小论光通信的发展历程

1、小论光通信的发展历程【摘 要】众所周之，光通信的发展历经了几个不同的阶段，它们分为光纤、光源、和光纤通信系统三个方面。而由于光通信的迅速发展，在如今的通讯领域，光通信已经成为了被广泛使用而且有巨大的发展前景和发展价值的一类信息方面的学科。下面，笔者带领大家从光通信的历史，对这一发展力强盛的学科做简要的概括和预想。 【关键词】光信；光纤；通信系统 一、光通信的简介 光通信是一种以光波为传输媒质的通信方式。光波和无线电波同属电磁波，但光波的频率比无线电波的频率高，波长比无线电波的波长短。因此，它具有传输频带宽、通信容量大和抗电磁干扰能力强等优点。 光波按其波长长短，依次可分为红外线光、可见光和紫外

2、线光。红外线光和紫外线光属不可见光，它们同可见光一样都可用来传输信息。光通信按光源特性可分为激光通信和非激光通信；按传输媒介的不同，可分为有线光通信和无线光通信（也叫大气光通信）。常用的光通信有：大气激光通信、光纤通信、蓝绿光通信、红外线通信、紫外线通信。 在光通信出现之前的历史，电通信是主角。电通信伴随人们走过了一段很长的发展历程并对人类社会的发展起到了重要的作用。但是，科技是进步的，电通信技术的逐步成熟，使得人们研究出了光通信。换句话说，光通信是从电通信中进步发展得来的。回顾光通信的发展历史，我们不难得出结论：即光通信与电通信相比，其具有不可比拟的优越性和便捷性。 其一：光通信抗电磁干扰性

3、能好，能更好的完成传输任务，加之它的重量轻，体积小等优势，使得它的传输容量加大，更加符合现代科技的需要。其二：与电通信相比较，光通信的耗费更小，误码率更小而且中继距离更长。这就决定了光通信更高更强的保密性能。其三：光通信是电通信与光子技术的有机结合，其发展更利于资源的整合与成本的节约。 二、光通信的发现与初步形成 早在19世纪初叶，科学家们就在设想，可否用光波作为载体来传递信息。而由于技术的限制与科学的不发达，这一设想一直没能实现。到了1880年，贝尔发明了一种“光电话”，可以利用光波作为载体传递语音信息。终于证明了这一设想的可能性。该光电话利用太阳光作为光源，大气为传输介质，用硒晶体作为光接

4、收器件，成功地进行了光电话的实验，通话距离最远达到了213米。在这个实验完成之后，贝尔发表了一篇题为关于利用光线进行声音的产生与复制的论文，标志着这一设想实现。 谈到光通信的发展，就不得不提到红宝石激光器。激光用红宝石晶体的基质是Al2O3，晶体内掺有约0.05%（重量比）的Cr2O3。Cr3+密度约为，1.581019/厘米3。Cr3+在晶体中取代Al3+位置而均匀分布在其中，光学上属于负单轴晶体。20世纪60年代，美国科学家梅曼（Meiman）发明了第一个红宝石激光器，1960年7月7日，纽约时报首先披露，梅曼成功制成了世界上第一台红宝石激光器，他以闪光灯的光线照射进一根手指头大小的特殊红

5、宝石晶体，创造出了相干脉冲激光光束，这一成果后来震惊了全世界。相比谱线宽的普通光源，它的激光谱线很窄，方向性及相干性极好，是一种理想的相干光源和光载波。现如今，红宝石激光器已经成为在医学以及众多科研领域不可或缺的基本仪器设备。 三、光纤以及光通信的发展 光纤是光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。光纤通信技术和计算机技术是信息化的两大核心支柱，计算机负责把信息数字化，输入网络中去；光纤则是担负着信息传输的重任。当代社会和经济发展中，信息容量日益剧增，为提高信息的传输速度和容量，光纤通信被广泛的应用于信息化的发展，成为继微电子技术之后信息领域中

