Ⅰ 光通信的简介
宽带城域网(BMAN)是我国信息化建设的热点,DWDM(密集波分复用)的巨大带宽和传输数据的透明性,无疑是当今光纤应用领域的首选技术。然而,MAN等具有传输距离短、拓扑灵活和接入类型多等特点,如照搬主要用于长途传输的DWDM,必然成本过高;同时早期DWDM对MAN等灵活多样性也难以适应。面对这种低成本城域范围的宽带需求,CWDM(粗波分复用)技术应运而生,并很快成为一种实用性的设备。 对光通信来说,其技术基本成熟,而业务需求相对不足。以被誉为“宽带接入最终目标”的FTTH为例,其实现技术EPON已经完全成熟,但由于普通用户上网需要的带宽不高,使FTTH的商用只限于一些试点地区。但是,在2006年,随着IPTV等三重播放业务开展,运营商提供的带宽已经不能满足用户对高清晰电视的要求,随之FTTH的部署也提上了日程。无独有偶,ASON对传输网络控制灵活,可为企业客户提供个性化服务,不少运营商为发展和维系企业客户,不惜重金投资建设ASON。
未来传输网络的最终目标,是构建全光网络,即在接入网、城域网、骨干网完全实现“光纤传输代替铜线传输”。骨干网和城域网已经基本实现了全光化,部分网络发展较快的区域,也实现了部分的接入层的光进铜退。
Ⅱ 光纤通信的起源
光纤通信技术(optical fiber communications)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。光纤通信作为一门新兴技术,其近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的,也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。
光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。
光纤通信是现代通信网的主要传输手段,它的发展历史只有一二十年,已经历三代:短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤.采用光纤通信是通信史上的重大变革,美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路,而致力于发展光纤通信.中国光纤通信已进入实用阶段.
光纤通信的诞生和发展是电信史上的一次重要革命与卫星通信、移动通信并列为20世纪90年代的技术。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(超高速和超长距离)光波传输系统和网络有了更为迫切的需求。
光纤通信就是利用光波作为载波来传送信息,而以光纤作为传输介质实现信息传输,达到通信目的的一种最新通信技术。
Ⅲ 光通信的全光网络
传输网络的最终目标是构建全光网络,在接入网、城域网、骨干网完全实现“光纤传输代替铜线传输”。
骨干网是对速度、距离和容量要求最高的一部分网络,将ASON技术应用于骨干网,是实现光网络智能化的重要一步,其基本思想是在过去的光传输网络上引入智能控制平面,从而实现对资源的按需分配。DWDM也将在骨干网中一显身手,未来有可能完全取代SDH,从而实现IPOVERDWDM。
城域网将会成为运营商提供带宽和业务和瓶颈,同时,城域网也将成为最大的市场机遇。基于SDH的MSTP技术成熟、兼容性好,特别是采用了RPR、GFP、LCAS和MPLS等新标准之后,已经可以灵活有效地支持各种数据业务。
对接入网来说,FTTH(光纤到户)是一个长远的理想解决方案。FTTx的演进路线将是逐渐将光纤向用户推近的过程,即从FTTN(光纤到小区)到FTTC(光纤到路边)和FTTB(光纤到公寓小楼)乃至最后到FTTP(光纤到驻地)。当然这将是一个很长的过渡时期,在这个过程中,光纤接入方式还将与ADSL/ADSL2+并存。
Ⅳ 中国光纤开始于那一年
引用:
http://hi..com/%C9%C1%BA%BD/blog/item/bd5f2334f3d4891990ef3934.html
世界光纤通信发展史
光纤的发明,引起了通信技术的一场革命,是构成21世纪即将到来的信息社会的一大要素。
1966年出生在中国上海的英籍华人高锟,发表论文《光频介质纤维表面波导》,提出用石英玻璃纤维(光纤)传送光信号来进行通信,可实现长距离、大容量通信。
于1970年损失为20db/km的光纤研制出来了。据说康宁公司花费3000万美元,得到30米光纤样品,认为非常值得。这一突破,引起整个通信界的震动,世界发达国家开始投入巨大力量研究光纤通信。1976年,美国贝尔实验室在亚特兰大到华盛顿间建立了世界第一条实用化的光纤通信线路,速率为45Mb/s,采用的是多模光纤,光源用的是发光管LED,波长是0.85微米的红外光。在上世纪70年代末,大容量的单模光纤和长寿命的半导体激光器研制成功。光纤通信系统开始显示出长距离、大容量无比的优越性。
按理论计算:就光纤通信常用波长1.3微米和1.55微米波长窗口的容量至少有25000GHz。自然会想到采用多波长的波分复用技术WDM(WavelengthDivisionMultiplex)。1996年WDM技术取得突破,贝尔实验室发展了WDM技术,美国MCI公司在1997年开通了商用的WDM线路。光纤通信系统的速率从单波长的2.5Gb/s和10Gb/s爆炸性地发展到多波长的Tb/s(1Tb/s=1000Gb/s)传输。当今实验室光系统速率已达10Tb/s,几乎是用之不尽的,所以它的前景辉煌。
中国光纤通信发展史
1973年,世界光纤通信尚未实用。邮电部武汉邮电科学研究院(当时是武汉邮电学院)就开始研究光纤通信。由于武汉邮电科学研究院采用了石英光纤、半导体激光器和编码制式通信机正确的技术路线,使我国在发展光纤通信技术上少走了不少弯路,从而使我国光纤通信在高新技术中与发达国家有较小的差距。
我国研究开发光纤通信正处于十年动乱时期,处于封闭状态。国外技术基本无法借鉴,纯属自己摸索,一切都要自己搞,包括光纤、光电子器件和光纤通信系统。就研制光纤来说,原料提纯、熔炼车床、拉丝机,还包括光纤的测试仪表和接续工具也全都要自己开发,困难极大。武汉邮电科学研究院,考虑到保证光纤通信最终能为经济建设所用,开展了全面研究,除研制光纤外,还开展光电子器件和光纤通信系统的研制,使我国至今具有了完整的光纤通信产业。
