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光纤通信48692光纤通信
第一章概述
光纤通信技术发展
光纤通信史回顾
古老的光通信设备---烽火台
光通信是利用光波作为载波来传递信息的。
广义地说,用光传递信息并不是什么新鲜的事。早在公元两千多年以前,我们的祖先就在都城和边境堆起一些高高的土丘,遇到敌人入侵,就在这些土丘上燃起烟火传递受到入侵的信息,各地诸侯看见烟火就立刻领兵来救援。
其中还有著名的“周幽王烽火戏诸侯”的故事。这种土丘就叫烽火台,它就是一种古老的光通信设备。
光纤通信史回顾 ----古老的光通信
由于人们无法解决光向四面八方散射时,光强减弱和不能通过障碍物的问题
因此,直到上世纪六十年代初,光通信都没有什么重大的进展。它仅仅作为一种信号灯使用,如:
马路上的红绿灯
机场上的跑道标志灯和
航标灯等等。
高锟提出光纤通信
但是到了上世纪六十年代中期,情况就发生了根本的变化。而且这种变化还是由于一位中国人引起的,他就是高锟!
早在1966年,英籍华人高锟发表了关于通信传输新介质的论文,当时他还是一个在英国工作的年轻工程师,他指出利用光导纤维进行信息传输的可能性和技术途径,从而奠定了光纤通信的基础。
在高锟早期的实验中,光纤的损耗约为3 000 dB/km,他指出这么大的损耗不是石英纤维本身的固有特性,而是由于材料中的杂质离子的吸收产生的。
高锟----光纤通信发明家(左)
1998年在英国接受IEE 授予的奖章
高锟提出光纤通信
高锟指出,如果把材料中金属离子含量的比重降低到106以下,光纤损耗就可以减小到 10 dB/km。
再通过改进制造工艺,提高材料的均匀性,可进一步把光纤的损耗减少到几dB/km。这种想法很快就变成了现实。
光纤的进展情况
1970年 光纤研制取得了重大突破,美国康宁公司按照高锟的思路,生产出了20 dB/km的石英光纤
1972年 该公司生产的多模光纤损耗已下降到 4 dB/km
1973年 美国贝尔(Bell)实验室生产的光纤损耗为 dB/km,1974年已下降到 dB/km
1976 日本 NTT 公司已减小到 dB/km
80年代初单模光纤在波长 1550 nm 的损耗已降到 dB/km,接近了石英光纤的理论损耗极限。
全波光纤
光源---半导体激光器也发明了
作为光纤通信用的光源,半导体激光器也发明了,并取得了实质性的进展。
1973 年半导体激光器的寿命是 7 000 小时
1977 年贝尔实验室已达到 10 万小时,完全满足实用化的要求。
1979 美国 ATT 公司和日本 NTT 公司又研制成功了长波长(1550 nm)连续振荡半导体激光器。
低损耗光纤和连续振荡半导体激光器的研制成功,是光纤通信发展的重要里程碑。