光纖通信

1870年，英國(guó)物理學(xué)家廷德?tīng)栐趯?shí)驗(yàn)中觀察到：把光照射到盛水的容器內(nèi)，從出水口向外倒水時(shí)，光線也沿著水流傳播，出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象，這好象不符合光只能直線傳播的定律。實(shí)際上，這時(shí)光仍是沿直線傳播，只不過(guò)在水流中出現(xiàn)了光反射現(xiàn)象，因而光是以折線方式前進(jìn)的。

簡(jiǎn)單地說(shuō)，光纖通信也就是運(yùn)用光反射原理，把光的全反射限制在光纖內(nèi)部，用光的信號(hào)取代傳統(tǒng)通信方式中的電信號(hào)。

廷德?tīng)栍^察到的現(xiàn)象，直至1955年才得到實(shí)際應(yīng)用。當(dāng)時(shí)在英國(guó)倫敦帝國(guó)學(xué)院工作的卡帕尼博士，發(fā)明了用極細(xì)的玻璃制做光導(dǎo)纖維。每根細(xì)如發(fā)絲的光導(dǎo)纖維是用兩種對(duì)光的折射率不同的玻璃制成，一種形成中央心束線，另一種包在心束線外面形成包層。由于兩種玻璃在光學(xué)性質(zhì)上的差別，光線以一定角度從光導(dǎo)纖維的一端射入后，不會(huì)從纖維壁逸出，而是沿兩層玻璃的界面連續(xù)反射前進(jìn)，從另一端射出。最初，這種光導(dǎo)纖維只是應(yīng)用在醫(yī)學(xué)上，用來(lái)改進(jìn)內(nèi)窺鏡。當(dāng)時(shí)使用的光纖，光損耗率非常大，為每公里幾千分貝，因而應(yīng)用范圍受到限制。

1960年，在英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)通信公司實(shí)驗(yàn)室工作的英籍華裔科學(xué)家高昆博士和霍克姆博士指出：只要去除玻璃中的雜質(zhì)，使其對(duì)光的吸收減到最小，就可以利用光導(dǎo)纖維進(jìn)行遠(yuǎn)距離光信息傳輸。并提出做光通信的光導(dǎo)纖維的衰減率須小于每公里20分貝。

1970年，美國(guó)柯林玻璃公司研制出第一根光損耗為每公里20分貝的低損耗光導(dǎo)纖維，拉開(kāi)了光導(dǎo)纖維應(yīng)用于光通信的序幕�？铝止�司經(jīng)多年努力，利用先進(jìn)的技術(shù)，已能制出很純、很均勻的玻璃纖維，使進(jìn)入光纖的光信號(hào)，在強(qiáng)度減半前可行進(jìn)10多公里。

光導(dǎo)纖維的制造技術(shù)在迅速發(fā)展，光纖的光衰減率逐年降低。到1979年，1.5微米波長(zhǎng)的最低光損耗率可達(dá)每公里0.2分貝。有了如此高質(zhì)量的光導(dǎo)體，就可以減少對(duì)于價(jià)格昂貴的增幅器的需求。

光纖通信與目前通用的電氣通信相比有許多優(yōu)越之處。光纖通信的通信容量比電氣通信大100倍，一根比頭發(fā)絲還細(xì)的光纖可傳輸幾萬(wàn)路電話或幾千路電視。制造光導(dǎo)纖維的原料是地球上取之不盡的石英，只要幾克石英就能制出一公里長(zhǎng)的光纖。因而用光纖代替普通金屬導(dǎo)線可以節(jié)約大量寶貴的有色金屬銅和鉛。光纖的重量很輕，8根光纖做成的光纜，每公里僅重約60公斤，而同樣數(shù)量的普通電纜則有4噸重。光導(dǎo)纖維的傳輸損耗低，因此中繼站距離長(zhǎng)。一般同軸電纜通信，每隔1.5公里就要設(shè)一個(gè)中繼站;而光纖通信的中繼站，距離可超出10公里。這就意味著采用光纖通信系統(tǒng)的投資可大大降低。另外，光纖通信還具有抗干擾、無(wú)污染、保密性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。[-(@_@)-]

光纖通信確是一種理想的通信手段。自1977年5月，美國(guó)電報(bào)電話公司在芝加哥市內(nèi)兩個(gè)電話局間開(kāi)通了世界上第一條光纖通信線路以來(lái)，世界上已有很多國(guó)家開(kāi)始及發(fā)展光纖通信，美、日、莢、法等8國(guó)已宣布，今后敷設(shè)長(zhǎng)途通信干線不再使用電纜而改用光纜了。

中國(guó)的光纖通信事業(yè)起步雖晚，但發(fā)展很快。自1978年，在上海鋪設(shè)了第一條長(zhǎng)1.8公里可傳送120路電話的光纖通信線路后，很多大城市也積極地開(kāi)展了這項(xiàng)工程建設(shè)。目前，中國(guó)最長(zhǎng)的一條大容量光纜干線通信工程在京、津、濟(jì)、寧之間建成，這條干線全長(zhǎng)1484公里，可容納12 000條話路，并實(shí)現(xiàn)與滬寧和東南沿海光纜通信工程連接，大大改善中國(guó)東部沿海地區(qū)的通信條件。