1978年改革开放后,光纤通信的研发工作大大加快。上海、北京、武汉和桂林都研制出光纤通信试验系统。1982年邮电部重点科研工程“八二工程”在武汉开通。该工程被称为实用化工程,要求一切是商用产品而不是试验品,要符合国际CCITT标准,要由设计院设计、工人施工,而不是科技人员施工。从此中国的光纤通信进入实用阶段。
在20世纪80年代中期,数字光纤通信的速率已达到144Mb/s,可传送1980路电话,超过同轴电缆载波。于是,光纤通信作为主流被大量采用,在传输干线上全面取代电缆。经过国家“六五”、“七五”、“八五”和“九五”计划,中国已建成“八纵八横”干线网,连通全国各省区市。现在,中国已敷设光缆总长约250万公里。光纤通信已成为中国通信的主要手段。在国家科技部、计委、经委的安排下,1999年中国生产的8×2.5Gb/sWDM系统首次在青岛至大连开通,随之沈阳至大连的32×2.5Gb/sWDM光纤通信系统开通。2005年3.2Tbps超大容量的光纤通信系统在上海至杭州开通,是至今世界容量最大的实用线路。
中国已建立了一定规模的光纤通信产业。中国生产的光纤光缆、半导体光电子器件和光纤通信系统能供国内建设,并有少量出口。
有人认为,我国光纤通信主要干线已经建成,光纤通信容量达到Tbps,几乎用不完,再则2000年的IT泡沫,使光纤的价格低到每公里100元,几乎无利可图。因此不要发展光纤通信技术了。
实际上,特别是中国,省内农村有许多空白需要建设;3G移动通信网的建设也需要光纤网来支持;随着宽带业务的发展、网络需要扩容等,光纤通信仍有巨大的市场。现在每年光纤通信设备和光缆的销售量是上升的。
Ⅳ 光纤的发展史
1880-AlexandraGrahamBell发明光束通话传输光纤。
1960-电射及光纤之发明。
1960-玻璃纤维的传输损耗大于1000dB/km,其他材料包括光圈波导、气体透镜波导、空心金属波导管等。
1966-七月,英籍、华裔学者高锟博士(K.C.Kao)在PIEE 杂志上发表论文《光频率的介质纤维表面波导》,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,并预言了制造通信用的超低耗光纤的可能性。
1970-美国康宁公司三名科研人员马瑞尔、卡普隆、凯克用改进型化学相沉积法(MCVD 法)成功研制成传输损耗只有20dB/km的低损耗石英光纤。
1970-美国贝尔实验室研制出世界上第一只在室温下连续波工作的砷化镓铝半导体激光器。
1972-传输损耗降低至4dB/km。
1973-我国邮电部武汉邮电科学研究院开始研究光纤通信。
1974-美国贝尔研究所发明了低损耗光纤制作法――CVD法(汽相沉积法),使光纤传输损耗降低到1.1dB/km。
1976-美国在亚特兰大的贝尔实验室地下管道开通了世界上第一条光纤通信系统的试验线路。采用一条拥有144个光纤的光缆以44.736Mbps的速率传输信号,中继距离为10 km。采用的是多模光纤,光源用的是发光管LED,波长是0.85微米的红外光。
1976-传输损耗降低至0.5dB/km。
1977-贝尔研究所和日本电报电话公司几乎同时研制成功寿命达100万小时(实用中10年左右)的半导体激光器。
1977-世界上第一条光纤通信系统在美国芝加哥市投入商用,速率为45Mb/s。
1977-首次实际安装电话光纤网路。
1978-FORT在法国首次安装其生产之光纤电。
1979-赵梓森拉制出我国自主研发的第一根实用光纤,被誉为“中国光纤之父”。
1979-传输损耗降低至0.2dB/km。
1980-多模光纤通信系统商用化(140Mb/s),并着手单模光纤通信系统的现场试验工作。
1982-我国邮电部重点科研工程“.八二工程”在武汉开通。
1990-单模光纤通信系统进入商用化阶段(565Mb/s),并着手进行零色散移位光纤和波分复用及相干通信的现场试验,而且陆续制定数字同步体系(SDH)的技术标准。
1990-传输损耗降低至0.14dB/km,已经接近石英光纤的理论衰耗极限值0.1dB/km。
1990-区域网络及其他短距离传输应用之光纤。
1992-贝尔实验室与日本合作伙伴成功地试验了可以无错误传输9000公里的光放大器,其最初速率为5Gbps,随后增加到10Gbps。
1993-SDH产品开始商用化(622Mb/s 以下)。
1995-2.5Gb/s 的SDH产品进入商用化阶段。
1996-10Gb/s 的SDH产品进入商用化阶段。
1997-采用波分复用技术(WDM)的20Gb/s 和40Gb/s 的SDH产品试验取得重大突破。
1999-中国生产的8×2.5Gb/sWDM系统首次在青岛至大连开通,沈阳至大连的32×2.5Gb/sWDM光纤通信系统开通。
2000-到屋边光纤=>到桌边光纤。
2005-3.2Tbps超大容量的光纤通信系统在上海至杭州开通。
2005 FTTH(Fiber To The Home)光纤直接到家庭。
2012年,中国的光纤产能已达到1亿2千万芯公里,预计到2013年将达到1亿8千万芯公里。
Ⅵ 光纤通讯的光纤通讯
利用光纤做为通讯之用通常需经过下列几个步骤:
以发射器(transmitter)产生光讯号。
以光纤传递讯号,同时必须确保光讯号在光纤中不会衰减或是严重变形。
以接收器(receiver)接收光讯号,并且转换成电讯号。 光纤常被电话公司用于传递电话、因特网,或是有线电视的讯号,有时候利用一条光纤就可以同时传递上述的所有讯号。与传统的铜线相比,光纤的讯号衰减(attenuation)与遭受干扰(interference)的情形都改善很多,特别是长距离以及大量传输的使用场合中,光纤的优势更为明显。然而,在城市之间利用光纤的通讯基础建设(infrastructure)通常施工难度以及材料成本难以控制,完工后的系统维运复杂度与成本也居高不下。因此,早期光纤通讯系统多半应用在长途的通讯需求中,这样才能让光纤的优势彻底发挥,并且抑制住不断增加的成本。
从2000年光通讯(optical communication)市场崩溃后,光纤通讯的成本也不断下探,已经和铜缆为骨干的通讯系统不相上下。