6、的重要技术。 1976年，在美国亚特兰大进行了第一个实用光纤通信系统的现场实验。1980年，美国标准化FT-3光纤通信系统投入商业应用。1976年和1978年，日本先后进行了速率为34Mb/s的突变型多模光纤通信系统， 以及速率为100Mb/s的渐变型多模光纤通信系统的试验。1983年敷设了纵贯日本南北的光缆长途干线。随后，由美、日、英、法发起的第一条横跨大西洋TAT-8海底光缆通信系统于1988年建成。第一条横跨太平洋 TPC-3/HAW-4海底光缆通信系统于1989年建成。从此，海底光缆通信系统的建设得到了全面展开，促进了全球通信网的发展。 近几年，随着网络中数据业务分量的持续加重，容量更

7、大和成本更低的WDM系统的出现和发展，使SDH在长途网中的地位正发生历史性的变化。除了在长途网中容量需求不太大的地区继续作为承载技术外，SDH的角色开始向网络边缘转移。鉴于网络边缘复杂的客户层信号特点，SDH必须从纯传送网转变为传送网和业务网一体化的多业务平台，称为融合的SDH多业务平台。SDH多业务平台正逐渐从简单地支持数据业务的固定封装和透传的方式向更加灵活有效支持数据业务的下一代SDH系统演进和发展。最新的发展是支持集成通用组帧程序（GFP）、链路容量调节方案（LCAS）和自动交换光网络（ASON）标准。ASON可以动态地实施连接建立和管理，使网络具有自动选路和指配功能。由于在城域网领域

8、正面临光以太网的竞争压力，重要的趋势之一是结合MPLS，使MSTP和MPLS能互相依托共同向网络边缘扩展，从而可以充分利用MPLS灵活跨域支持数据联网的一系列优点。 综上所述，光纤以及光纤通信的发展大致可以分为三个历史阶段：从20世纪60年代70年代，这是从最基本的研究到投入到商业应用的时期。从20世纪70年代到20世纪80年代，这十年是质的飞跃时期，从提高传输速度到加大传输容量再到大力推广的时期。从20世纪80年代到90年代，这是一个新的技术探索的时期。 四、对于光通信的预想 目前，10Gbps系统已经开始大批装备网络，主要在北美、在欧洲以及日本和澳大利亚也已经开始大范围的使用。但是10Gb

9、ps系统对于光缆极化模色散比较敏感，而已经铺设的光缆也不一定都能满足开通和使用10Gbps系统的要求，需要世纪测试，验证合格以后才能安装开通。他的比较现实的出路是转向光的复用方式。光的复用方式有很多种，但目前只有波分复用（WDM）方式进入了大规模商用阶段，而其他方式尚处于试验研究的阶段。 （一）光通信的智能化发展。 ASON的概念是国际电联在2000年3月提出的，基本设想是在光传送网中引入控制平面，以实现网络资源的按需分配从而实现光网络的智能化。使未来的光传送网能发展为向任何地点和任何用户提供连接的网，成为一个由成千上万个交换接点和千万个终端构成的网络，并且是一个智能化的全自动交换的光网络。从这一例子可以看出，随着计算机技术与通信技术的密切联系，光网络智能化是发展的重要方向。 （二）光网络的边缘化将成为热点。 光网络的边缘化也是光通信发展的另一个趋势。长久以来，光网络都是作为整个通信体系中的最底层传输层。但是，随着通信行业的迅速发展，城域网、接入网也越来越希望引入光网络，于是，光网络的发展从核心网正在向边缘网络发展。为了改变城域网中业务类型多、传输速度慢的缺点，人们开发了多业务传输平台（MSTP），在接入网中，光纤到户（FTTH）也逐渐开始广泛应用，取代了原有的双绞线上网方式（xDLS），以谋求更大的带宽。 光通信经过了前几年的低谷以后，现在正处于一个艰难的上升阶段，很多