现代光纤通信技术的历史及其发展

现代光纤通信技术的历史及其发展

摘要：光导纤维通信就是利用光导纤维传输信号，以实现信息传递的一种通信方式。光导纤维通信简称光纤通信。光纤通信具有通信容量大、传输距离远、信号串扰小、保密性能好、抗电磁干扰、传输质量佳、无辐射都优点，在现代通信中具有及其重要的地位。光纤通信应用十分广泛，全球通信网、各国的公共电信网、高质量彩色的电视传输、工业生产现场监视和调度、交通监视控制指挥都要用到该技术。本文主要论述了光纤通信的原理，发展历史及其发展趋势。

关键词：光纤通信技术发展历史发展趋势

History of modern optical fiber communication technology and its development Abstract: Optical fiber communication is the use of optical fiber transmission signals, transmission of information in order to achieve a means of communication. Optical fiber communications referred to as optical fiber communication. Large capacity optical fiber communication with the communication, transmission distance, signal crosstalk is small, performance of confidentiality, anti-electromagnetic interference, good transmission quality, no radiation are the advantages of modern communications has an important role. A wide range of fiber optic communications applications, global communications network, national public telecommunications network, high-quality color television transmission, industrial production site monitoring and scheduling, traffic control and command to be used in monitoring the technology.

This article discusses the principle of optical fiber communications, history and trends.

Key words: Optical Fiber Communication Technology Development history Development trends

1、引言

进入21世纪后，由于因特网业务的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的增长，对大容量信息传输系统和网络有了更为迫切的需求，自此光纤通信技术从光通信中脱颖而出,已成为现代通信的主要支柱之一,在现代电信网中起着举足轻重的作用。基于其强大的传输能力，光纤通信技术的发展前景不可限量。本文就其历史以及发展趋势展开论述。

2、光纤通信技术的原理及其发展历史

光纤通信的原理：

在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。

光纤通信技术的发展历史：

1880年，美国人贝尔（Bell）发明了用光波做载波传送语音的“光电话”，该光电话就是现代光通信的雏形。

1960年，美国人梅曼（Mainan）发明了第一台红宝石激光器，给光通信技术带来了新的希望，正是激光器的发明及应用，才使得沉睡了80年的光通信

技术进入一个崭新的阶段。但是由于找不到稳定可靠和低损耗的传输介质，对于光通信的研究再次走入低潮。

1966年，英籍华人高锟（C.K.Kao）和霍克哈姆（C.A.Hockham）共同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，奠定了现代光通信即光纤通信技术的基础。

20世纪70年代，光纤的研制取得了重大的突破：

1970年，美国康宁公司研制成功损耗为20dB/km的石英光纤。把光纤通信的研究开发推向一个新阶段。

1972年，康定公司又研制成功高纯石英多模光纤，将损耗降之4dB/km。

1974年，美国贝尔实验室的光纤损耗降低到1.1dB/km。1976年，日本电报电话公司将光纤损耗降到0.47dB/km。

十年以后，光纤损耗更是达到了0.154dB/km的惊人数值，该数值已经十分接近光纤最低损耗的理论极限。

同时，光纤通信用光源更是取得了实质性进展：

1970年，美国贝尔实验室、日本电气公司及前苏联先后研制成功室温下连续震荡的镓铝砷（GaAlAs）双异质结半导体激光器。虽然寿命只有几个小时，但他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7000小时。

1977年，贝尔实验室更是研制出寿命长达10万小时的半导体激光器

由于光纤和半导体激光器的技术进步，光纤通信进入了飞速发展的时期。自1976年开始，光纤通信系统进入实质性实验阶段。1989年，第一条横跨太平

洋的海底光缆通信系统建成，自此，光纤通信系统的建设于全世界范围内全面展开。

目前，光纤通信技术已经取得了长足的发展，新的光通信技术不断出现，主要有光波分复用技术、光弧子通信技术以及光纤接入技术。同时，有源光纤、色散补偿光纤、光纤光栅及多芯单模光纤的出现标志着光纤光缆技术到达了一个前所未有的高度。光电集成器件、垂直腔面发射激光器(VCSEL) 、窄带响应可调谐集成光子探测器、基于硅基的异质材料的多量子阱器件与集成(SiGe/Si MQW)的研究使得光有源器件的研究与开发进入一个新的阶段。[1] 另外，光无源器件的研究、光放大技术、光交换技术传输技术以及光网络技术的高速发展纷纷表明现如今光纤通信技术已经进入一个大成阶段。

3、光纤通信技术的发展趋势

向超高速系统发展

就目前来看，商用光纤通信系统的速率已达10Gbit/s，其速率在２０年时间里增加了２０００倍。高速系统的出现不仅增加了业务传输容量，而且也为各种各样的新业务，特别是宽带业务和多媒体业务提供了实现的可能。从一定程度上讲10Gbit/s的速度确实够快，但是在理论上，上述光纤通信系统的速率还有望进一步提高，毕竟在实验室传输速率已能达４０Gbit/s。然而，同时必须看到该系统并不是十分稳定，而且高速的同时也意味着价格高。该系统在实用中是否能成功还是个未知因素。研究出新的高速而且性价比高的新系统是目前光纤通信的一大发展方向。

向超大容量传输系统发展