际领先水平。
未来，光纤通信技术的发展可能在以下几个方面取得重大进展：一是设备小型化、智能化和网格化，二是光与物质更好的结合，三是云计算、5G、物联网等应用场景下的新型光纤通信技术。
光纤通信技术的发展，将会给社会带来更高速、更稳定、更安全的通讯服务，为数字化、智能化、网络化进程提供更好的支撑。
总之，光纤通信技术的发展历程凝聚了科学家们多年的心血和努力。
光纤通信的发展历史
第二代80 年代初
第三代80 年代中～ 90年代初
1300nm 多模 单模
1550nm 单模
多模 单模
140Mb/s 20 ～
50Km
PDH群路 （ 140M b/s）
50～ 100Km
爆炸性发展
工作 光纤 激光 比特率B
波长
器
中继距离L
第四 1550 代90 nm 年代
单模
单模
SDH，WDM 无中继：80～ 12070 年代室温工作LD (GaAsAI 850nm)
1300、1550nm 多模LD
单模LD
1970 康宁制出低损耗光纤 (20dB/km)
1300(0.5dB/km),1550nm(0.2dB/km) 低损耗窗口光纤开发
单模光纤
光纤通信的发展历史
四大里程碑
1960年，世界上第一台相干振荡光源－红宝石激光器 问世。
现代光纤通信技术
光纤通信的发展历史
光纤通信技术发展的精髓——提高光纤通信系统容量
光纤通信的发展历史
•雏形：古代烽火、手旗、灯光
1880年 贝尔的光电话
激光器(发送源)
光纤(传输介质)
1960 Maiman发明红宝石激光器 1951 医用玻璃纤维(损耗1000dB/km) 1962 半导体激光器诞生(GaAs 870nm) 1966 高锟 理论预言
网络容量演进战略
WDM 波长数
32 80Gb/s 16 40Gb/s
20Gb/s 8
4 10Gb/s
1 2.5Gb/s
320Gb/s
80Gb/s 40Gb/s
10Gb/s
40Gb/s
每波长比特率(TDM)
爆炸性发展
对光纤通信认识
对光纤通信的认识专业：电子信息工程学号：2008127107姓名：陈洁潘1，光纤通信发展的历史与现状。
1960年，第一台相干振荡光源——红宝石激光器问世，世界性的光纤通信研究热潮开始。
而真正为光纤通信奠定基础的是1970年研究出的在室温下连续工作的双异质结半导体激光器。
标志着光纤通信进入商业应用阶段的是1976年在美国亚特兰大进行的世界上第一个实用光纤通信系统的现场实验。
此后，光纤通信技术不断发展：光纤从多模发展到单模，工作波长从0.85um发展到1.31和1.55um，传输速率从几十发展到几十。
另一方面，随着技术的进步和大规模产业的形成，光纤价格不断下降，应用范围不断扩大：从初期的市话局间中继到长途干线进一步延伸到用户接入网，从数字电话到有线电视（CATV），从单一类型信息的传输到多种业务的传输。
目前光纤已成为信息宽带的主要媒质，光纤通信系统将成为未来国家基础设施的支柱。
2，光纤通信的优点和应用光纤通信系统的频带很宽，传输容量很大。
就损耗而言，光纤的损耗也很小，中继距离很长，而且误码率很小。
重量轻，体积小也是光纤相对电缆通信的一大优点。
光纤的抗电磁干扰性能也很好，在抗闪电雷击等干扰有着很好的性能。
光纤还有保密性好，泄露小的优点。
此外，光纤的原材料是石英，在地球的存储量可以说是取之不尽，这可以节约金属材料。
由于有如此多的优点，所以光纤通信目前有着广泛的应用。
主要应用有（1）通信网，包括全球通信网（比如横跨大西洋和太平洋的海底光缆和跨越欧亚大陆的洲际光缆干线），各国的公共电话网，各种专用通信网，特殊通信手段（如石油、化工、煤矿等部门易燃易爆环境下使用光缆，以及飞机、军舰、潜艇、导弹和宇宙飞船内部的光缆系统）；（2）计算机局域网和广域网；（3）有线电视网的干线和广域网；（4）综合业务光纤接入网，分为有源接入网和无源接入网，可实现电话、数据、视频及多媒体业务综合接入核心网，从而提供各种各样的社区服务。
光纤通信发展简史
– 通信质量高
• 线径细,重量轻,柔软
– 可制成大芯数高密度光缆 – 单芯光缆可安装在飞机,火箭,潜艇及航天飞机上
• 节约有色金属,原材料资源丰富
– 可节约大量铜金属
光纤通信发展简史
缺点
• 质地脆,机械强度低 • 光纤切断和接续需要一定的工具,设备和
技术 • 分路,耦合不灵活 • 光纤,光缆弯曲半径不能过小(>20CM) • 在偏僻地区存在有供电困难问题
– 1976年 日本电报电话公司（NTT）制造出 0.5dB/km 的低损耗光纤
• 1976年 在美国亚特兰大成功进行了码速率为 44.7Mb/s的光通信系统性能试验,从此光通信技术 进入实用化阶段
光纤通信发展简史
二.光通信特点
• 频带宽,通信容量大
