§1.1 光纖通信概念
所謂光纖通信，就是利用光纖來(lái)傳輸攜帶信息的光波以達(dá)到通信之目的。要使光波成為攜帶信息的載體，必須對(duì)之進(jìn)行調(diào)制，在接收端再把信息從光波中檢測(cè)出來(lái)。然而，由于目前技術(shù)水平所限，對(duì)光波進(jìn)行頻率調(diào)制與相位調(diào)制等仍局限在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，尚未達(dá)到實(shí)用化水平，因此目前大都采用強(qiáng)度調(diào)制與直接檢波方式（IM-DD）。又因?yàn)槟壳暗墓庠雌骷c光接收器件的非線性比較嚴(yán)重，所以對(duì)光器件的線性度要求比較低的數(shù)字光纖通信在光纖通信中占據(jù)主要位置。
典型的數(shù)字光纖通信系統(tǒng)方框圖如圖1.1 所示。
從圖中可以看出，數(shù)字光纖通信系統(tǒng)基本上由光發(fā)送機(jī)、光纖與光接收機(jī)組成。發(fā)送端的電端機(jī)把信息（如話音）進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，用轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)去調(diào)制發(fā)送機(jī)中的光源器件LD，則LD 就會(huì)發(fā)出攜帶信息的光波。即當(dāng)數(shù)字信號(hào)為“1”時(shí)，光源器件發(fā)送一個(gè)“傳號(hào)”光脈沖；當(dāng)數(shù)字信號(hào)為“0”時(shí)，光源器件發(fā)送一個(gè)“空號(hào)”（不發(fā)光）。光波經(jīng)低衰耗光纖傳輸后到達(dá)接收端。在接收端，光接收機(jī)把數(shù)字信號(hào)從光波中檢測(cè)出來(lái)送給電端機(jī)，而電端機(jī)再進(jìn)行數(shù)/模2轉(zhuǎn)換，恢復(fù)成原來(lái)的信息。就這樣完成了一次通信的全過程。
§1.2 光纖通信發(fā)展簡(jiǎn)史
伴隨社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，以及人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)與文化需求，通信向大容量，長(zhǎng)距離的方向發(fā)展已經(jīng)是必然的發(fā)展趨勢(shì)。由于光波具有極高的頻率（大約3 億兆赫茲），也就是說是具有極高的寬帶從而可以容納巨大的通信信息，所以用光波作為載體來(lái)進(jìn)行通信一直是人們幾百年來(lái)追求的目標(biāo)所在。
1、光纖通信的里程碑
在六十年代中期以前，人們雖然歷經(jīng)苦心研究過光圈波導(dǎo)、氣體透鏡波導(dǎo)、空心金屬波導(dǎo)管等，想用它們作為傳送光波的媒體以實(shí)現(xiàn)通信，但終因它們或者衰耗過大或者造價(jià)昂貴而無(wú)法實(shí)用化。也就是說歷經(jīng)幾百年人們始終沒有找到傳輸光波的理想傳送媒體。一九六六年七月，英藉、華裔學(xué)者高錕博士（K.C.Kao）在PIEE 雜志上發(fā)表了一篇十分著名的文章《用于光頻的光纖表面波導(dǎo)》，該文從理論上分析證明了用光纖作為傳輸媒體以實(shí)現(xiàn)光通信的可能性，并設(shè)計(jì)了通信用光纖的波導(dǎo)結(jié)（即階躍光纖）。更重要的是科學(xué)地予言了制造通信用的超低耗光纖的可能性，即加強(qiáng)原材料提純，加入適當(dāng)?shù)膿诫s劑，可以把光纖的衰耗系數(shù)降低到20dB/km以下。而當(dāng)時(shí)世界上只能制造用于工業(yè)、醫(yī)學(xué)方面的光纖，其衰耗在1000dB/km以上。對(duì)于制造衰耗在20dB/km 以下的光纖，被認(rèn)為是可望不可及的。以后的事實(shí)發(fā)展雄辯地證明了高錕博士文章的理論性和科學(xué)大膽予言的正確性，所以該文被譽(yù)為光纖通信的里程碑。
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