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光纖通信係統簡述
近現代光通信的真實發展趨勢則僅(jin) 僅(jin) 近三四十年的事，在其中起主導地位的是激光發生器和光纖的問世。最先是1960年Maiman創造發明了紅寶石激光器，激光發生器造成的強相幹光為(wei) 當代光通信出示了靠譜的燈源。這類單光波長的激光器具備一般電磁波相同的特點，可對其解調而帶上信息內(nei) 容。運用激光器的初期光通信都是根據空氣傳(chuan) 送的。但迅速發覺，很多要素如霧、雨、雲(yun) ，乃至二隊不經意掠過的鳥，都是幹撓納米的散播，因此隻有作短路線通信用c顯而易見，必須這種像頻射或微波通信的電纜線或光波導入的那般的納米通訊傳(chuan) 輸線，以擺脫這種影響，保持信息內(nei) 容的遠距離平穩傳(chuan) 送。
1965年，E.Miller報道了出金屬材料中空管外一連串鏡片組成的鏡片光光波導入的.可防止空氣傳(chuan) 送的缺陷，但田其構造太繁雜且精密度規定太高而不可以好用。而與(yu) 此同時，光導纖維的科學研究已經紮紮實實開展。早就在1951年就創造發明了診療用玻纖，但這類初期的光導纖維耗損很大(超過1000dB/km)，也不可以做為(wei) 光通信的傳(chuan) 送媒質.1966年，C.K.Kao和G.A.Hockman發布了對光纖通信發展趨勢具備曆史時間實際意義(yi) 的知名畢業(ye) 論文。她們(men) 在剖析了導致光纖傳(chuan) 輸耗損高的關(guan) 鍵緣故後強調，如能徹底去除夾層玻璃中的殘渣，耗損就可降至20dB/km——等於(yu) 同軸線的水準，那麼，光纖就能用來開展光通信。在這類預期的鼓動下，Corning企業(ye) 總算在1970年製成了20dB/km耗損的光纖，進而為(wei) 光纖通信的發展趨勢攤平了路麵。對光纖譜特點的科學研究發覺，它有3個(ge) 低損耗的傳(chuan) 送對話框，即850nm的短光波長對話框和1300nm、1500nm的長光波長對話框。然後，隨之新的生產(chan) 製造方式的出現及技術水平的不斷提升，光纖耗損持續減少。到1979年，單模光纖在1550nm光波長的耗損已降至0.2dB/km，貼近方解石光纖的基礎理論耗損極限。
並且納米頻率高，光纖的網絡帶寬資源亦非常豐(feng) 厚，是一切別的傳(chuan) 送媒質無可比擬的。能夠 那樣說，光纖是通訊工作人員可望不可及的理想化傳(chuan) 送媒質，有幾近極致的質量：
基本上是無限的網絡帶寬;
基本上是零的耗損：
基本上為(wei) 零的數據信號失幀
基本上為(wei) 零的輸出功率耗費
基本上為(wei) 零的原材料耗費
基本上為(wei) 零的占據室內(nei) 空間
基本上為(wei) 零的價(jia) 錢。
因而，光纖是信息高速公路基本，開辟現如今信息革命的新世界。
在光纖耗損持續減少的同時，燈源科學研究的進度亦十分迅速。1962年，GaAs半導體(ti) 材料激光二極管(LD)麵世，代表當代光通信擁有小容積的髙速燈源。GaAs-LD的發射點光波長為(wei) 870nm，在夾雜鋁右移來到光纖的短光波長低損耗對話框。之後，GaAs-LD又保持了室內(nei) 溫度長期工作中。運用四元係鋁合金InGaAsP生產(chan) 製造出了1300nm及1550 nm的LD燈源。因為(wei) LD 價(jia) 格昂貴，合適光纖通信的亮度高LED也研發了出去。那樣，隨之合乎光纖傳(chuan) 輸規定，各種各樣光波長、效率高、壽命長、高速率半導體(ti) 材料燈源的研製，光纖通信的產(chan) 品化及大發展趨勢已成順理成章。 LD輸出進到單模光纖的輸出功率約為(wei) 1mW。在光纖通信中又常見dBm做為(wei) 功率單位，它要以1mW為(wei) 標準、用dB表達的相對性輸出功率尺寸。
除此之外，在光接收機的科學研究層麵，各種各樣光波長範疇的效率高、高速率半導體(ti) 材料光電轉換器件(如APD、PIN)也相繼麵世。1973年，S.D.Personick發布了相關(guan) PCM大數字光接收機剖析的畢業(ye) 論文，處理了當代光纖通信係統中光接收機的設計構思難題。大數字接收機的敏感度是很高的，如2.5Gb/s的信早時達到-30 dBm(1微瓦)。那未針對好像不大的1mW推送輸出功率，光纖耗損為(wei) 0.2dB/km時，僅(jin) 從(cong) 耗損來講的傳(chuan) 送間距就達到100km左右。
