一般而言，傳遞信息由以下三個(gè)環(huán)節(jié)組成：獲取信息、信息交換及信息傳輸。

光纖通信" target="_blank">光纖通信是其中的信息傳輸環(huán)節(jié)。

而信息傳輸有二個(gè)必要前提：

a. 可靠的信號(hào)源 ----在光纖通信中為激光器

b. 良好的傳輸媒體 ----在光纖通信中為光纖

隨著這兩個(gè)必要的條件的相續(xù)出現(xiàn)，光纖通信開(kāi)始了它的飛速發(fā)展，拉開(kāi)了光纖通信這個(gè)通信行業(yè)中最為重要的傳輸手段之一的技術(shù)的序幕。

容易想像，利用光在空氣中直線傳播的特點(diǎn)，進(jìn)行大氣傳輸光通信，不需要任何線路，簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。1960年梅曼(T.H.Maiman)發(fā)明了紅寶石激光器，產(chǎn)生了單色相干光，使高速的光調(diào)制成為可能。

此后相續(xù)出現(xiàn)了各色各樣的大氣傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，但后來(lái)發(fā)現(xiàn)大氣傳輸光通信存在許多嚴(yán)重的問(wèn)題，不可實(shí)際使用。

1966年，英籍華人高錕(C.K.Kao)和Hockham預(yù)見(jiàn)利用玻璃可以制成衰減為20dB/km的通信光導(dǎo)纖維(簡(jiǎn)稱光纖)。

而當(dāng)時(shí)世界上最優(yōu)良的光學(xué)玻璃的衰減達(dá)1000dB/km左右。

1970年，美國(guó)康寧玻璃公司首先制出了衰減為20dB/km的光纖，取得了重大的突破。使得光纖通信成為可能。

1974年，光纖衰減降低到了2dB/km。

1980年，光纖衰減低達(dá)0.2dB/km(在1.55μm長(zhǎng)波長(zhǎng)低衰減窗口)，接近理論值。這樣，使得長(zhǎng)距離的光纖通信成為可能。

并且，由于提純工藝的不斷改進(jìn)，使光纖的傳輸窗口從0.85μm的短波長(zhǎng)窗口移到1.3μm、1.55μm的長(zhǎng)波長(zhǎng)低衰減窗口。

在1976年后，各種實(shí)用的光纖通信系統(tǒng)陸續(xù)出現(xiàn)。在1980年，世界許多國(guó)家都研制成商用的光纖通信系統(tǒng)。從此，光纖通信大踏步地走入了商用時(shí)期。

光纖商用化以來(lái)，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖的品種經(jīng)歷了若干個(gè)重要發(fā)展階段。

今天，我們把階段歷程做一個(gè)簡(jiǎn)要的回顧：

▉ 第一階段：多模光纖(第一窗口)

1966年7月，華裔科學(xué)家高錕就光纖傳輸?shù)那熬鞍l(fā)表了具有歷史意義的論文。該文分析了造成光纖傳輸損耗的主要原因，從理論上闡述了有可能把損耗降低到20dB/km的見(jiàn)解，并提出這樣的光纖將可用于通信。

2009年，高錕因?yàn)閷?duì)光纖事業(yè)的突出貢獻(xiàn)，獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

在理論的指引下，四年以后的1970年，美國(guó)康寧公司真的拉出了損耗為20dB/km的光纖，證明光纖作為通信介質(zhì)的可能性。

與此同時(shí)，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了使用砷化鎵(GaAs)作為材料的半導(dǎo)體激光(semiconductor laser)，憑借體積小的優(yōu)勢(shì)，大量運(yùn)用于光纖通信系統(tǒng)中。

1972年，光纖的傳輸損耗降低至4dB/km。

至此，光纖通信時(shí)代，正式開(kāi)啟。

1972-1981年，是多模光纖研發(fā)和應(yīng)用期。

前期第一個(gè)使用的光纖通信波長(zhǎng)，是850nm，稱為第一窗口。

早期開(kāi)發(fā)使用的，是階躍型多模光纖。接著開(kāi)發(fā)了A1a類梯度多模光纖(50/125)，其衰減為3.0-3.5dB/km，帶寬為200-800MHz·km，數(shù)值孔徑為0.20±0.02或0.23±0.02。

后來(lái)，又開(kāi)發(fā)使用了A1b類梯度多模光纖(62.5/125)，其衰減為3.0-3.5dB/km，帶寬為100-800MHz·km，數(shù)值孔徑為0.275±0.015。