对于光纤通讯产业而言,1990年光放大器(optical amplifier)正式进入商业市场的应用后,很多超长距离的光纤通讯才得以真正实现,例如越洋的海底电缆。到了2002年时,越洋海底电缆的总长已经超过250000公里,每秒能携带的资料量超过2.56Tb,而且根据电信业者的统计,这些数据从2002年后仍然不断的大幅成长中。 自古以来,人类对于长距离通讯的需求就不曾稍减。随着时间的前进,从烽火到电报,再到1940年第一条同轴电缆(coaxial cable)正式服役,这些通讯系统的复杂度与精细度也不断的进步。但是这些通讯方式各有其极限,使用电气讯号传递资讯虽然快速,但是传输距离会因为电气讯号容易衰减而需要大量的中继器(repeater);微波(microwave)通讯虽然可以使用空气做介质,可是也会受到载波频率(carrier frequency)的限制。到了二十世纪中叶,人们才了解使用光来传递资讯,能带来很多过去所没有的显着好处。
然而,当时并没有同调性高的发光源(coherent light source),也没有适合作为传递光讯号的介质,所以光通讯一直只是概念。直到1960年代,雷射(laser)的发明才解决了第一项难题。1970 年后康宁公司(Corning Glass Works)发展出高品质低衰减的光纤则是解决了第二项问题,此时讯号在光纤中传递的衰减量第一次低于光纤通讯之父高锟所提出的每公里衰减20分贝(20dB/km)关卡,证明了光纤作为通信介质的可能性。与此同时使用砷化镓(GaAs)作为材料的半导体雷射(semiconctor laser)也被发明出来,并且凭借体积小的优势而大量运用于光纤通讯系统中。1976年,第一条速率为44.7Mbit/s的光纤通信系统在美国亚特兰大的地下管道中诞生。
经过了五年的研发期,第一个商用的光纤通讯系统在1980年问市。这个人类史上第一个光纤通讯系统使用波长800纳米(nanometer)的砷化镓雷射作为光源,传输的速率(data rate)达到45Mb/s(bits per second),每10公里需要一个中继器增强讯号。
第二代的商用光纤通讯系统也在1980年后发展出来,使用波长1300纳米的磷砷化镓铟(InGaAsP)雷射。早期的光纤通讯系统虽然受到色散(dispersion)的问题而影响了讯号品质。但是1981年单模光纤(single-mode fiber)的发明克服了这个问题。到了1987年时,一个商用光纤通讯系统的传输速率已经高达1.7Gb/s,比第一个光纤通讯系统的速率快了将近四十倍之谱。同时传输的功率与讯号衰减的问题也有显着改善,间隔50公里才需要一个中继器增强讯号。1980年代末,EDFA的诞生,堪称光通信历史上的一个里程碑似的事件,它使光纤通信可直接进行光中继,使长距离高速传输成为可能,并促使了DWDM的诞生。
第三代的光纤通讯系统改用波长1550纳米的雷射做光源,而且讯号的衰减已经低至每公里0.2分贝(0.2dB/km)。之前使用磷砷化镓铟雷射的光纤通讯系统常常遭遇到脉波延散(pulse spreading)问题,而科学家则设计出色散迁移光纤(dispersion-shifted fiber)来解决这些问题,这种光纤在传递1550纳米的光波时,色散几乎为零,因其可将雷射光的光谱限制在单一纵模(longitudinal mode)内。这些技术上的突破使得第三代光纤通讯系统的传输速率达到2.5Gb/s,而且中继器的间隔可达到100公里远。
第四代光纤通讯系统引进了光放大器(optical amplifier),进一步减少中继器的需求。另外,波长分波多工器(wavelength-division multiplexing, WDM)技术则大幅增加传输速率。这两项技术的发展让光纤通讯系统的容量以每六个月增加一倍的方式大幅跃进,到了2001年时已经到达10Tb/s的惊人速率,足足是80年代光纤通讯系统的200倍之多。近年来,传输速率已经进一步增加到14Tb/s,每隔160公里才需要一个中继器。
第五代光纤通讯系统发展的重心在于扩展波长分波多工器的波长操作范围。传统的波长范围,也就是一般俗称的“C band”约是1530纳米至1570纳米之间,新一带的无水光纤(dry fiber)低损耗的波段则延伸到1300纳米至1650纳米间。另外一个发展中的技术是引进光固子(optical soliton)的概念,利用光纤的非线性效应,让脉波能够抵抗色散而维持原本的波形。
1990年至2000年间,光纤通讯产业受到因特网泡沫的影响而大幅成长。此外一些新兴的网络应用,如随选视讯(video on demand)使得因特网带宽的成长甚至超过摩尔定律(Moore''''s Law)所预期集成电路芯片中晶体管增加的速率。而自因特网泡沫破灭至2006年为止,光纤通讯产业透过企业整并壮大规模,以及委外生产的方式降低成本来延续生命。
现在的发展前沿就是全光网络了,使光通信完全的代替电信号通讯系统,当然,这还有很长的路要走。 在光纤通讯系统中通常作为光源的半导体元件是发光二极管(light-emitting diode, LED)或是雷射二极管(laser diode)。LED与雷射二极管的主要差异在于前者所发出的光为非同调性(noncoherent),而后者则为同调性(coherent)的光。使用半导体作为光源的好处是体积小、发光效率高、可靠度佳,以及可以将波长最佳化,更重要的是半导体光源可以在高频操作下直接调变,非常适合光纤通讯系统的需求。
LED借着电激发光(electroluminescence)的原理发出非同调性的光,频谱通常分散在30纳米至60纳米间。LED另外一项缺点是发光效率差,通常只有输入功率的1%可以转换成光功率,约是100毫瓦特[micron (μ) Watt (μW)]左右。但是由于LED的成本较低廉,因此常用于低价的应用中。常用于光通讯的LED主要材料是砷化镓或是砷化镓磷(GaAsP),后者的发光波长为1300纳米左右,比砷化镓的810纳米至870纳米更适合用在光纤通讯。由于LED的频谱范围较广,导致色散较为严重,也限制了其传输速率与传输距离的乘积。LED通常用在传输速率10Mb/s至100Mb/s的局域网路(local area network, LAN),传输距离也在数公里之内。目前也有LED内包含了数个量子井(quantum well)的结构,使得LED可以发出不同波长的光,涵盖较宽的频谱,这种LED被广泛应用在区域性的波长分波多工网络中。
半导体雷射的输出功率通常在100微瓦特(μW)左右,而且为同调性质的光源,方向性相对而言较强,通常和单模光纤的耦合效率可达50%。雷射的输出频谱较窄,也有助于增加传输速率以及降低模态色散(model dispersion)。半导体雷射亦可在相当高的操作频率下进行调变,原因是其复合时间(recombination time)非常短。