– 理论上讲一根单模光纤可利用的带宽达 20THz(1THz=1012Hz)以上,现在最先进的光纤 通信系统达400GHz,而一路电话带宽约占4KHz 频带,一路彩色电视约占6MHz频带
• 损耗低,中继距离长
– 铜缆的损耗特性与缆的结构尺寸及所传输信号
的频率有关,光缆的损耗特性仅与玻璃的纯度
(或者说透明度)有关,高质量望远镜的镜头其损
耗超过500dB/km,目前通信用光纤的最低损耗
达0.2 dB/km
光纤通信发展简史
• 具有抗电磁干扰能力
– 光导纤维是绝缘体材料,不受输电线,电气化铁路及 高压设备等电器干扰,可以与高压电线平行架设,还 可制成复合光缆
1018 1020
1022
106 104 102 1 10-2 10-4
10-6 10-8 10-10 10-12
10-14
名称
电磁波谱
光纤通信中的光源发展解析
光纤通信中的光源发展光纤通信相当于有线电通信，是以激光作为信息载体，以光导纤维即光纤作为信息传递的传输媒介。
光纤通信中的光波工作在电磁波频谱图中的近红外线区域，其中，主要工作波长在0.8um到1.8um之间。
一光纤通信简史1960年美国科学家麦曼（Mailman）发明了世界上第一台激光器——红宝石激光器。
1966年，英籍华人高锟（C.K.Kao）和霍克海姆（George.A.Hockham）根据介质波导理论，共同提出了光纤通信的概念，即利用石英玻璃（SiO2）可以制成低损耗的光纤，来作为光通信的传输媒介。
1970年美国康宁（Corning）玻璃公司的Maurer等人首次研制出阶跃折射率多模光纤，其在波长为630nm 处的衰减系数小于20dB/km。
同年，美国贝尔实验室的Hayashi等人研制出室温下连续工作的半导体GaAs/GaAlAs双异质结注入式激光器。
正是光纤和激光器这两项科研成果的同时问世，拉开了光纤通信的序幕。
1976年，在进一步设法降低玻璃中的氢氧根（OH－）含量时发现，光纤的衰减在长波长区有1.31um和1.55um两个窗口。
1980年原材料提纯和光纤制备工艺的进一步不断完善，加快了光纤的传输窗口由0.85um移至1.31um和1.55um的进程。
特别是制造出了低损耗光纤，其在1.55um的衰减系数为0.15dB/km，已接近理论极限值。
1981年以后，世界各发达国家才将光纤通信技术大规模的推入商用。
历经20年突飞猛进的发展，光纤通信传输速率已由1978年的45Mbit/s提高到目前的20Tbit/s。
总之，光纤通信的发展，经历了从20世纪60年代的准备阶段、20世纪70年代的实验和试用阶段、20世纪80年代的实际商用阶段到20世纪90年代的世界范围大规模使用阶段的发展过程。
在现代通信方式中，已形成了一个以光纤通信为主，微波和卫星通信为辅的格局。
二光纤通信对光源的要求在光纤通信中，首先要将电信号转变为光信号。
光通信波长
光通信波长一、介绍光通信波长光通信是一种利用光作为信息传输媒介的通信方式，具有高速率、大带宽、低损耗等优点。
而光通信波长则是指在光通信中所使用的波长范围，通常为850nm至1550nm。
其中，850nm至1300nm属于近红外波段，适用于短距离传输；而1310nm至1550nm属于远红外波段，适用于长距离传输。
二、光通信波长的应用1. 光纤通信在光纤通信中，1310nm和1550nm是最常用的两个波长。
其中，1310nm适合在单模光纤中进行传输，而1550nm则更适合在多模光纤中进行传输。
2. 光放大器在光放大器中，掺铒光纤放大器（EDFA）和掺铒光纤拉曼放大器（ERFA）都是使用1550nm的波长进行工作。
此外，在掺镱或掺钕的激光器中也会使用1064nm或1319 nm的波长。
3. 激光雷达激光雷达主要使用了905 nm和1550 nm这两个波长。
其中，905nm的波长适用于短距离的测量，而1550 nm则适用于长距离和高精度的测量。
4. 生物医学在生物医学领域中，主要使用了两个波长：780 nm和1064 nm。
其中，780 nm的波长适用于皮肤表层的测量，而1064 nm则适用于深层组织的测量。
三、光通信波长选择的因素1. 光纤特性不同类型的光纤具有不同的色散特性和损耗特性，因此需要选择合适的波长以最大限度地减少信号衰减和色散。
2. 传输距离不同波长在传输过程中会受到不同程度的衰减和色散影响。
因此，在选择光通信波长时需要考虑传输距离以及所需带宽等因素。
3. 其他因素除了以上两个因素外，还需要考虑其他因素如设备成本、技术成熟度、兼容性等。
四、未来发展趋势1. 高速率化趋势随着互联网应用日益普及，对带宽需求也呈现出快速增长的趋势。
因此，未来光通信波长的发展方向将会更加注重提高传输速率和带宽。