這兩種光纖與850nm附近波長(zhǎng)LED(發(fā)光二極管)相配合，形成早期的光通信系統(tǒng)。

當(dāng)時(shí)，LED光譜寬度為40nm，注入光功率為5或20μW，最大速率為5或60Mb/s。

▉ 第二階段：多模光纖(第二窗口)

70年代末到80年代初，光纖廠家又開(kāi)發(fā)了第二窗口(1300nm)。

A1a類光纖衰減0.8-1.5dB/km，帶寬200-1200MHz·km。A1b類光纖衰減0.8-1.5dB/km，帶寬200-1000MHz·km。

與它們相配合使用的是高輻射LED，其光譜寬度為120nm，注入光功率為20μW，最大速率為100Mb/s。

▉ 第三階段：G.652及G.653、G.654單模光纖(第二、三窗口)

1982-1992年是G.652及G.653、G.654單模光纖的大規(guī)模應(yīng)用期，打開(kāi)了光纖的第二窗口(1310nm)和第三窗口(1550nm)。

1973-1977年，世界各大光纖制造商開(kāi)發(fā)了各種先進(jìn)的預(yù)制棒生產(chǎn)工藝——康寧開(kāi)發(fā)出OVD技術(shù);日本的NTT、住友、古河、藤倉(cāng)等聯(lián)合開(kāi)發(fā)出VAD技術(shù);朗訊改善了MCVD技術(shù);荷蘭菲力浦開(kāi)發(fā)了PCVD技術(shù)。

1982年，由美國(guó)開(kāi)始，日、德等國(guó)家緊跟，全球開(kāi)始大量建設(shè)G.652單模光纖長(zhǎng)途工程。單模光纖的市場(chǎng)需求大增，刺激了大規(guī)模生產(chǎn)。

這時(shí)，康寧的OVD進(jìn)一步提高了沉積速率，VAD、MCVD、PCVD都外加套管來(lái)作為增大預(yù)制棒的措施。

此后，各家都照著兩步法的混合工藝來(lái)加大預(yù)制棒。

90年代，法國(guó)阿爾卡特開(kāi)發(fā)了APVD技術(shù)(MCVD+等離子噴涂工藝)。

各大光纖制造商制造技術(shù)的重大進(jìn)步，為常規(guī)單模光纖的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了更好的條件。

1984年，第三窗口(1550nm)開(kāi)始啟用。

同年，CCITT(國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì))發(fā)布G.651和G.652標(biāo)準(zhǔn)。

到1985年，G.652光纖1310nm的損耗已達(dá)0.35dB/km，1550nm的損耗已達(dá)0.21dB/km。

1985年，日本、美國(guó)研發(fā)的G.653色散位移光纖商用化，其特點(diǎn)是把零色散點(diǎn)從第二窗口移到第三窗口，1550nm波長(zhǎng)不僅損耗最低，而且色散也最小。

1988年，CCITT發(fā)布G.653標(biāo)準(zhǔn)。此光纖大量用于日本的通信干線。

90年代初，摻鉺光纖放大器(EDFA)開(kāi)始商用化，促使密集波分復(fù)用(DWDM)提上議事日程。

但是，G.653光纖在1550nm波長(zhǎng)處的零色散，造成DWDM系統(tǒng)波道間的非線性干擾十分嚴(yán)重，因而沒(méi)在世界上推廣開(kāi)來(lái)。

1995年，我國(guó)建設(shè)京九光纜工程，24芯纖中用了六根G.653光纖，一直沒(méi)開(kāi)通。以后，我國(guó)也沒(méi)用G.653光纖。

這一時(shí)期，還產(chǎn)生了一種截止波長(zhǎng)移位的光纖。它在1550nm處不但損耗低，而且微彎損耗小，適合使用光放大器的長(zhǎng)途干線系統(tǒng)和海底光纜系統(tǒng)。

1988年，CCITT發(fā)布G.654標(biāo)準(zhǔn)。

▉ 第四階段：光纖窗口全開(kāi)，特性全面發(fā)展

1993-2006年，光纖通信窗口擴(kuò)展到4、5窗口及S波段，光纖通信窗口全面打開(kāi)，新開(kāi)發(fā)四種新品種光纖，光纖特性更趨完善。

(1)、非零色散位移單模光纖G.655光纖(第三、第四窗口)

為抑制密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)中的四波混頻(FWM)和交叉相位調(diào)制(XPM)，減小光通道間的非線性干擾，非零色散位移光纖(WZDSF)在1993年問(wèn)世了。

