光纤通信现状与发展状况

光纤通信是用光作为信息的载体，以光纤作为传输介质通信方式[1]。

光纤的发明，引起了通信技术的一场革命。1966年英籍华人高锟博士发表了一篇划时代性的论文--《光频率介质纤维表面波导》，他提出利用带有包层材料的石英玻璃光学纤维(光纤)传送光信号来进行通信，可实现长距离、大容量通信。只要解决好玻璃纯度和成分等问题，就能够利用玻璃制作光学纤维，从而高效传输信息。从此，开创了光纤通信领域的研究工作。于1970年损失为20db/km的光纤研制出来了。据说康宁公司花费3000万美元，得到30米光纤样品，认为非常值得。这一突破，引起整个通信界的震动，世界发达国家开始投入巨大力量研究光纤通信。1976年，美国贝尔实验室在亚特兰大到华盛顿间建立了世界第一条实用化的光纤通信线路，速率为45Mb/s，采用的是多模光纤，光源用的是发光管LED，波长是0.85微米的红外光。在上世纪70年代末，大容量的单模光纤和长寿命的半导体激光器研制成功。光纤通信系统开始显示出长距离、大容量无比的优越性。

在70年代国外的低损耗光纤获得突破以后，我国从1974年开始了低损耗光纤和光通信的研究工作，并于70年代中期研制出低损耗光纤和室温下可连续发光的半导体激光器。1979年分别在北京和上海建成了市话光缆通信试验系统，这比世界上第一次现场试验只晚两年多。这些成果成为我国光通信研究的良好开端，并使我国成为当时少有的几个拥有光缆通信系统试验段的几个国家之一。到80年代末，我国的光纤通信的关键技术已达到国际先进水平。

从1991年起，我国已不再建长途电缆通信系统，而大力发展光纤通信。在“八五”期间，建成了含22条光缆干线、总长达33000公里的“八横八纵”大容量光纤通信干线传输网。现在，中国已敷设光缆总长约250万公里。光纤通信已成为中国通信的主要手段。在国家科技部、计委、经委的安排下，1999年中国生产的8×2.5Gb/sWDM系统首次在青岛至大连开通，随之沈阳至大连的32×2.5Gb/sWDM光纤通信系统开通。2005年3.2Tbps超大容量的光纤通信系统在上海至杭州开通，是至今世界容量最大的实用线路。

从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤通信系统可分为三个基本单元：光发送设备、光接收设备和光传输设备。光发送设备主要有驱动器和光源，其作用是把电端机输入的电信号对光源进行调制，使光源产生出与电信号相对应的光信号进入光纤。光接收设备主要有光检测器和放大器。当光信号通过光纤到达光接收设备时，光检测器把光信号转换为相应的电信号，经过放大后进入电端机。在没有中继器的短距离通信系统中，传输设备指的是光缆。在远距离通信系统中，为了补偿光纤的损耗并消除信号失真的影响，光缆经过一定距离需加装中继器。中继器由光检测器、电信号放大器、判决再生电路、驱动器和光源等组成，其作用是将光信号变成电信号，经过放大和再生，然后再变换成光信号送入下一段光纤中。[2]

相较于电通信技术，光纤通信技术具有以下优点：(1)传输频带极宽，通信容量很大；(2)由于光纤衰减小，无中继设备，故传输距离远；(3)串扰小，信号传输质量高；(4)光纤抗电磁干扰，保密性好；(5)光纤尺寸小，重量轻，便于传输和铺设；(6)耐化学腐蚀；(7)光纤是石英玻璃拉制成形,原材料来源丰富，并节约了大量有色金属[3]。总之，由于通信用光纤都用石英玻璃和塑料制成，是极好的电绝缘体，而且光信号在光缆中传输时不产生泄漏，所以不存在电气危害、电磁干扰、接地、屏蔽和保密性差等问题。再加上传输特性好的优点，使光纤成为迄今为止最好的信息传输媒质。

由于光纤具备以上一系列优点，所以在短短的三十几年中，不管是在干线网上，还是在接入网上，光纤通信技术都获得了迅速的发展。因此光纤通信被广泛应用于公用通信、有线电视图像传输、计算机、空航、航天、船舰内的通信控制、电力及铁道通信交通控制信号、核电站通信、油田、炼油厂、矿井等区域内的通信。所以，大力发展光纤通信已成趋势。

目前中国已建立了一定规模的光纤通信产业。中国生产的光纤光缆、半导体光电子器件和光纤通信系统能供国内建设，并有少量出口。

有人认为，我国光纤通信主要干线已经建成，光纤通信容量达到Tbps，几乎用不完，再则2000年的IT泡沫，使光纤的价格低到每公里100元，几乎无利可图。因此不要发展光纤通信技术了。

但光纤本身制造属性决定，光纤仍然有较大的发展空间：新光纤研制，光子晶体。