人類很早以前就認識到光可以傳遞信息。2000多年前,我國就有了光傳遞遠距離信息的設施——烽火台,後來又有了利用燈光閃爍傳遞信息的方法。1880年發明家貝爾利用太陽光作光源,有色晶體作為光接收器件,成功進行了光電話實驗,通話距離最遠達到了213米。美中不足的是用大氣作為傳輸介質,損耗大,而且無法避免外界幹擾,光信號最多能傳遞幾百米遠。人們又不得不尋求可以在封閉狀態下傳遞光信號的辦法,例如利用波導管、棱鏡、透鏡折射等來傳遞光的。
1966年英國標準電信研究所的英裔華人高錕和英國人霍克哈姆大膽預言了:隻要能通過設計降低玻璃纖維的雜質,就有可能使光纖損耗從每千米1000分貝降低到20分貝,從而應用於通信領域。
2000年末,光纖通信已成為世界上發展最快的領域之一,它也是我國與國際先進水平差距最小的領域之一,同時光纖通信對於互聯網及相關軟硬件產品的未來發展具有不尋常的意義。
光纖通信技術從光通信中脫穎而出,已成為現代通信的主要支柱之一,在現代電信網中起著舉足輕重的作用。光纖通信作為一門新興技術,近年來發展速度之快、應用麵之廣是通信史上罕見的,也是世界新技術革命的重要標誌和未來信息社會中各種信息的主要傳送工具。
光纖是光導纖維的簡稱。光纖通信也稱作光纖通信,是指一種利用光與光纖傳遞資訊的一種方式,它屬於有線通信的一種。光纖通信利用光波在光導纖維中傳輸信息的通信方式,由於激光具有高方向性、高相幹性、高單色性等顯著優點,光纖通信中的光波主要是激光,所以又叫做激光——光纖通信。
光纖通信具有許多優點,現在它已經成為當今最主要的有線通信方式。
光纖通信是以光波作為信息載體,以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。從原理上看,構成光纖通信的基本物質要素是光纖、光源和光檢測器。光纖除了按製造工藝、材料組成以及光學特性進行分類外,在應用中,光纖常按用途進行分類,可分為通信用光纖和傳感用光纖。傳輸介質光纖又分為通用與專用兩種,而功能器件光纖則指用於完成光波的放大、整形、分頻、倍頻、調製以及光振蕩等功能的光纖,並常以某種功能器件的形式出現。光纖通信之所以發展迅猛,主要緣於它具有以下特點:
(1)通信容量大、傳輸距離遠。一根光纖的潛在帶寬可達20太赫茲。采用這樣的帶寬,隻需一秒鍾左右,即可將人類古今中外全部文字資料傳送完畢。光纖的損耗極低,比目前任何傳輸媒質的損耗都低。因此,無中繼傳輸距離可達幾十、甚至上百千米。
(2)信號串擾小、保密性能好。
(3)抗電磁幹擾、傳輸質量佳,電通信不能解決各種電磁幹擾問題,唯有光纖通信不受各種電磁幹擾。
(4)光纖尺寸小、重量輕,便於敷設和運輸。
(5)材料來源豐富,環境保護好,有利於節約有色金屬銅。
(6)無輻射,難於竊聽,因為光纖傳輸的光波不能跑出光纖以外。
(7)光纜適應性強,壽命長。
在實際應用中,光纖通信將需傳送的信息在發送端輸入到發送機中,將信息疊加或調製到作為信息信號載體的載波上,然後將已調製的載波通過傳輸媒質傳送到遠處的接收端,由接收機解調出原來的信息。
光纖常被電話公司用於傳遞電話、因特網,或是有線電視的訊號,有時候利用一條光纖就可以同時傳遞上述的所有訊號。與傳統的銅線相比,光纖的訊號衰減與遭受幹擾的情形都改善很多,特別是長距離以及大量傳輸的使用場合中,光纖的優勢更為明顯。
然而,在城市之間利用光纖的通信基礎建設通常施工難度以及材料成本難以控製,完工後的係統維運複雜度與成本也居高不下。因此,早期光纖通信係統多半應用在長途的通信需求中,這樣才能讓光纖的優勢徹底發揮,並且抑製住不斷增加的成本。