2. 多波长技术多波长技术是指同时使用多个不同波长进行数据传输的技术，可以提高传输带宽并减少信号衰减和色散影响。
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光纤通信商用化以来，由于市场需求和技术进步的推动，光纤品种和特性及应用经历了下述三个重要发展阶段。
1、多模光纤（第一窗口、第二窗口）
1972-1981年间是多模光纤研发和应用期。
前期第一个使用的波长是850nm，称为第一窗口。
先开发使用阶跃型多模光纤。
接着开发了A1a类梯度多模光纤（50/125），其衰减－km，带宽200－800MHz •km，数值孔径±或±；以后又开发使用A1b类梯度多模光纤（125），其衰减－km，带宽100－800MHz •km,数值孔径±。
这两种光纤与850nm附近波长LED（发光二极管）相配合，形成光通信系统。
LED 光谱宽度40nm，注入光功率5或20μW，最大比特速度5或60Mb/s。
70年代末到80年代初，又开发了第二窗口（1300nm）。
A1a类光纤衰减－km，带宽200－1200MHz •km；A1b类光纤衰减－km，带宽200－1000MHz•km。
与它们相配合使用的是高辐射LED，其光谱宽度120nm，注入光功率20μW，最大比特率100Mb/s。
2、及、单模光纤（第二、三窗口）
1982－1992年是及、单模光纤开始大规模应用期，打开了光纤的第二窗口（1310nm）和第三窗口（1550nm）。
1973－1977年世界各大光纤制造商开发了各种先进的预制棒生产工艺。
康宁开发出OVD技术；日本的NTT、住友、古河、藤仓等联合开发出VAD技术；朗讯改善了MCVD技术；荷兰菲力浦开发了PCVD技术。
1982年由美国开始，日、德等国家紧跟，世界上开始大量建设单模光纤长途工程。
单模光纤市场需求大增刺激了其大规模生产。
这时康宁的OVD进一步提高了沉积速率，VAD、MCVD、PCVD都外加套管来作为增大预制棒的措施。
以后各家都照着两步法的混合工艺来加大预制棒。
90年代法国阿尔卡特开发了APVD技术（MCVD+等离子喷涂工艺）。
各大光纤制造商制造技术的重大进步，为常规单模光纤的广泛应用创造了更好的条件。
1984年开始用第三窗口（1550nm）。
1984年CCITT发布和标准。
到1985年，光纤1310nm损耗已达km，1550nm损耗已达km。
1985年日本、美国研发的色散位移光纤商用化，其特点是把零色散点从第二窗口移到第三窗口，1550nm波长不仅损耗最低，而且色散也最小，1988年CCITT发布标准。
此光纤大量用于日本的通信干线。
90年代初，掺铒光纤放大器（EDFA）开始商用化促使密集波分复用（DWDM）提上议事日程。
但光纤在1550nm波长处的零色散造成DWDM系统波道间的非线性干扰十分严重，因而没在世界上推广开来。
1995年我国建设京九光缆工程，24芯纤中用了六根光纤，一直没开通，以后我国也没用光纤。
这一时期还产生了一种截止波长移位的光纤，它在1550nm处不但损耗低，而且微弯损耗小，适合使用光放大器的长途干线系统和海底光缆系统，CCITT1988年发布标准。
3、光纤通信窗口全打开，光纤特性大进展
1993－2006期间光纤通信窗口扩展到4、5窗口及S波段，光纤通信窗口全打开，新开发四种新品种光纤，光纤特性更趋完善。
非零色散位移单模光纤光纤（第三、第四窗口）
为抑制密集波分复用（DWDM）系统中的四波混频（FWM）和交叉相位调制（XPM），减小光通道间的非线性干扰，非零色散位移光纤（WZDSF）在1993年问世了。
先是朗讯推出真波光纤，接着康宁推出了大有效面积LEAF光纤。
这些光纤一开始工作在第三窗口，即C波段（1530－1565nm），1995年后扩展到第四窗口，即L波段（1565－1625nm）。
1996年ITU-T制定了标准。
1998后在全世界得到广泛应用。
以后光纤特性逐渐提高，标准也在不断趋向完善。
低水峰单模光纤（第五窗口）
朗讯1998年推出了全波光纤即低水峰光纤，使1383nm的水峰几乎不存在(衰减〈km〉，打开了光纤的第五窗口，即E波段（1360－1460nm）。
中国1999年开始用全波光纤做光缆，用于九江电信。
2000年ITU-T制定了标准。
2001年康宁做出了低水峰光纤。
2002年光纤在全世界推广开来。
从此单模光纤从1260nm至1625nm波长范围内，具有优异的衰减性能。
2002年5月ITU-T对于单模光纤通信系统光波段划分为O、E、S、C、L、U。
多模光纤850nm称为第一窗口，单模光纤O带为第2窗口，C 带称第3窗口，L带为第4窗口，E带为第5窗口。
把多模光纤和单模光纤的通信波段汇总起来可列出下表。