近年來(lái)，科技發(fā)展的速度不斷加快，先進(jìn)的光纖制造技術(shù)更是發(fā)展迅猛，在郵電通信、廣播通信、電力通信、石油通信和軍用通信等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
光纖的起源與發(fā)展
光纖通信的誕生與發(fā)展是電信史上的一次重要革命。1966年，美籍華人高錕和霍克哈姆發(fā)表論文，光纖的概念由此產(chǎn)生。1970年，美國(guó)康寧公司首次研制成功損耗為20dB/km的光纖，光纖通信時(shí)代由此開(kāi)始。1977年美國(guó)在芝加哥首次用多模光纖成功地進(jìn)行了光纖通信試驗(yàn)。當(dāng)時(shí)8.5微米波段的多模光波為第一代光纖通信系統(tǒng)。隨即在1981年、1984年以及19世紀(jì)80年代中后期，光纖通信系統(tǒng)迅速發(fā)展到第四代。第五代光纖通信系統(tǒng)達(dá)到了應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了光波的長(zhǎng)距離傳輸。
被譽(yù)為光纖之父的華裔物理學(xué)家高錕
我國(guó)在1974年開(kāi)始了光纖通信技術(shù)的研究，在20世紀(jì)70年代至80年代完成了一系列實(shí)用工程，這是現(xiàn)如今光纖通信技術(shù)廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)。20世紀(jì)90年代，在我國(guó)新興的光纖開(kāi)始取代傳統(tǒng)的電纜，光纖通信系統(tǒng)的國(guó)家干線(xiàn)逐步形成。截至2015年9月，我國(guó)光纜線(xiàn)路總長(zhǎng)度達(dá)到2355萬(wàn)公里，在光纖技術(shù)及相關(guān)元器件的研制方面，我國(guó)也有相當(dāng)規(guī)模的技術(shù)和研究已進(jìn)入生產(chǎn)環(huán)節(jié)。（最牛光纖模塊設(shè)計(jì)）
光纖通信的發(fā)展階段
第一階段：1966-1976年，是從基礎(chǔ)研究到商業(yè)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)時(shí)期。在這一階段，實(shí)現(xiàn)了短波長(zhǎng)0.85μm低速率45或34Mb/s多模光纖通信系統(tǒng)，無(wú)中繼傳輸距離約10km。
第二階段：1976-1986年，這是以提高傳輸速率和增加傳輸距離為研究目標(biāo)和大力推廣應(yīng)用的大發(fā)展時(shí)期。在這個(gè)時(shí)期，光纖從多模發(fā)展到單模，工作波長(zhǎng)從短波長(zhǎng)0.85μm發(fā)展到長(zhǎng)波長(zhǎng)1.31μm和1.55μm，實(shí)現(xiàn)了工作波長(zhǎng)為1.31μm、傳輸速率為140565Mb/s的單模光纖通信系統(tǒng)，無(wú)中繼傳輸距離為10050km。
第三階段：1986-1996年，這是以超大容量超長(zhǎng)距離為目標(biāo)、全面深入開(kāi)展新技術(shù)研究的時(shí)期。在這個(gè)時(shí)期，實(shí)現(xiàn)了1.55μm色散移位單模光纖通信系統(tǒng)。采用外調(diào)制技術(shù)，傳輸速率可達(dá)2.510Gb/s，無(wú)中繼傳輸距離可達(dá)150100km。實(shí)驗(yàn)室可以達(dá)到更高水平。
光纖的分類(lèi)
光纖大類(lèi)上可分為多模光纖和單模光纖。
多模光纖是指可以傳輸多個(gè)光傳導(dǎo)模的光纖。在光纖通信初期，就是使用的就是多模光纖(G.651光纖)，其工作波長(zhǎng)在850nm或1300nm，衰減常數(shù)分別為<4dB/km和<3dB/km，色散系數(shù)分別為<120ps/(nm.km)和<6ps/(nm.km)。由于它的衰耗和色散大，故只能用于短距離通信。但它芯徑大，對(duì)于接頭和連接器的要求都不高，使用起來(lái)比單模光纖要方便，目前多用于局域網(wǎng)。
單模光纖是指只傳輸一個(gè)光傳導(dǎo)模（基模）的光纖。其主要優(yōu)點(diǎn)是衰減較小，傳輸距離長(zhǎng)，傳輸容量大，在長(zhǎng)途骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)等場(chǎng)合均有廣泛應(yīng)用。單模光纖由于只能傳輸基模，它不存在模間時(shí)延差，具有比多模光纖大得多的帶寬，單模光纖的帶寬可達(dá)幾十GHz以上。所以單模光纖特別適合用于長(zhǎng)距離、大容量的通信系統(tǒng)。常用的單模光纖有以下幾種：G.652光纖，G.653光纖，G.655光纖。
光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
光纖通信技術(shù)的物理屬性和技術(shù)特性都決定它不僅在現(xiàn)在的發(fā)展中得以廣泛應(yīng)用，也要在未來(lái)大展手腳。在未來(lái)，光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1.超高速系統(tǒng)的演進(jìn)
光纖通信技術(shù)的發(fā)展迅猛，光纖通信的傳輸速率在十年內(nèi)能提高100倍，到時(shí)用戶(hù)能夠用上無(wú)限帶寬。目前的商用系統(tǒng)中，最普遍的光纖傳輸速率為10Gbit/s，40Gbit/s的傳輸速率也已進(jìn)入實(shí)用階段。更高傳輸速率的160Gbit/s和640Gbit/s還在研究之中，距離投入實(shí)用還有一段路要走。受到光纖的物理特性的限制，光纖通信的進(jìn)一步擴(kuò)容采用光復(fù)用方式。目前光復(fù)用方式進(jìn)入大規(guī)模商用的只有WDM和DWDM。
2.光纖接入網(wǎng)
光纖接入網(wǎng)是信息高速公路"飛入尋常百姓家"的最后一步，是建設(shè)信息高速公路的關(guān)鍵技術(shù)。光纖接入網(wǎng)能夠真正實(shí)現(xiàn)信息高速化、服務(wù)個(gè)性化、帶寬最大化，能夠最大程度地滿(mǎn)足大眾的需求。
3.全光網(wǎng)的前景
光纖通信的最終階段是全光網(wǎng)通信。光纖通信的超高速趨勢(shì)會(huì)使光電轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)成為瓶頸，電信號(hào)處理將會(huì)大大增加光纖網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度和處理難度。全光網(wǎng)的關(guān)鍵就是信息傳輸?shù)娜^(guò)程都保持光的形式，不必經(jīng)歷電的轉(zhuǎn)換，大大促進(jìn)了高速網(wǎng)絡(luò)的超大容量的實(shí)現(xiàn)。
光纖通信技術(shù)為互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步提供了強(qiáng)勁的推動(dòng)力，社會(huì)發(fā)展的需求將促進(jìn)光纖通信技術(shù)的進(jìn)一步提高。目前光纖通信的信息傳輸速率還在隨著技術(shù)的進(jìn)步而不斷增長(zhǎng)，正在朝著光子網(wǎng)絡(luò)的趨勢(shì)進(jìn)發(fā)，人們期望的真正的全光網(wǎng)絡(luò)的時(shí)代也會(huì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)實(shí)現(xiàn)。
