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1.3 光纤通信的特点
信息传输容量大、质量高、速度快(带宽,容纳的信道多―10Gbit、40Gbit)线路损耗低、抗干扰能力强、寿命长可以在同一条通路上进行双向传输(光纤不仅可以在陆地上使用,而且已广泛用于海洋.)
材料费用低,价格便宜(用光缆代替电缆,1千米可节约1吨铜的费用.日本用光缆比用普通电缆降低造价30%,美国的贝尔公司可降低50%)
易于安装,使用方便(光缆轻,体积小,因此易于施工,很容易装入密集的地下电缆管道,对于干,湿,冷和热等环境都较铜线有强得多的适应能力.在容量相同的情况下,光缆直径只有电缆的1%到0.1%,
信号串扰小、保密性能好且安全性高、可靠性高、不易被窃听。
1.4 光纤通信技术的应用
在信息高速公路上,铺作\路面\的,并不是交通高速公路使用的钢筋混凝土和沥青,而是以光学玻璃细丝为媒介,激光光纤通信技术是通过光学纤维传输信息的通信技术.在发信端,信息被转换和处理成便于传输的电信号,电信号控制—光源,信号发出端发出的光信号具有所要传输的信号的特点,从而实现信号的电一光转换.发信端发出的光信号通过光纤传输出到远方的收信端,经光电二极管等转换成电信号,从而实现信号的光-电转换.
1880年,A·G贝尔发明了利用太阳光作为光源的通话装置,光波在大气中传输。 1966年,高锟等人提示了实现低衰耗光导纤维的可能性.
1970年,美国研制出衰耗为20分贝/公里的石英光纤和体积很小的半导体激光器.此后,光纤及激光器等部件的质量逐年迅速提高,因而以半导体激光器作为光源,以石英光纤作为光的传输媒介,以半导体光电二极管作为接收器件的光源通信系统迅速发展起来.80年代,以短波长光源和多模光纤为标志的第一代光通信技术已很成熟,无中断通信距离约为10公里,通信线路约为1000路,已用作市话局之间的中继线,也用于城市间的通信系统,但中继站较多,站距较短.以长波长光源和单模光纤为标志的第二代光纤通信技术也已成熟,无中继通信距离约为30公里,通信容量约为5000路,适用于长途干线通信.
全光化和光集成化的光纤通信技术正在研究之中.全光化指的是在中继器中光信号直接被放大,省去了光—电转换和电—光转换过程.全光化的光集成化功能大大减少中断器和光端机的体积,降低功耗和成本,提高可靠性.
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信息传输容量大、质量高、速度快(带宽,容纳的信道多―10Gbit,40Gbit,)线路损耗低,抗干扰能力强,寿命长可以在同一条通路上进行双向传输(光纤不仅可以在陆地上使用,而且已广泛用于海洋.)材料费用低,价格便宜(用光缆代替电缆,1千米可节约1吨铜的费用.日本用光缆比用普通电缆降低造价30%,美国的贝尔公司可降低50%)易于安装,使用方便(光缆轻,体积小,因此易于施工,很容易装入密集的地下电缆管道,对于干,湿,冷和热等环境都较铜线有强得多的适应能力.在容量相同的情况下,光缆直径只有电缆的1%到0.1%,且安全性好,可靠性高,不易被窃听)在信息高速公路上,铺作\路面\的,并不是交通高速公路使用的钢筋混凝土和沥青,而是以光学玻璃细丝为媒介。脉冲射束为数据载体的光导纤维.目前，世界各国掀起了铺设光纤信息高速公路的热潮,美国光缆总长度已达1303.5万千米,法国光缆总长度达104.6万千米,日本的光缆总长度也达54.7万千米.然而与这些国家信息高速公路的要求相比,现有光缆系统的传输能力远远不够,因此,各国增铺光缆线路的势头都很猛烈,法国计划在2000年把光缆线路增加到200万千米.可见,在名符其实的全国信息高速公路出现之前,这些光缆系统必须要增容,而所传输的信息则要数字化和加以标识,这样才能省电,并且精确地传输给电话通信系统和高速公路上的用户.