半导体雷射通常可由输入的电流有无直接调变其开关状态与输出讯号,不过对于某些传输速率非常高或是传输距离很长的应用,雷射光源可能会以连续波(continuous wave)的形式控制,例如使用外接的电吸收光调变器(electroabsorption molator)或是马赫·任德干涉仪(Mach-Zehnder interferometer)对光讯号加以调变。外接的调变元件可以大幅减少雷射的“啁啾脉冲”(chirp pulse)。啁啾脉冲会使得雷射的谱线宽度变宽,使得光纤内的色散变得严重。 过去光纤通讯的距离限制主要根源于讯号在光纤内的衰减以及讯号变形,而解决的方式是利用光电转换的中继器。这种中继器先将光讯号转回电讯号放大后再转换成较强的光讯号传往下一个中继器,然而这样的系统架构无疑较为复杂,不适用于新一代的波长分波多工技术,同时每隔20公里就需要一个中继器,让整个系统的成本也难以降低。
光放大器的目的即是在不用作光电与电光转换下就直接放大光讯号。光放大器的原理是在一段光纤内掺杂(doping)稀土族元素(rare-earth)如铒(erbium),再以短波长雷射激发(pumping)之。如此便能放大光讯号,取代中继器。 构成光接收器的主要元件是光侦测器(photodetector),利用光电效应将入射的光讯号转为电讯号。光侦测器通常是半导体为基础的光二极管(photo diode),例如p-n接面二极管、p-i-n二极管,或是雪崩型二极管(avalanche diode)。另外“金属-半导体-金属”(Metal-Semiconctor-Metal, MSM)光侦测器也因为与电路整合性佳,而被应用在光再生器(regenerator)或是波长分波多工器中。
光接收器电路通常使用转阻放大器(transimpedence amplifier, TIA)以及限幅放大器(limiting amplifier)处理由光侦测器转换出的光电流,转阻放大器和限幅放大器可以将光电流转换成振幅较小的电压讯号,再透过后端的比较器(comparator)电路转换成数位讯号。对于高速光纤通讯系统而言,讯号常常相对地衰减较为严重,为了避免接收器电路输出的数位讯号变形超出规格,通常在接收器电路的后级也会加上时脉恢复电路(clock recovery, CDR)以及锁相回路(phase-lock loop, PLL)将讯号做适度处理再输出。 对于现代的玻璃光纤而言,最严重的问题并非讯号的衰减,而是色散问题,也就是讯号在光纤内传输一段距离后逐渐扩散重叠,使得接收端难以判别讯号的高或低。造成光纤内色散的成因很多。以模态色散为例,讯号的横模(transverse mode)轴速度(axial speed)不一致导致色散,这也限制了多模光纤的应用。在单模光纤中,模态间的色散可以被压抑得很低。
但是在单模光纤中一样有色散问题,通常称为群速色散(group-velocity dispersion),起因是对不同波长的入射光波而言,玻璃的折射率略有不同,而光源所发射的光波不可能没有频谱的分布,这也造成了光波在光纤内部会因为波长的些微差异而有不同的折射行为。另外一种在单模光纤中常见的色散称为极化模态色散(polarization mode dispersion),起因是单模光纤内虽然一次只能容纳一个横模的光波,但是这个横模的光波却可以有两个方向的极化(polarization),而光纤内的任何结构缺陷与变形都可能让这两个极化方向的光波产生不一样的传递速度,这又称为光纤的双折射现象(fiber birefriigence)。这个现象可以透过极化恒持光纤(polarization-maintaining optical fiber)加以抑制。 不过对于短距离与低带宽的通讯应用而言,使用电讯号的传输有下列好处:
较低的建置费用
组装容易
可以利用电力系统传递资讯
因为这些好处,所以在很短的距离传输资讯,例如主机之间、电路板之间,甚至是集成电路芯片之间,通常还是使用电讯号传输。然而目前也有些还在实验阶段的系统已经改采光来传递资讯。
在某些低带宽的场合,光纤通讯仍然有其独特的优势:
能抵抗电磁干扰(EMI),包括核子造成的电磁脉冲。(不过光纤可能会毁于α或β射线)
对电讯号的阻抗极高,所以能在高电压或是地面电位不同的状况下安全工作。
重量较轻,这在飞机中特别重要。
不会产生火花,在某些易燃的环境中显得重要。没有电磁辐射、不易被窃听,对于需要高度安全的系统而言十分重要。
线径小,当绕线的路径被限制时,变得重要。 为了能让不同的光纤通讯设备制造商之间有共通的标准,国际电信联盟(International Telecommunications Union, ITU)制定了数个与光纤通讯相关的标准,包括:
ITU-T G.651, Characteristics of a 50/125 μm multimode graded index optical fibre cable
ITU-T G.652, Characteristics of a single-mode optical fibre cable
其他关于光纤通讯的标准则规定了发射与接收端,或是传输介质的规格,包括了:
10G以太网路(10 Gigabit Ethernet)
光纤分布式数据接口(FDDI)
光纤通道(Fibre channel)
HIPPI
同步数位阶层(Synchronous Digital Hierarchy)
同步光纤网络(Synchronous Optical Networking)
此外,在数位音效的领域中,也有利用光纤传递资讯的规格,那就是由日本东芝(Toshiba)所制定的TOSLINK规格。采用塑胶光纤(plastic optical fiber, POF)作为媒介,系统中包含一个采用红光LED的发射器以及整合了光侦测器与放大器电路的接收器。
Ⅶ 光纤通信系统的发展
光纤通信是现代通信网的主要传输手段,它的发展历史只有一二十年,已经历三代:短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤.采用光纤通信是通信史上的重大变革,美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路,而致力于发展光纤通信.中国光纤通信已进入实用阶段.
