通信新活力——光纖通信


通信新活力——光纖通信



通過光線 , 我們能夠觀察到周圍的花花草草乃至大千世界 , 不僅如此 , 通過“光線” , 我們還能傳遞信息 , 也就是所謂的光纖通信 。 《科學美國人》雜志曾評價說:“光纖通信是二戰以來最有意義的四大發明之一 。 如果沒有光纖通信 , 就不會有今天的互聯網和通信網絡 。 ”
光纖通信 , 就是以光波為載體 , 以光導纖維即光纖作為傳輸媒介的一種通信方式 。 現代意義上“光”通信的起源 , 要追溯到1880年貝爾發明的光電話 。 光電話包括一個弧光燈的光源、接收光束反應聲音規律的送話器以及還原原始聲音信號的受話器 。 其原理是 , 將發送方的聲音轉化為光信號 , 傳輸之后 , 先由接收方還原為電信號 , 再將電信號還原為聲音的通話 。
雖然“光”通信有了一個良好的開端 , 但在很長的一段時間里 , 光纖通信技術卻沒有得到很好的發展 , 一是因為沒有找到合適的光源 , 二是暫時沒有找到能夠傳遞光信號的優良介質 。 20世紀60年代 , 紅寶石激光器的誕生使科學家深受啟發 , 激光具有頻譜窄、方向性好以及頻率和相位高度一致的優點 , 成為了光纖通信的理想光源 。 1966年 , 諾貝爾獎得主高錕提出用石英玻璃纖維(即光導纖維 , 簡稱光纖)作為光通信的媒質 。 基于這個理論 , 1970年 , 美國康寧公司花費3000萬美元制造出了3條30米長的光纖樣品 , 這是世界上第一次制造出對光纖通信有實用價值的光纖 。 至此 , 光纖通信技術迎來了發展的春天 。
光纖通信主要由三個部分構成 , 光纖、光發射機以及光接收機 , 簡單來說 , 光發射機能將原始信號轉化為光信號 , 經光纖這個通道傳到光接收機 , 最后光接收機再把接收到的信號還原成原始信號 。
人們不遺余力地研發光纖通信技術 , 是因為它與以往的通信方式相比 , 不僅在技術上具有很大的優越性 , 而且在經濟上具有強大的競爭能力 。 光纖通信所使用的光載波頻率在100THz的數量級 , 遠遠超過微波1~10GHz的頻率 , 這意味著 , 光通信的信息容量比微波系統高出10000倍 , 除此之外 , 光纖通信還有良好的抗干擾能力 , 如抗背景噪聲、抗電磁干擾 , 在一定程度上能保障通信隱私與安全 , 且尺寸小 , 便于鋪設 。
在今天 , 光纖通信廣泛運用于通信網、互聯網以及有線電視網 , 正朝著高速化、分組化、網絡化和智能化等方向發展 , 為通信領域注入新的活力 。 但隨著移動互聯網、云計算、大數據、物聯網應用的快速興起 , 流量激增也給信息通信網絡帶來巨大挑戰 , 解決網絡數據流的“井噴式增長”難題正成為全球信息通信領域的競爭高地 。
【通信新活力——光纖通信】本作品為“科普中國-科學原理一點通”原創 , 轉載時務請注明出處 。

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