未来的信息高速公路将首先在现有光纤通道基础上,增设\大道\先将光缆铺到公路旁,住宅前,最终目标是实现光纤进入千家万户.目前,光缆线路铺设的最大问题不在于干线,而在于入户,即连结每一户居民.如果要把全美国9600万个住户入户铜芯同轴电缆都改成光缆,估计需要2000亿美元,要花费20年甚至更多的时间,这是信息高速公路最大的瓶颈之一.
光纤通信是现代化通信网络的基础平台.光导纤维的巨大潜力,将使信息高速公路不仅成为数据传输媒介,还将输送电视,电话,教育,金融等多种服务,成为继本世纪50年代开始美国大规模普及电话之后最重大的通信手段革命.展望国际光纤通信技术的发展,其趋势将是日益网络、智能化、在信息时代,光纤网将日益发挥它的巨大作用,成为信息高速公路的强大的后盾.
1.5 目前光纤通信的发展趋势
高速、大容量、全光网络,新一代光纤。未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段,也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化,但在网络结点处仍采用电器件,限制了目前通信网干线总容量的进一步提高,因此真正的全光网已成为一个非常重要的课题。
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全光网络以光节点代替电节点,节点之间也是全光化,信息始终以光的形式进行传输与交换,交换机对用户信息的处理不再按比特进行,而是根据其波长来决定路由。全光网络具有良好的透明性、开放性、兼容性、可靠性、可扩展性并能提供巨大的带宽、超大的容量，极高的处理速度，较低的误码率，网络结构简单，组网也非常灵活，可以随时增加新节点而不必安装信号的交换和处理装备。当让全光网络的发展不可能独立与众多的通信技术当中，他必须要与因特网、ATM网、移动通信网等相融合。
新型光纤的大量出现WDM的特性造成普遍使用光纤的换代，常规光纤G652色散过大，色散位移光纤G653色散为零，容易形成非线性光纤损伤，而新型光纤G655就很好的解决了这个缺点，而且随着光电子器件的不断完善更新，光传输的损耗越来越小，速速越来越高，为光纤通信日后的发展与应用提供了完善的技术和设备服务，光纤网络越来越灵活。
低水峰光纤的发展该光纤在1310~1625nm范围可将允许的弯曲半径减小到常规单模光纤的1/2，为15mm，其他特性不变。可使用更紧凑的连接盒、机架、接入端机。该光纤符合ITU-TG652D标准，与其他常规单模光纤，包括该公司的ESMF完全相容。
1.6 光纤通信取得的重大突破
光纤通信是利用光波作载波，以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式，被称之为“有线”光通信。当今，光纤以其传输频带宽、抗干扰性高和信号衰减小，而远优于电缆、微波通信的传输，已成为世界通信中主要传输方式。
1966年，美籍华人高锟(C..Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)发表论文，预见了低损耗的光纤能够用于通信，敲开了光纤通信的大门，引起了人们的重视。1970年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB／km的光纤，光纤通信时代由此开始。光纤通信是以很高频率(1014Hz数量级)的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信。由于光纤通信具有损耗低、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，备受业内人士青睐，发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从1980年到2000年增加了近一万倍，传输速度在过去的10年中大约提高了100倍。在2000年，利用WDM技术，只需用一根光纤传输速率将达到640Gb/s。有人对高锟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。现在电子器件的速率才达到吉比特/秒量级，各种波长的高速激光器的出现使光纤传输的速度大到太比特/秒量级(1Tb/s=1000Gb/s)，人们才认识到“光纤的发明引发了通信技术的一场革命!”
光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步。目前，光纤通信技术已有了长足的发
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展，新技术也不断涌现，进而大幅度提高了通信能力，并不断扩大了光纤通信的应用范围。目前我国光纤发展迅速全面进入光纤全面替换铜线的时代。
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