光纤通信的诞生和发展是电信史上的一次重要革命与卫星通信、移动通信并列为20世纪90年代的技术。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(超高速和超长距离)光波传输系统和网络有了更为迫切的需求。
光纤通信就是利用光波作为载波来传送信息,而以光纤作为传输介质实现信息传输,达到通信目的的一种最新通信技术。
通信的发展过程是以不断提高载波频率来扩大通信容量的过程,光频作为载频已达通信载波的上限,因为光是一种频率极高的电磁波 ,因此用光作为载波进行通信容量极大,是过去通信方式的千百倍,具有极大的吸引力,光通信是人们早就追求的目标,也是通信发展的必然方向。
光纤通信与以往的电气通信相比,主要区别在于有很多优点:它传输频带宽、通信容量大;传输损耗低、中继距离长;线径细、重量轻,原料为石英,节省金属材料,有利于资源合理使用;绝缘、抗电磁干扰性能强;还具有抗腐蚀能力强、抗辐射能力强、可绕性好、无电火花、泄露小、保密性强等优点,可在特殊环境或军事上使用。 FTTH可向用户提供极丰富的带宽,所以一直被认为是理想的接入方式,对于实现信息社会有重要作用,还需要大规模推广和建设。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2~3倍。过去由于FTTH成本高,缺少宽带视频业务和宽带内容等原因,使FTTH还未能提到日程上来,只有少量的试验。由于光电子器件的进步,光收发模块和光纤的价格大大降低;加上宽带内容有所缓解,都加速了FTTH的实用化进程。
发达国家对FTTH的看法不完全相同:美国AT&T认为FTTH市场较小,在0F62003宣称:FTTH在20-50年后才有市场。美国运行商Verizon和Sprint比较积极,要在10—12年内采用FTTH改造网络。日本NTT发展FTTH最早,已经有近200万用户。中国FTTH处于试点阶段。 现广泛采用的ADSL技术提供宽带业务尚有一定优势
与FTTH相比:①价格便宜②利用原有铜线网使工程建设简单③对于1Mbps—500kbps影视节目的传输可满足需求。FTTH大量推广受制约。
对于不久的将来要发展的宽带业务,如:网上教育,网上办公,会议电视,网上游戏,远程诊疗等双向业务和HDTV高清数字电视,上下行传输不对称的业务,ADSL就难以满足。尤其是HDTV,经过压缩,其传输速率尚需19.2Mbps。正在用H.264技术开发,可压缩到5~6Mbps。通常认为对QOS有所保证的ADSL的最高传输速串是2Mbps,仍难以传输HDTV。可以认为HDTV是FTTH的主要推动力。即HDTV业务到来时,非FTTH不可。 通常有P2P点对点和PON无源光网络两大类。
F2P方案一一优点:各用户独立传输,互不影响,体制变动灵活;可以采用廉价的低速光电子模块;传输距离长。缺点:为了减少用户直接到局的光纤和管道,需要在用户区安置1个汇总用户的有源节点。
PON方案——优点:无源网络维护简单;原则上可以节省光电子器件和光纤。缺点:需要采用昂贵的高速光电子模块;需要采用区分用户距离不同的电子模块,以避免各用户上行信号互相冲突;传输距离受PON分比而缩短;各用户的下行带宽互相占用,如果用户带宽得不到保证时,不单是要网络扩容,还需要更换PON和更换用户模块来解决。(按照市场价格,PEP比PON经济)
PON有多种,一般有如下几种:(1)APON:即ATM-PON,适合ATM交换网络。(2)BPON:即宽带的PON。(3)OPON:采用通用帧处理的OFP-PON。(4)EPON:采用以太网技术的PON,GPON是千兆以太网的PON。(5)WDM-PON:采用波分复用来区分用户的PON,由于用户与波长有关,使维护不便,在FTTH中很少采用。
无线接入技术发展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11g协议,传输带宽可达54Mbps,覆盖范围达100米以上,已可商用。如果采用无线接入WLAN作用户的数据传输,包括:上下行数据和点播电视VOD的上行数据,对于一般用户其上行不大,IEEE802.11g是可以满足的。而采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输,当然在需要时也可包含一些下行数据。这就形成“光纤到家庭+无线接入”(FTTH+无线接入)的家庭网络。这种家庭网络,如果采用PON,就特别简单,因为此PON无上行信号,就不需要测距的电子模块,成本大大降低,维护简单。如果,所属PON的用户群体,被无线城域网WiMAX(1EEE802.16)覆盖而可利用,那么可不必建设专用的WLAN。接入网采用无线是趋势,但无线接入网仍需要密布于用户临近的光纤网来支撑,与FTTH相差无几。FTTH+无线接入是未来的发展趋势。 实际上可表示为:通信输+交换。
光纤只是解决传输问题,还需要解决光的交换问题。过去,通信网都是由金属线缆构成的,传输的是电子信号,交换是采用电子交换机。通信网除了用户末端一小段外,都是光纤,传输的是光信号。合理的方法应该采用光交换。但由于光开关器件不成熟,只能采用的是“光-电-光”方式来解决光网的交换,即把光信号变成电信号,用电子交换后,再变还光信号。显然是不合理的办法,是效串不高和不经济的。正在开发大容量的光开关,以实现光交换网络,特别是所谓ASON-自动交换光网络。
通常在光网里传输的信息,一般速度都是xGbps的,电子开关不能胜任。一般要在低次群中实现电子交换。而光交换可实现高速XGbDs的交换。当然,也不是说,一切都要用光交换,特别是低速,颗粒小的信号的交换,应采用成熟的电子交换,没有必要采用不成熟的
大容量的光交换。当前,在数据网中,信号以“包”的形式出现,采用所谓“包交换”。包的颗粒比较小,可采用电子交换。然而,在大量同方向的包汇总后,数量很大时,就应该采用容量大的光交换。
少通道大容量的光交换已有实用。如用于保护、下路和小量通路调度等。一般采用机械光开关、热光开关来实现。由于这些光开关的体积、功耗和集成度的限制,通路数一般在8—16个。
电子交换一般有“空分”和“时分”方式。在光交换中有“空分”、“时分”和“波长交换”。光纤通信很少采用光时分交换。
光空分交换:一般采用光开关可以把光信号从某一光纤转到另一光纤。空分的光开关有机械的、半导体的和热光开关等。采用集成技术,开发出MEM微电机光开关,其体积小到mm。已开发出1296x1296MEM光交换机(Lucent),属于试验性质的。
光波长交换:是对各交换对象赋于1个特定的波长。于是,发送某1特定波长就可对某特定对象通信。实现光波长交换的关键是需要开发实用化的可变波长的光源,光滤波器和集成的低功耗的可靠的光开关阵列等。已开发出640x640半导体光开关+AWG的空分与波长的相结合的交叉连接试验系统(corning)。采用光空分和光波分可构成非常灵活的光交换网。日本NTT在Chitose市进行了采用波长路由交换的现场试验,半径5公里,共有43个终端节,(试用5个节点),速率为2.5Gbps。
自动交换的光网,称为ASON,是进一步发展的方向。
集成光电子器件的发展
如同电子器件那样,光电子器件也要走向集成化。虽然不是所有的光电子器件都要集成,但会有相当的一部分是需要而且是可以集成的。目前正在发展的PLC-平面光波导线路,如同一块印刷电路板,可以把光电子器件组装于其上,也可以直接集成为一个光电子器件。要实现FTTH也好,ASON也好,都需要有新的、体积小的和廉价的和集成的光电子器件。 众所周知,2000年IT行业泡沫,使光纤通信产业生产规模爆炸性地发展,产品生产过剩。无论是光传输设备,光电子器件和光纤的价格都狂跌。特别是光纤,每公里泡沫时期价格为¥1200,价格Y100左右1公里,比铜线还便宜。光纤通信的市场何时能恢复?
