光纤网 _生活百科

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光纤网【光纤网】光纤网是利用光导纤维传输光波信号的通信网路方式。光导纤维简称为光纤，是一种传输光波信号的介质。
基本介绍中文名：光纤网
外文名：Optical Fiber Network
类别：网路
别名：信息高速公路
套用：网际网路
通信网路的发展历史悠久，目的是将信息从一个地方传送到另一个地方，不管这两个地方相隔距离有多远。近代通信网路通常採用频率从几兆赫（MHz）到几百太赫（THz）的电磁波来携带信息，根据使用的电磁波範围，可将通信技术分为电通信和光通信两类。电通信使用的电磁波频率较低，通常分为有线通信和无线通信，是两种相当成熟的通信技术；光通信技术则是当地通信技术发展的最新成就，使用较高的光波频率，因而极大的扩展了现代通信的性能。光纤网是利用光导纤维传输光波信号的通信网路方式。光导纤维简称为光纤，是一种传输光波信号的介质。下图一为光缆中的光纤：

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光纤网的发展历史光进行通信并不是一个新概念，我国古代使用的烽火台就是大气光通信的最好例子。那时候，大部分文明社会已经使用烟火信号传递单个信息，后来的旗语、灯光甚至交通红绿灯等均可划入光通信的範畴，但可惜它们所能传递的距离和信息量都十分有限。近代光通信的雏形可以追溯到1880年Bell发明的光电话，他用阳光作为光源，硒晶体作为光接受检测器件，通过200m的大气空间成功的传送了语音信号。虽然在以后的几十年中，科技工作者对Bell的光电话具有浓厚的兴趣，但由于缺乏合适的光源及光在大气中传输的严重衰减性，这种大气通信光电话未能像其他通信方式那样得到发展。19世纪30年代电报的出现用电取代了光，开始了电信时代。1876年电话的发明引起了通信技术本质的变化，电信号通过连续变化的电流的模拟方式传送，这种模拟电通信技支配了通信系统达100年之久。20世纪后半叶人们开始认识到，如果用光波作载波，通信网路的容量可能增加几个数量级。然而当时发展光通信技术存在两个难以攻克的难题：第一个难题是无法找到适合光通信的低损耗传输介质，第二个难题是无合适的相干光源，使得光通信技术发展停滞不前。1966年7月是光纤通信发展历史中的一个里程碑，英籍华人高锟博士在Proc.IEE杂誌上发表了一片十分着名的论文《用于光频的光纤表面波导》，该文从理论上分析证明了用光纤作为传输介质以实现光通信的可能性，设计了通信用光纤的波导结构，更重要的是，他科学的预言了製造通信用低损耗光纤，即通过加强原材料提纯、加入适当的掺杂剂，可把光纤的衰减係数降低到20Db/km以下。20世纪60年代雷射技术的发明解决了第二个问题。随后，人们的注意力集中到寻找用雷射进行通信的途径。1970年，美国贝尔实验室研製出世界上第一只在室温下连续工作的砷化钾（GaAs）半导体雷射器，为光纤通信找到了合适的光源器件。小型光源和低损耗光纤的同时问世，在全世界範围内掀起了发展光纤通信的高潮。光纤网的特点：1、通信容量大：从理论上将，一根仅有头髮丝粗细的光纤可以传输100亿话路。虽然目前远未达到如此高的传输容量，但用一根光纤同时传输50万话路（40Gb/s）的试验已经取得成功，它比传统的同轴电缆、微波等要高出几千乃至几十万以上。一根光纤的传输容量如此巨大，而一根光缆中可以包括几十、几百根光纤，其通信容量就更加惊人了。2、中继距离远：由于光纤具有极低的衰减係数(目前达0.25dB/km以下)，若配以适当的光发射、光接收设备，可使中继距离达100km以上，比同轴电缆大几十倍。如果採用光放大器实现线上光放大，可以实现数万千米的光波信号的传输。即使超高速光纤系统也能实现数千千米的光纤通信。如2007年10月，在德国召开的欧洲光通信会议(Europe Conference Optical Communications, ECOC)上，阿尔卡特朗讯研创中心公布的最新研究成果，利用密集波分复用技术在单根光纤上成功地实现了12.8Tb/s (160×80Gb/s)，这样的超高速系统实现了2550km的长途传输试验。3、抗电磁干扰，无串话：光纤是非金属的光导纤维，即使工作在强电磁场附近或处于核爆炸后强大的电磁干扰的环境中，光纤也不会产生感应电压和感应电流。这有利于传送动态图像(如可视电话和电视节目)，靠近高压输电线和与电气化铁道并行敷设，通信也不受干扰，适于在工厂内部的自动控制和监视系统套用，也有利于在多雷地区、飞机上以及保密性要求强的军政单位使用。由于光信号被限制在光纤内传输，不会逸出光纤，所以光缆内光纤之间不会“串话”，即没有纤间串扰，不易被窃听。4、体积小、重量轻：光纤直径一般只有几微米到几十微米，相同容量话路光缆，要比电缆轻90%～95%(光缆的质量仅为电缆的1/10～1/20)，直径不到电缆的1/5，故运输和敷设均比铜线电缆方便。光纤可以用于军用飞机的信号控制，也可以套用于航天领域。5、原材料丰富，节约有色金属：光纤的纤芯和包层的主要原料是二氧化硅，资源丰富且价格便宜，取之不尽。而电缆所需的铜、铝矿产则是有限的，採用光纤后可节省大量的铜材。光纤还具有易于均衡、抗腐蚀、不怕潮湿的优点，因而经济效益非常显着。光纤网的套用：人类社会现在已经发展到了信息社会，声音、图像和数据等信息的交流量非常大，而光纤通信正以其容量大、保密性好、体积小、质量轻、中继距离长等优点得到广泛套用。它的套用不仅仅在电信传输的领域，其套用领域遍及通信、交通、工业、医疗、教育、航空航天、计算机等行业，并正在向更广更深的层次发展。光纤网可以分成三个层次：一是远距离的长途干线网；二是由一个大城市中的很多光纤用户组成城域网；三是区域网路，比如一个单位、一个大楼、一个家庭组成的网路。光纤通信的套用主要体现在以下几个方面：(1) 光纤在公用电信网间作为传输线(2) 满足不同网路层面的套用(3) 光纤宽频综合业务数字网及光纤用户线(4) 作为危险环境下的通信线(5) 套用于专网光纤网的组成：光纤通信的基本思想十分简单，下图二所示。输入信号调製光源产生光信号，经过光纤传输到达接收机，然后解码获得信息。图二：