概述所謂光通信就是利用光波載送信息的通信。在載波技術(shù)方面,電磁波的通信已廣泛應(yīng)用于廣播、電視等領(lǐng)域,本世紀(jì)末,隨著數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步,出現(xiàn)了移動(dòng)通信等數(shù)字無(wú)線電波技術(shù)。在另一方面,光波作為一種波長(zhǎng)很短的無(wú)線電波,同樣也得到技術(shù)突破,目前已成為新一代的有線通信載波。光通信技術(shù)的進(jìn)步,推動(dòng)了整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。
l 光纖發(fā)展概況 1960年,梅曼(T.H.Maiman)發(fā)明了紅寶石激光器,產(chǎn)生了單色相干光,實(shí)現(xiàn)了高速的光調(diào)制。美國(guó)林肯實(shí)驗(yàn)室首先研制出利用氦氖激光器通過(guò)大氣傳輸彩色電視,利用大氣傳輸光信號(hào)具有以下的缺點(diǎn):
氣候嚴(yán)重影響通信,如霧天;大氣的密度不均勻,傳輸不穩(wěn)定;傳輸設(shè)備之間要求沒有阻隔
利用大氣傳輸光波的思想實(shí)際上是電磁波傳輸?shù)募夹g(shù),光波實(shí)質(zhì)上是頻率極高的電磁波(3×1014Hz),其通信的容量比一般的電磁波大萬(wàn)倍以上,如果光通信能夠?qū)崿F(xiàn),它將具有劃時(shí)代的意義。
早期,為了避免大氣對(duì)光傳輸?shù)母蓴_,研制了透鏡光波導(dǎo)的技術(shù),利用管子進(jìn)行光傳輸,在一定距離上設(shè)置聚焦透鏡,匯聚散射光和誘導(dǎo)光轉(zhuǎn)折,但振動(dòng)和溫度又嚴(yán)重影響了光傳輸。這種思想,被后來(lái)采用直至成功研制成光導(dǎo)纖維。
1966年,英籍華人高錕(C.K.Kao)和Hockham實(shí)驗(yàn)證明利用玻璃可以制作光導(dǎo)纖維(Optic Fiber)。但當(dāng)時(shí)的玻璃衰減達(dá)1000dB/km,無(wú)法用于傳輸,后經(jīng)過(guò)美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室主席Ian Ross、英國(guó)電信研究所(BTRL,BPO)和美國(guó)康寧玻璃公司(CORNING)的Maurer等合作,于1970年首先研制成功衰減為20 dB/km的光纖,取得重大突破。之后,各發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛開展光纖通信研究,出現(xiàn)了多組成份玻璃光纖、塑料光纖、液芯光纖等,其中利用介質(zhì)全反射原理導(dǎo)光的石英光纖被廣泛采用。石英光纖衰減小,性能高,強(qiáng)度大,見圖1-1。
圖1-1 光纖導(dǎo)光原理
要實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的光纖通信,必須減少光纖的衰減。高錕指出降低玻璃內(nèi)過(guò)度金屬雜質(zhì)離子是降低光纖衰減的主要因素,1974年,光纖衰減降低到2 dB/km。1976年通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)降低玻璃內(nèi)的OH離子含量就出現(xiàn)地衰減的長(zhǎng)波長(zhǎng)雙窗口:1.3μm和 1.55μm。在1980年,1.55μm波長(zhǎng)光纖衰減達(dá)到0.2 dB/km,接近理論值。80年代中,又發(fā)現(xiàn)水分和潮氣長(zhǎng)期接觸光纖會(huì)擴(kuò)散到石英光纖內(nèi),從而使光纖衰減增大且強(qiáng)度降低。于是采用注入油膏于光纖套管中隔絕水氣,制成品質(zhì)完善的光纜用于工程。
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