根据RHK的对北美通信产业投入的统计和预测,如图2.在2002年是最低谷,相当于倒退4年。有所回升,但还不能恢复。按此推测,在2007-2008年才能复元。光纤通信的市场也随IT市场好转。这些好转,在相当大的程度是由FTTH和宽带数字电视所带动的。
FTTH毕竟是信息社会的需求,光纤通信的市场一定有美好的情景。发达国家的FTTH已经开始建设,已经有相当的市场。大体上看,器件和设备随市场的需要,其利润会逐步回升,2007-2008年可能良好。但光纤产业,尽管反倾销成功,价格也仍低迷不起,利润甚微。实际上,在世界范围内,光纤的生产规模过大,而FTTH的发展速度受社会环境、包括市民的经济条件和数字电视的发展的影响,上升缓慢。据了解,有大公司封存几个光纤厂,根据市场情况,可随时启动生产,其结果是始终供大于求。供不应求才能涨价,是通常的市场规律,所以光纤产业要想厚利,可能是2009年后的事情。中国经济不发达地区和小城镇,还需要建设光纤线路,但光纤用量仍然处于供大于求的范围内。
对中国市场,FTTH受ADSL的挑战和数字电视HDTV发展的制约,会有所延后。中国大量建设FTTH的社会环境和条件尚未具备,可能需要等待一段时间。不过,北京奥运会需要HDTV的推动和设备价格的下降,会促进FTTH的发展。预计在2007-2008年在中国FTTH可开始推广。不过也有些大城市的所谓中心商业区CBD,有比较强的经济力量,已经采用光纤到住地PTTP来建设。总的来说,中国的FTTH处于试点阶段。试点的作用,一方面是摸索技术和建设的经验,另一方面,还起竞争抢占用户的作用。所以,电信运行商,地方业主都积极对FTTH试点,以便发展宽带业务。因此,广播运行商受到巨大的挑战,广播商应加快发展数字电视的进程,并且要充实节目内容和采取有竞争力的商业模式。如果广播商要发展VOD点播电视,还需要对电缆电视网双向改造,如果采用光纤网,可更充分地适应未来的技术发展和市场需求。 工业和信息化部在2012年5月发布的《宽带网络基础设施“十二五”规划》中提出,到2015年,全国基本实现“城市光纤到楼入户,农村宽带进乡入村”。城市家庭接入带宽达到20兆比特/秒,农村家庭接入带宽达到4兆比特/秒;实现光纤到户覆盖两亿户,用户超过4000万,城市新建住宅光纤到户率达到60%以上。
“我国宽带市场的接入方式与技术以ADSL为主,而其他宽带速率高的国家基本上是以光纤接入为主。”中国工程院院士赵梓森说,实现光纤入户是宽带战略最重要的一环。
中国科学院院士干福熹表示,光纤通信具有信息容量大、传输距离远、信号干扰小等优点。全世界通信系统中,90%以上的信息量都是经过光纤传输的。未来5~10年,我国规模实施光纤到户每年所需的光纤预计在一亿公里以上,从而为国内光纤通信业发展带来很好的机遇。
据国际电信联盟最新统计,全球已推出宽带战略的国家和经济体达112个。宽带战略的实施,必将带来光纤接入大发展,并使光纤宽带产业成为整个信息通信产业中成长最快、发展空间最大的产业之一。
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中国光纤通信门户特色:
信息交流,技术沟通,产品展示,资讯阅览,新闻订阅,供求关系,寻求商机,广告服务,会员提升,企业建站,个性建设,协会资料,展会资源,行业人才,商务代理等。 光纤通信发展总趋势为:不断提高信息率和增长中继距离。系统的优值用“信息率”与“距离”的乘积表示,该值每年约增加一倍;发展光纤网,特别是光纤用户网-光纤到户;采用新技术,特别是掺稀土金属的光纤放大器,光电集成和光集成。
①90年代初商用光纤通信系统的最高水平为2.488Gbit/s系统。实验室里实验系统信息率为8、10、16Gbit/s,相应的无中继距离为76、80、65km,信息率已高达20Gbit/s。单机的速率过高,大规模集成电路的电时分复用和解复器的速率将提高,要求激光器必须能在极高速率下稳定工作。如采用1.55μm波长,用常规单模光纤,将出现色散过大,码间干扰过大等都是技术上的困难。经济上也不合算。可采用光波分复用(OWDM)来提高信息率,实验室里复用数量用高达100个622Mbit/s的系统作复用,波长间隔为0.lnm,传输距离为50km,用非相干接收。还可采用副载波调制(SCM)来增加系统容量,将在光缆电视系统中应用。
掺稀土金属铒的单模光纤放大器的成功,大大增加了系统的灵敏度和传输距离。近期发表的常规系统的环路试验,在此环路里有4支掺铒光纤放大器,传输速率为2.4Gbit/s和5Gbit/s,计算结果表明传输距离达21000km和9000km。波长为1.55μm,采用色散位移光纤。这个试验系统将在新的横跨太平洋和大西洋的光缆系统里实用。
用光波分复用提高速率,用光放大增长传输距离的系统,为第五代光纤通信系统。
新系系统中,相干光纤通信系统,已达现场实验水平,将得到应用。光孤子通信系统可以获得极高的速率,实验结果已达32Gbit/s,20世纪末或21世纪初可能达到实用化。在该系统中加上光纤放大器有可能实现极高速率和极长距离的光纤通信。
②光纤用户网-光纤到户,采用同步光纤网(SONET)或同步数字体系(SDH)和建立光纤用户网是实现宽带业务的两大步骤。
光纤用户网有不同结构,其中之一如图5所示,中心局与远区局的连接,即本地网,可以用环状网路以提高网路的灵活性和效率。远区局到用户的网可以单星形或双星形网路。
③掺铒光纤放大器具有增益高、带宽宽、噪音低、易与传输光纤连接、易于制造等优点,可作前置放大、线路放大和末级放大。可提高系统灵敏度,增长传输距离。把它用在用户网里,可扩大网的范围,也可增加用户数量,对光纤通信的发展将起重大作用。掺铒光纤放大器只工作在1.55μm,还需探索掺另一种稀土金属的光纤,得到在1.3μm工作的放大器。
另外,为提高系统的可靠性和经济性,需要光电集成和光集成,对此已有不少实验成果。
Ⅷ 光通信的光纤
