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光通信介绍

来自: 时间:2021-07-29

    光通信(Optical Communication)是以光波为载波的通信方式。增加光路带宽的方法有两种:一是提高光纤的单信道传输速率;二是增加单光纤中传输的波长数,即波分复用技术(WDM)。

    简介

按光源特性,可分为激光通信和非激光通信;按传输介质,可分为大气激光通信和光纤通信;按传输波段,可分为可见光通信、红外光通信和紫外光通信。光是一种电磁波,其波长通常在1×103~5×10-3微米范围内。光的频率高,光通信的频带宽,通信容量大,抗电磁干扰能力强。激光通信是利用激光传输信息的,激光是一种方向性极强的相干光;非激光通信是利用普通光源(非激光)传输信息的,如灯光通信。大气激光通信不需要铺设线路,便于机动,但易受气候和外界影响,适用于地面近距离通信和通过卫星反射进行的全球通信。采用激光器作光源的光纤通信,不受外界干扰,保密性好,使用范围广,适用于陆上和越洋的远距离大容量的干线数字通信。采用发光管作光源的光纤通信属非激光通信,适用于近距离、中小容量的模拟或数字通信。可见光通信是利用可见光(波长0.76~0.39微米)传输信息的。早期的可见光通信采用普通光源,如火光通信、灯光通信、信号弹等。由于普通光源散发角大,通信距离近,只能作为视距内的辅助通信。近代的可见光通信有氦氖激光(红色)通信和蓝绿激光通信。红外光通信是利用红外线(波长1000~0.76微米)传输信息的。紫外光通信是利用紫外线(波长0.39~5×10-3微米)传输信息的。通常所说的红外光通信和紫外光通信均为非激光通信。这种通信所用的设备结构简单、体积小、重量轻、价格低,但在大气信道中传输时易受气候影响,适用于沿海岛屿间的辅助通信。红外光通信还可用作近距离遥控、飞机内广播和航天飞机内宇航员间的通信等。随着科学技术的发展,非激光通信已部分地被激光通信所代替。利用烽火、灯光传输信息的方式是简易的可见光通信。1880年,美国人A.G.贝尔发明了光电话。第二次世界大战期间,光电话曾在军事上得到应用,光源是非相干光源,在大气中传输受气候影响大,可靠性差,通信距离近,通信质量差,从而限制了它的发展和应用。1960年,激光器的问世解决了光通信的光源问题。由于光在大气信道传输时存在的缺点,促使人们转向传光线路的研究,探索了各种空心式波导管和透镜式线路,同时也开始了对光纤的研究。1966年,华人科学家高锟曾预言光纤损耗可降低到20分贝/千米以下。1970年,美国康宁玻璃公司生产出损耗为20分贝/千米的光纤,使光通信进入了以光纤为传输介质的新阶段。随着半导体激光器寿命的不断延长和光纤损耗的不断降低,各种类型的光纤通信系统大量投入使用。光纤通信将朝着长波长、单模、超低损耗、密集波分复用、超大容量、相干外差检测、光集成和不用光电变换的全光通信等方向发展。