除此之外，為(wei) 了實現係統軟件運用的必須，各種各樣光無動能(如光纖主題活動聯接據、光衰減器、光波分複用器、信號隔離器及分路器等)及專(zhuan) 用型實驗儀(yi) 器(如光纖嫁接機、時域反射麵計、光功率計等)也相繼配套設施商業(ye) 。
1974年上下，很多國家開展了各種各樣房間內(nei) 的光纖通信傳(chuan) 送試驗，1976年之後出現了各種各樣好用的光纖通信係統,1980年美國電報電話公司的45Mb/s光纖通信係統FT-3保持商業(ye) 。從(cong) 20新世紀80時代起進到了光纖通信髙速發展趨勢的時期，親(qin) 身經曆了從(cong) 短光波長到長光波長、從(cong) 多模光纖到單模光纖、從(cong) 低速度到高速率的發展趨勢全過程。迄今，商業(ye) 光纖通信係統的發展趨勢已親(qin) 身經曆第四代，即850nm光波長多模光纖的第1代係統軟件(1980-)、1300nm光波長單模光纖的第2代係統軟件(1983-)、1550nm單模光纖單頻激光發生器的三代係統軟件(199l-)及選用光放大儀(yi) 的四代係統軟件(1995-)。全球已鋪裝的光纜全長達幾幹萬(wan) 多公裏，在我國亦鋪裝了數萬(wan) 千米，產(chan) 生了覆蓋全國、全球的陸上及深海光纖網。從(cong) 2.5-10Gb/s的係統軟件均已產(chan) 品化並很多運用，40Gb/s的快速光纖通信技術進度亦十分迅速。圖為(wei) 通訊係統容積的發展趨勢圖，看得見隻能選用了光纖通信後才保持指數值式的提高。
以便充分運用光纖的網絡帶寬發展潛力，擺脫光纖耗損及色折的影響、增加中繼間距、擴張傳(chuan) 送容積及控製成本，始終是光纖通信的發展規劃。各種各樣光纖通信新技術應用持續出現，係統軟件的碼速間距積再三提升.基本上每4年提升1個(ge) 量級。這種新技術應用包含：
(1)有源及無源光元器件、係統軟件端機的一體(ti) 化與(yu) 模塊化設計，提升速度與(yu) 特性.簡單化構造控製成本，是係統軟件發展趨勢最關(guan) 鍵的技術性基本;
(2)波分複用(WDM，Wavelength Division Multiplexing)技術性，保持單條光纖上快速、超大型容積傳(chuan) 送;
(3)光放大儀(yi) 技術性，特別是在是摻餌光纖放大器(EDFA，Erbium-Doped Fiber Amplifier)及光放大儀(yi) 在遠途主幹線係統軟件及其客戶分派係統軟件中的運用;
(4)孤子通訊技術;
(5)髙速光纖網技術性，全光網技術性等。
發展趨勢這種新技術應用的服務宗旨，全是為(wei) 了方便考慮日益突出的信息內(nei) 容要求。在其中，WDM技術性與(yu) 光放大儀(yi) 處術的極致融合，極大地提高了光纖通信係統的特性與(yu) 通訊容積，變成當代光通信技術的閃耀耀眼明珠，通往全光通信網的公路橋梁。
大數字光纖通信係統的基礎構造如圖所示6.1.5圖示，它包含PCM端機、鍵入插口、光發送機 (Tx)、光纖路線、光中繼器、輸出插口及光接收機(Rx)等。
1個(ge) 典型性的點--點光纖通信係統(如圖)包括接收信息內(nei) 容電端機、光推送接收端機、傳(chuan) 送光纖等幾一部分。從(cong) 光發送機到光接收機是光信息內(nei) 容的傳(chuan) 送安全通道，稱之為(wei) 光無線信道，其每日任務是把信息內(nei) 容靠譜合理地從(cong) 始端傳(chuan) 輸到終端設備。各一部分的功效給出：
(1)PCM電端機 需傳(chuan) 送的信息內(nei) 容數據信號包含聲音、圖象及電子計算機統計數據等，電端機就是說基本電通訊中的載波機、圖象機器設備及電子計算機等智能終端。對數字通信而言，數據信號在電端機需要開展A/D及D/A變換，轉換成模擬信號。
(2)光發送機 包含燈源(LD或LED)以及光耦電路，電端機來的電子信號經編號後解調燈源，造成乘載信息內(nei) 容的光信號，進行電--光(E/O)變換。
(3)傳(chuan) 送光纖或光纜 將燈源發射點的光信號傳(chuan) 輸到遠方的接收端，它能夠 是多模光纖或單模光纖。
(4)光接收機 進行光--電(O/E)變換。接受的光信號由光探測器檢驗轉化成電子信號，隨後變大解調、裁定再造，送進電端機修複出原數據信號。
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