光纤通信的特征光缆
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1.以光纤低损耗化和器件长寿命化为特点的发展历程。
1951年，光纤首次用于医学做为导光纤维，但是导光纤维中的杂 质含量较高。在英国标准研究所工作的英籍华人锟和他的同行在1968年提出：如果降低光导纤维杂质，那么光纤损耗有可能降低到通信实水平。随后，随着生产工艺及原材料提纯技术的不断改进，石英光纤 的损耗逐步降低，如图1-26所示为光纤逐年低损耗化趋势图。光纤通信 也是沿着这条“光纤低损耗化”方向前进的。
光纤通信的另一重要发展 过程是激光器的演变经过。激 光器是受激光发射器件的简 称。最初的激光器是红宝石（固 体)激光器，于1960年由美国休 斯公司发明。1961年，美国 贝尔研究发明氦氖(气体)激光 器。1962年，美国数家公司研 制出半导体砷化镓激光器。最 初，这些激光器由于激励电流 产生热量而不能在室温下连续发光,一直到1970年才研制出在室温下连续发光的半导体激光器，但. 寿命很短，只有数秒钟至数小时的寿命。7〇年代末，“激光器长寿命化" 取得了重大突破。如波长为〇.8nm波带的半导体激光器寿命可达百万 小时，而波长为1.3nm波带的半导体激光器寿命也可达十万小时以上， 新的1.55mn波带的激光器也已研制出来。
2.光纤通信与常规通信的异同
光纤跟对称线对及同轴管一样，既可用来传输模拟信号，也可用来 传输数字信号。但由于数字通信比模拟通信具有很多优点，加上受着 发光器件主要是半导体激光器的输出线性等因素限制，所以在光纤通 信方式中除电视、图像目前仍主要采用模拟制外，其他的电话、数据等 已采用数字传输制。
光纤通信方式的基本构成如图1-27所示。由图中可知，无论是模 拟传输还是数字传输，在发送端都需把电信号转变为光信号（电/光变 换,E/O),经光纤传输到对方，然后在接收端再把光信号转变回电信号 (光/电变换,O/E)。可见，具有E/O功能的发光器件(激光器及发光二极管等)和具有〇/E功能的光检测器件(光电二极管及雪崩光电管 等)都是光通信方式中必不可少的重要元器件。这一点也正是光纤通 信方式不同于传统的电缆通信方式的主要差别。此外，光中继器如同 光端机一样，要作〇/E和E/O转换，当前还不能采用光放大器。
光纤通信方式一般采用来去不同光纤的双纤制传输，即一个系统 由两根一来一去的光纤支路构成，这类似于同轴电缆通信方式的双管 制(四线)传输。但如采用波分复用（WDM)技术时，也可以来去合用一 根光纤。不同方向传输的光纤可以装在同一条光缆内，不需要在结构 上采取任何隔离措施。
光纤通信在现阶段的光调制过程，并不是来对光波的振幅、相角 或者频率进行调制的。而是采用一种使光波的“长时间平均功率(光强 度）”随着电信号而变动的“强度调制(1M)”方式。所谓“长时间《乃是相 对于光波的振动周期而言的。在模拟式传输制中,采用的调制方式有“直接强度调制(直接IM)” 方式及“脉冲频率调制-强度调制(PFM-IM)”方式等。
在数字式传输制中，多采用“脉冲编码调制-强度调制(PCM-IM)” 方式。此外,在电视传输中，有时还采用频带压缩的DPCM方式。
光纤通信使用的光波长范围是依据光纤损耗特性及光源与光检测 器等条件而决定的。现今使用的是近红外范围(0.8〜1.6jim)。它可依 照光纤损耗特性分做：第一窗口，即0.8〜又称为0.85pm波长 区或短波长区;第二窗口，1.25〜1.35nm,称为1.3nm波长区或长波长 区！以及第三窗口，1.53〜1.58nm,称为I.55nm波长区或更长波氏区。
从光纤通信方式的发展过程来看，国外有人把采用〇.8%m波长区 的多模光纤通信方式称做,第一代”光纤通信；把采用1.3nm波长区的 多摸光纤及单模光纤通信方式称做“第二代”光纤通信，而把采用 波长区的单模光纤通信方式称做“第三代”光纤通信。
3.光纤通信的优越性
首先在传输特性方面：光纤损耗很低;频带很宽，而且在宽带内的 輻频特性平坦I外界电磁影响极小，且光纤本身不导电；串音干扰极 小。
其次在光纤材料及机械特性方面：常用材料为石英玻璃或多组分 玻璃，受温度变化影响极小;易于弯曲，曲率半径可为数厘米；重量轻 (玻璃比重约为铜的1/4),纤维直径很细，每公里大约重100g;资源丰 甯,二氧化硅在地球上蕴藏量大，不象铜资源那样贫乏。再次在光纤通信的组织实施方面：中继段长度可以很长》易于实 观大容量、大通路，能满足今后一段时期业务增长的需要;光缆形体小, 容量大，可以减轻劳动强度,少占道路断面，减免线路管道拥塞状况；从 整个系统和从发展方向来看，光纤通信方式有可能做到比传统电缆通 信方式更为经济，电路成本可能降低。
当然，光纤通信在当前尚有一些缺点，如生产工艺难度较大，对材 料提纯要求高，且能源消耗较大，光纤预制棒生产速度不够快，成本较 髙。又如光源器件寿命不够长，温度特性影响尚大，系统可靠性受影响 较大。
从发展来看,光纤通信上述优点是主要的，而缺点是次要的，随着 生产工艺技术的不断进步，这些缺点是能够克服的。
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