人类从未放弃过对理想光传输介质的寻找,经过不懈的努力,人们发现了透明度很高的石英玻璃丝可以传光。这种玻璃丝叫做光学纤维,简称“光纤”。人们用它制造了在医疗上用的内窥镜,例如做成胃镜,可以观察到距离一米左右的体内情况。但是它的衰减损耗很大,只能传送很短的距离。光的损耗程度是用每千米的分贝为单位来衡量的。直到20世纪60年代,最好的玻璃纤维的衰减损耗仍在每公里1000分贝以上。每公里1000分贝的损耗是什么概念呢?每公里10分贝损耗就是输入的信号传送1公里后只剩下了十分之一,20分贝就表示只剩下百分之一,30分贝是指只剩千分之一……1000分贝的含意就是只剩下亿百分之一,是无论如何也不可能用于通信的。因此,当时有很多科学家和发明家认为用玻璃纤维通信希望渺茫,失去了信心,放弃了光纤通信的研究。
激光器和光纤的发明,使人们看到了光通信的曙光。而要实现光纤通信,还需要在激光器和光纤的性能上有重大的突破。但是在这两方面的突破遇到了许多困难,尤其是光纤的损耗要达到可用于通信的要求,从每千米损耗1000分贝降低到20分贝似乎不太可能,以致很多科学家对实现光纤通信失去了信心。就在这种情况下,出生于上海的英藉华人高锟(K.C.Kao)博士,通过在英国标准电信实验室所作的大量研究的基础上,对光波通信作出了一个大胆的设想。他认为,既然电可以沿着金属导线传输,光也应该可以沿着导光的玻璃纤维传输。1966年7月,高锟就光纤传输的前景发表了具有重大历史意义的论文,论文分析了玻璃纤维损耗大的主要原因,大胆地预言,只要能设法降低玻璃纤维的杂质,就有可能使光纤的损耗从每公里1000分贝降低到20分贝/公里,从而有可能用于通信。这篇论文使许多国家的科学家受到鼓舞,加强了为实现低损耗光纤而努力的信心。
世界上第一根低损耗的石英光纤――1970年,美国康宁玻璃公司的三名科研人员马瑞尔、卡普隆、凯克成功地制成了传输损耗每千米只有20分贝的光纤。这是什么概念呢?用它和玻璃的透明程度比较,光透过玻璃功率损耗一半(相当于3分贝)的长度分别是:普通玻璃为几厘米、高级光学玻璃最多也只有几米,而通过每千米损耗为20分贝的光纤的长度可达150米。这就是说,光纤的透明程度已经比玻璃高出了几百倍!在当时,制成损耗如此之低的光纤可以说是惊人之举,这标志着光纤用于通信有了现实的可能性。
光纤之路――舍我其谁
1970年激光器和低损耗光纤这两项关键技术的重大突破,使光纤通信开始从理想变成可能,这立即引起了各国电信科技人员的重视,他们竞相进行研究和实验。1974年美国贝尔研究所发明了低损耗光纤制作法――CVD法(汽相沉积法),使光纤损耗降低到1分贝/公里;1977年,贝尔研究所和日本电报电话公司几乎同时研制成功寿命达100万小时(实用中10年左右)的半导体激光器,从而有了真正实用的激光器。1977年,世界上第一条光纤通信系统在美国芝加哥市投入商用,速率为45Mb/s。
进入实用阶段以后,光纤通信的应用发展极为迅速,应用的光纤通信系统已经多次更新换代。70年代的光纤通信系统主要是用多模光纤,应用光纤的短波长(850纳米)波段,(1纳米=1000兆分之一米,即米)。80年代以后逐渐改用长波长(1310纳米),光纤逐渐采用单模光纤,到90年代初,通信容量扩大了50倍,达到2.5Gb/s。进入90年代以后,传输波长又从1310纳米转向更长的1550纳米波长,并且开始使用光纤放大器、波分复用(WDM)技术等新技术。通信容量和中继距离继续成倍增长。广泛地应用于市内电话中继和长途通信干线,成为通信线路的骨干。
Ⅸ 光通信的发展
在70年代国外的低损耗光纤获得突破以后,中国从1974年开始了低损耗光纤和光通信的研究工作,并于70年代中期研制出低损耗光纤和室温下可连续发光的半导体激光器。1979年分别在北京和上海建成了市话光缆通信试验系统,这比世界上第一次现场试验只晚两年多。这些成果成为中国光通信研究的良好开端,并使中国成为当时少有的几个拥有光缆通信系统试验段的几个国家之一。到80年代末,中国的光纤通信的关键技术已达到国际先进水平。
从1991年起,中国已不再建长途电缆通信系统,而大力发展光纤通信。在“八五”期间,建成了含22条光缆干线、总长达33000公里的“八横八纵”大容量光纤通信干线传输网。1999年1月,中国第一条最高传输速率的国家一级干线(济南——青岛)8×2.5Gb/s密集波分复用(DWDM)系统建成,使一对光纤的通信容量又扩大了8倍。
我国十分重视光通信器件的研发,通过国家高新技术发展计划安排专题,组织技术攻关,跟踪国际先进技术等措施的实施,极大地推动了光通信器件的研究开发和产业化工作。随着光器件产业逐渐向中国转移,光通信行业基础设施建设进一步加快,中国已成为全球光电元器件的重要生产销售基地。
光通信器件是构建光通信系统与网络的基础,高速光传输设备、长距离光传输设备和智能光网络的发展、升级以及推广应用,都取决于光通信器件技术进步和产品更新换代的支持。因此,通信技术的更新与升级将促使光通信器件不断发展进步。
2010年中国生产制造的器件已占全球25%以上市场份额;我国光器件市场规模在全球市场中的份额也已从2008年的17%增加到2010年的26%左右,市场规模达到93亿人民币,同比增长率更是高达30%。
光电子器件行业厂商数量相对较多,全球生产光电子器件的厂商250余家,行业整体来看还属于一个完全竞争的市场。随着中小企业的退出和行业收购兼并的进行,行业的市场集中度呈上升趋势,行业的竞争激烈程度趋缓。而国内企业不仅要直面国内本土企业的竞争,还要承受来自国外企业的竞争压力,整体竞争较为激烈。 随着宽带中国战略进程的推进,国内三大电信运营商加快光网城市建设的步伐,我国光通信产业呈现出高速增长态势。
我国在光纤光缆方面,得益于三网融合和宽带政策对光纤的大量需求,2012年市场对光纤的需求迅速增加,使得光纤业基本面出现好转。行业总体供需呈弱势均衡、总体偏紧的态势,从而为光纤价格提供了极强支撑,为行业盈利改善提供了基本保障。同时,行业内主要厂商均在2012年实现较大规模光纤预制棒自产产能,使得此部分光纤企业盈利能力得到较大改善。
在光网络系统设备方面,三网融合形势下的FTTH、NGB与双向改造等热潮,将在未来长时间内释放大量光通信设备需求。三网融合将刺激广电及电信运营商对光纤网络建设的投入,国内PON设备、ODN市场需求增大,PTN、OTN网络升级也会带动相应设备需求的上升。
