１、光纖通信簡史
光纖通信是以光作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的通信方式。光纖通信技術(shù)是近30年迅猛發(fā)展起來的高新技術(shù)，給世界通信技術(shù)乃至國民經(jīng)濟、國防事業(yè)和人民生活帶來了巨大變革。為了使中國電力通信網(wǎng)的讀者對光纖通信的發(fā)展歷程有個基本了解，現(xiàn)將該技術(shù)的進程簡要介紹如下。
1966年，英籍華人高錕 (C·K·Kao)預(yù)見利用玻璃可以制成衰減為20dB／km的通信光導(dǎo)纖維(簡稱光纖)。當(dāng)時，世界上最優(yōu)秀的光學(xué)玻璃衰減達l000dB／km左右。1970年，美國康寧公司首先研制成衰減為20dB／km 的光纖。從此，光纖就進入了實用化的發(fā)展階段，世界各國紛紛開展光纖通信的研究。
光纖的主要作用是引導(dǎo)光在光纖內(nèi)沿直線或彎曲的途徑傳播。為了實現(xiàn)長距離的光纖通信，必須減小光纖的衰減。C·K·Kao 早就指出降低玻璃內(nèi)的過渡金屬雜質(zhì)離子是降低光纖衰減的主要因素。另一方面，玻璃內(nèi)的OH離子對衰減也有嚴(yán)重的影響。到了 1976年，人們設(shè)法降低OH含量后發(fā)現(xiàn)低衰減的長波長窗口有：1.31μm、1.55μm。1980年，光纖衰減已降低到 0.2dB／km (1.55μm)，接近理論值。這樣，使得進行長距離的光纖通信成為可能。
２、光纖通信的特點
與電纜或微波等電通信方式相比，光纖通信的優(yōu)點如下：
(1)傳輸頻帶極寬，通信容量很大；
(2)由于光纖衰減小，無中繼設(shè)備，故傳輸距離遠；
(3)串?dāng)_小，信號傳輸質(zhì)量高；
(4)光纖抗電磁干擾，保密性好；
(5)光纖尺寸小，重量輕，便于傳輸和鋪設(shè)；
(6)耐化學(xué)腐蝕；
(7)光纖是石英玻璃拉制成形,原材料來源豐富，并節(jié)約了大量有色金屬。
光纖通信同時具有以下缺點：
(1)光纖彎曲半徑不宜過��；
(2)光纖的切斷和連接操作技術(shù)復(fù)雜；
(3)分路、耦合麻煩。
由于光纖具備一系列優(yōu)點，所以廣泛應(yīng)用于公用通信、有線電視圖像傳輸、計算機、空航、航天、船艦內(nèi)的通信控制、電力及鐵道通信交通控制信號、核電站通信、油田、煉油廠、礦井等區(qū)域內(nèi)的通信。
３、光纖通信的多媒體應(yīng)用
由于多媒體應(yīng)用信息量大，就性能價格和信號特征而言，必須采用壓縮技術(shù)，壓縮掉人不能分辨的部分以節(jié)約頻帶。假設(shè)不使用壓縮技術(shù)，一個標(biāo)準(zhǔn)的個人電腦上的80MB硬盤只可存儲約8min 的具有CD品質(zhì)的立體聲，或約35s的電視廣播品質(zhì)的運動視頻。采用壓縮磁盤后，CDROM 則可以存儲72min 的高保真音樂，或存儲20min 的電視廣播品質(zhì)的運動視頻。那么位速呢?立體聲的CD品質(zhì)的聲音如果不壓縮的話，要求網(wǎng)絡(luò)以每秒鐘140萬位的恒定速率傳送一個比特流，這對于局域網(wǎng)來說是足夠的。但是，由于傳統(tǒng)的局域網(wǎng)技術(shù)是基于在若干個端系統(tǒng)(一般從幾十個到幾百個)之間共享一條電纜或光纖，因而有太多的這樣的數(shù)據(jù)流無法并行流動。
共享的最大位速范圍通常是從10Mbps(以太網(wǎng)技術(shù))到100MbPs(快速以太網(wǎng)或FDDI技術(shù))。當(dāng)不壓縮時，PAL品質(zhì)的數(shù)字運動視頻需要 160Mbps／通道。這與已有的共享傳送媒體思想為概念的局域網(wǎng)技術(shù)是相矛盾的。在長距離通信上存在著采用哪種速度的地面電纜電路， 但是使它們專用單獨一個視頻通道所需的費用是令人無法接受的。在這種速度下，衛(wèi)星線路的性能價格比最高，費用仍然很昂貴。所以采用壓縮和編碼的必要性是顯而易見的。