先是朗訊推出真波光纖，接著康寧推出了大有效面積LEAF光纖。

這些光纖一開(kāi)始工作在第三窗口，即C波段(1530-1565nm)。1995年后，擴(kuò)展到第四窗口，即L波段(1565-1625nm)。

1996年，ITU-T制定了G.655標(biāo)準(zhǔn)。1998年之后，在全世界得到廣泛應(yīng)用。

(2)、低水峰單模光纖G.652C(第五窗口)

1998年，朗訊推出了全波光纖(即低水峰光纖)，使1383nm的水峰幾乎不存在(衰減<0.31dB/km)，打開(kāi)了光纖的第五窗口，即E波段(1360-1460nm)。

1999年，中國(guó)開(kāi)始用全波光纖做光纜，用于九江電信。

2000年，ITU-T制定了G.652C標(biāo)準(zhǔn)。

2001年，康寧做出了低水峰光纖。

2002年，G.652C光纖在全世界推廣。

從此，單模光纖從1260nm至1625nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)，具有優(yōu)異的衰減性能。

光通信就是利用光波來(lái)載送信息，實(shí)現(xiàn)通信。光纖是一種傳輸媒體，它的傳輸類似于銅線，電纜的傳輸，不同的是，它所承載的是光信號(hào)。光纖通信，即是以光纖為傳輸媒介的通信方式。

一般而言，傳遞信息由以下三個(gè)環(huán)節(jié)組成：獲取信息、信息交換及信息傳輸。

光纖通信是其中的信息傳輸環(huán)節(jié)。

而信息傳輸有二個(gè)必要前提：

a. 可靠的信號(hào)源 ----在光纖通信中為激光器

b. 良好的傳輸媒體 ----在光纖通信中為光纖

隨著這兩個(gè)必要的條件的相續(xù)出現(xiàn)，光纖通信開(kāi)始了它的飛速發(fā)展，拉開(kāi)了光纖通信這個(gè)通信行業(yè)中最為重要的傳輸手段之一的技術(shù)的序幕。

容易想像，利用光在空氣中直線傳播的特點(diǎn)，進(jìn)行大氣傳輸光通信，不需要任何線路，簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。1960年梅曼(T.H.Maiman)發(fā)明了紅寶石激光器，產(chǎn)生了單色相干光，使高速的光調(diào)制成為可能。

此后相續(xù)出現(xiàn)了各色各樣的大氣傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，但后來(lái)發(fā)現(xiàn)大氣傳輸光通信存在許多嚴(yán)重的問(wèn)題，不可實(shí)際使用。

1966年，英籍華人高錕(C.K.Kao)和Hockham預(yù)見(jiàn)利用玻璃可以制成衰減為20dB/km的通信光導(dǎo)纖維(簡(jiǎn)稱光纖)。

而當(dāng)時(shí)世界上最優(yōu)良的光學(xué)玻璃的衰減達(dá)1000dB/km左右。

1970年，美國(guó)康寧玻璃公司首先制出了衰減為20dB/km的光纖，取得了重大的突破。使得光纖通信成為可能。

1974年，光纖衰減降低到了2dB/km。

1980年，光纖衰減低達(dá)0.2dB/km(在1.55μm長(zhǎng)波長(zhǎng)低衰減窗口)，接近理論值。這樣，使得長(zhǎng)距離的光纖通信成為可能。

并且，由于提純工藝的不斷改進(jìn)，使光纖的傳輸窗口從0.85μm的短波長(zhǎng)窗口移到1.3μm、1.55μm的長(zhǎng)波長(zhǎng)低衰減窗口。

在1976年后，各種實(shí)用的光纖通信系統(tǒng)陸續(xù)出現(xiàn)。在1980年，世界許多國(guó)家都研制成商用的光纖通信系統(tǒng)。從此，光纖通信大踏步地走入了商用時(shí)期。

注：到了現(xiàn)在，激光器的使用壽命已在100,000小時(shí)以上，光纖的典型傳輸窗口與損耗為：

1550nm窗口損耗0.18dB/KM

1310nm窗口損耗0.35dB/KM

在光纖通信中，我們常常會(huì)提到傳輸窗口的概念，大家知道，任何波長(zhǎng)的光都可以在光纖中傳輸，而某幾個(gè)波長(zhǎng)的光在光纖中的傳輸損耗低于其它波長(zhǎng)的光在光纖中的傳輸損耗，這幾個(gè)特定的波長(zhǎng)就是我們所說(shuō)的傳輸窗口，目前最常用的傳輸窗口就是在上面所提到的850nm，1310nm以及1550nm。

損耗的計(jì)算公式如下：損耗(dB)=10lg(輸入/輸出)。

損耗的單位dB為相對(duì)單位，代表一種倍率關(guān)系，而非絕對(duì)值概念。