在光器件光模块方面,随着市场的持续升温,光器件产业投资不断扩大,国内涌现出一大批光器件企业。国家对光通信产业加大扶持,企业投入研发比重上升,这无疑是有利于产业长期发展的。在三网融合的大前提下,光器件投资成本占比不断上升,业内分析预计,未来随着光电子器件集成化和智能化的进一步提高,光电子器件占光传输设备成本的比例将达到30%以上。
光通信设备被列入战略性新兴产业指导目录
为贯彻落实《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,更好地指导各部门、各地区开展培育发展战略性新兴产业工作,发展改革委会同相关部门组织编制了《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》。目录涉及战略新兴产业7个行业、24个重点发展方向下的125个子方向,共3100余项细分的产品和服务。细分的产品和服务中包括950项新一代信息技术产业相关产品和服务,其中包含了下一代信息网络产业中的光通信设备。
光通信设备,包括光纤,FTTx用G.657光纤、宽带长途高速大容量光纤传输用G.656光纤、光子晶体光纤、掺稀土光纤(包括掺镱光纤、掺铒光纤、掺铥光纤等)、激光能量传输光纤,以及具有一些特殊性能的新型光纤,包括塑料光纤、聚合物光纤等。
光纤接入设备,无源光网络(PON)、光线路终端(OLT)、光网络单元(ONU)、波分复用器等。
光传输设备,线路速率达到40Gbit/s、100Gbit/s的超大容量(1.6Tb/s及以上)密集波分复用(DWDM)设备,可重构光分差复用设备(ROADM)及波分复用系统用光交叉互连(OXC)设备,大容量高速率OTN光传送网设备以及分组化增强型OTN设备、PTN分组传送网设备、MSTP/MSAP多业务传输和接入设备,高速光器件(有源和无源)。
Ⅹ 激光光纤通信是什么
远在18世纪初,一位工人在劳动中无意中观察到水管里的水能够导光。时隔不久,一位希腊工人又发现光不仅可以从玻璃细棒的一端迅速地传到另一端,而且丝毫不向棒外空间发散,如同水在水管里流动一样。虽然人们很早就发现了光导现象,但一是没有高质量的相干光源,二是没有低损耗的玻璃纤维材料,所以人们只是使用普通玻璃丝与普通光进行一些关于光的全反射以及折射的演示和试验。
1960年激光出现后,于1966年刚从英国伦敦大学毕业的33岁的英籍华人科学家高琨,发表了一篇题为《适合于光频率的绝缘介质纤维表面波导》的论文,首次提出了只要解决玻璃纯度和成分就能获得光传输损耗极低的玻璃纤维的学说。依据这一理论,1970年美国康宁公司首次提出了光耗20分贝/公里的光纤设想,从此光纤研究和生产领域逐渐活跃起来。到80年代,光纤技术已形成一门相当规模的产业,达到了实用阶段。
所谓“光导纤维”实际上是一种比头发丝还细的玻璃纤维丝,呈圆柱形结构,中间为直径8微米或50微米的纤芯,外面裹以与纤芯折射率搭配的包皮,以保证实现光纤内的全反射。然后再涂上塑料护套,外径一般为125微米。可像普通金属导线那样由多股绞合而成光缆。目前一根光缆可以通几万路电话或几十路彩色电视节目,如美国的144芯光缆就是这样。
在光纤通信中所使用的通信机,结构比起激光大气通信机来,除编码和调制系统外,取消了瞄准系统。发射和接收天线也简化为集成化耦合器,由激光通信机直接耦合到光缆之中。此外,在长距离传输中,光中继放大器也是不可少的。
激光光纤通信虽然发展得比较晚,但由于巨大的市场推动作用,目前已成为现代通信领域内的一大支柱,并且有越来越兴旺的趋势。美国早在1988年就敷设成功横跨大西洋、容量为3.2万路双向电话的TAT-8海底光缆通信工程。日本经济企划厅“2010年技术研究预测研究会”于1991年7月18日提出报告书,要求在2010年前后将超高密度、超高速“太比特光通信系统”付诸实用,该技术为传送彩色图像所必不可少。
与太比特光通信系统连同相关技术,如光纤、存储元件、光计算机元件及机器,加在一起将产生超过10亿日元的巨大市场,成为日本高技术产业的支柱。
而欧洲,在20世纪末,光纤市场也异常活跃。它在持续经济衰退的阴影中一枝独秀,1991年交易额为11亿美元。预计1995年将达到23亿美元,平均年增长率为17%。
以国际数字通信公司、国际电报公司为首的各国从事国际通信的企业家,1991年8月6日在英国签订了连接从日本到新加坡的海底光缆APC的建设与维修协定,并着手建设。预计有23个国家、地区的38家公司将成为这条光缆的共同所有者,于1993年7月底开始交付使用。它成为从日本向东南亚延伸的第一条长距离光缆。
根据《日本产经新闻》1992年12月21日报道,从美国西海岸彼特兰的太平洋电信公司,到日本国际数字通信三浦电缆局之间,8397公里的高清晰度影像传送和数字影像传送都获得了完满的成功。
我国自1987年首先在上海两个市话分局之间铺设了一条1.8公里长的光纤通路至今,已建成的光缆总长达5000公里以上。
1992年12月14日,我国邮电部、日本国际电报电话公司和美国电报电话公司,在北京就开通中国南汇至日本九州的官崎,全长1250公里、560兆比特、7560回路的两条海底光缆的建设和维修达成协议,预计1993年12月底前开通。这将成为开通我国第一条连接国外的海底光缆。
我国的南沿海光缆干线,已于1992年11月24日全线开通,使得沿线长途通信能力提高了10倍以上。这条干线全长2800公里,容量超过了1万条回路,共投资4.5亿元。途经江苏、上海、浙江、福建、广东4省1市与72个城市联网,将为改革开放发挥出巨大的作用。
据有关部门介绍,“八五”期间,我国将陆续建成北京-济南-南京、北京-沈阳-哈尔滨、徐州-郑州、郑州-西安-成都、杭州-福州-贵州-成都、北京-武汉-广州、西安-兰州-乌鲁木齐等7条光缆干线,总长度为3.2万公里,总投资将超过60亿元。届时,在祖国大地将构成一个完整的光缆干线网,彻底改变目前通信拥挤的现状。
光纤通信在军事上同样应用很广。美空军后勤司令部目前已在8个空军基地铺设了据称是迄今世界上同类网络中最大的光纤通信网络,每个基地至少有8000台主计算机、终端等设备连接在网络中。美军是在1986年正式开放军用光缆市场的,仅用一年多的时间,就敷设了12.5万公里的光纤通路,其应用规模和发展速度使通信工业界大吃一惊。