４、光纖通信的發(fā)展
20世紀(jì)提出了構(gòu)建信息高速公路的偉大設(shè)想。信息高速公路從根本上說是一個全國范圍乃至全球范圍的寬頻帶、高速度、高可靠性、無傳輸錯誤的先進綜合通信網(wǎng)絡(luò)，它將任何信息源(包括聲音、文件、圖形、影視、數(shù)據(jù)等)連接到全部網(wǎng)絡(luò)，送達千家萬戶。
一切信息源在數(shù)字化以后都是一樣的，即 01010101011 這樣的 0、1 形式。話音為3kHz，故每秒需傳播64K比特。電視為 8MHz，故每秒需傳播90M比特。一部90min 的電影片，用現(xiàn)有的電話網(wǎng)絡(luò)傳輸，需要兩天的時間，這是不現(xiàn)實的。所以必須采用寬頻帶和高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。用光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸，一部電影只要一分鐘即可傳輸完了。我國若采用OC48做成超級干線，一部電影只有4s鐘就可以傳送完畢。
只有超干線和干線是不夠的， 因為到每個用戶若用電話線或其他窄帶的傳輸介質(zhì)接入， 都會成為一個傳輸瓶頸。 為了解決這一難題，國際上已取得共識，認(rèn)為利用和改造目前的有線電視網(wǎng)是一條捷徑，即改造(或新建)成為混合光纜同軸互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(HFC)。從前端以光纜連到光節(jié)點，再用同軸作為分配網(wǎng)絡(luò)，這樣系統(tǒng)就能直接把交互型話音、數(shù)據(jù)和視頻信號送入家庭和用戶。在電視機上可加裝一個機頂變換器(機頂盒)，或在計算機上接了一個電纜調(diào)制解調(diào)器，就可以實現(xiàn)遠程教學(xué)、遠程醫(yī)療、電子購物、上網(wǎng)、交互式電子游戲、可視電話、IP電話、電子銀行等功能。由此把人們帶入一個全新的信息化社會。
５、光纖通信系統(tǒng)的組成
光纖通信系統(tǒng)由以下五個部分組成：
�。�1）光發(fā)信機：光發(fā)信機是實現(xiàn)電/光轉(zhuǎn)換的光端機。它由光源、驅(qū)動器和調(diào)制器組成。其功能是將來自于電端機的電信號對光源發(fā)出的光波進行調(diào)制，成為已調(diào)光波，然后再將已調(diào)的光信號耦合到光纖或光纜去傳輸。電端機就是常規(guī)的電子通信設(shè)備。
�。�2） 光收信機：光收信機是實現(xiàn)光/電轉(zhuǎn)換的光端機。 它由光檢測器和光放大器組成。其功能是將光纖或光纜傳輸來的光信號，經(jīng)光檢測器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘�，然后，再將這微弱的電信號經(jīng)放大電路放大到足夠的電平，送到接收端的電端汲去。
�。�3） 光纖或光纜：光纖或光纜構(gòu)成光的傳輸通路。其功能是將發(fā)信端發(fā)出的已調(diào)光信號，經(jīng)過光纖或光纜的遠距離傳輸后，耦合到收信端的光檢測器上去，完成傳送信息任務(wù)。
�。�4）中繼器：中繼器由光檢測器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個：一個是補償光信號在光纖中傳輸時受到的衰減；另一個是對波形失真的脈沖近行政性。
（5）光纖連接器、耦合器等無源器件：由于光纖或光纜的長度受光纖拉制工藝和光纜施工條件的限制，且光纖的拉制長度也是有限度的（如1Km)。因此一條光纖線路可能存在多根光纖相連接的問題。于是，光纖間的連接、光纖與光端機的連接及耦合，對光纖連接器、耦合器等無源器件的使用是必不可少的。
