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光纖通信的超長(zhǎng)距離傳輸


為了了解光纖通信的超長(zhǎng)距離傳輸,如何了解光纖和激光在光纖超長(zhǎng)距離通信傳輸之前的發(fā)展。

我們說(shuō)到光通信傳輸那么就絕不能與激光分離。所以我們就先說(shuō)說(shuō)激光分離是什么。早在1960年,美國(guó)物理學(xué)家西奧多·哈羅德·梅曼(Theodore Harold Mayman)向世界展示了一種激光。這引起了人們對(duì)光纖通信的興趣。激光似乎是一種非常有前途的通信方式,可以解決傳輸帶寬的問(wèn)題,許多人已經(jīng)開(kāi)始了實(shí)驗(yàn)。然而,人們很快發(fā)現(xiàn),光在不到3米的范圍內(nèi)就失去了一半的能量,這種距離可以用來(lái)檢查人體的內(nèi)部器官,但它被用來(lái)在空中傳輸遠(yuǎn)距離通信還是很有難度的。

因此,許多科學(xué)家和工程師放棄了嘗試,但所有成功的人都堅(jiān)持不懈,并且敢于探索和嘗試的。就在1966年,當(dāng)時(shí)還很年輕的工程師高琨就在光纖通信方面取得了歷史性的突破。他的"光頻率介質(zhì)光纖表面波導(dǎo)"從理論上闡述了將損耗降低到20 dB/km的觀點(diǎn),他還在這個(gè)時(shí)候提出了這種光纖在通信中的應(yīng)用。于是呢高錕像個(gè)傳教士一樣,在世界各地宣揚(yáng)他的這個(gè)發(fā)現(xiàn)。時(shí)間來(lái)到了四年后,在美國(guó)的美國(guó)康寧公司還真的就拔出了20分貝/公里的光纖,這個(gè)厲害了吧。從此呢,光纖通信就在全世界正式拉開(kāi)了序幕。隨著技術(shù)不斷的進(jìn)步,在1972年,光纖的傳輸損耗降至4dB≤km,最后還研制出一種損耗更低0.2db/km的石英光纖。
1981年,人們這次又發(fā)明了一種單模光纖.光纖通信系統(tǒng)克服了影響信號(hào)質(zhì)量的色散問(wèn)題。發(fā)射功率和信號(hào)衰減的問(wèn)題也有了很大的改善,通過(guò)一個(gè)中繼器在50公里的間隔內(nèi)對(duì)信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)。這是光纖通信史上的一個(gè)里程碑。光纖放大器EDFA的誕生是光纖通信歷史上的一個(gè)里程碑。它使光纖通信能夠直接實(shí)現(xiàn)光中繼,使長(zhǎng)距離高速傳輸成為可能,促進(jìn)了DWDM的誕生。此時(shí),光纖通信系統(tǒng),切換到波長(zhǎng)1550 nm的激光作為發(fā)射光源,信號(hào)衰減一直低到0。每公里2DB/公里。在這些技術(shù)的突破中,光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率可以達(dá)到2。5GB/s,中繼器間隔可達(dá)100 km。光放大器應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)中,進(jìn)一步減小了遠(yuǎn)距離傳輸?shù)闹欣^點(diǎn)。此外,波分復(fù)用(WDM)技術(shù)大大提高了傳輸速率。

為了實(shí)現(xiàn)光纖通信,一個(gè)重要的問(wèn)題是盡可能減少光纖的損耗。我們知道光纖有一定的衰減,光信號(hào)沿光纖的傳輸會(huì)衰減,傳輸距離會(huì)受到衰減的限制,為了使信號(hào)傳輸更遠(yuǎn),必須對(duì)光信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)。傳統(tǒng)的光信號(hào)增強(qiáng)方法是利用再生器,但這種方法存在許多缺點(diǎn)。首先,再生器只能在確定的信號(hào)比特率和信號(hào)格式下工作,不同的比特率和信號(hào)格式需要不同的信號(hào)再生器;其次,每個(gè)信道都需要一個(gè)再生器,網(wǎng)絡(luò)配置成本很高。希望有一種不用再生器來(lái)增強(qiáng)光信號(hào)的方法,即光放大技術(shù)。




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