—、光纤通信的基本知识(―)光纤通信的概念1870 年的一天,英国物理学家丁达尔到皇家学会的演讲厅讲光的全反射原理,他做了一个简单的实验:在装满水的木桶上钻个孔,然后用灯从桶上边把水照亮。结果使观众们大吃一惊。人们看到,放光的水从水桶的小孔里流了出来,水流弯曲,光线也跟着弯曲,光居然被弯弯曲曲的水俘获了。这些现象引起了丁达尔的注意,经过他的硏究,发现这是由于全反射的作用,由于水等介质密度由于比周围的物质(如空气)大,即光从水中射向空气,当入射角大于某一角度时,折射光线消失,全部光线都反射回水中。表面上看,光好像在水流中弯曲前进。后来人们造出一种透明度很高、粗细像蜘蛛丝一样的玻璃丝一玻璃纤维,当光线以合适的角度射入玻璃纤维时,光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。由于这种纤维能够用来传输光线,所以称它为光导纤维。(视频)光纤通信的原理是:在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化,并通过光纤发送出去;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息。(视频)(二)光纤通信的发展光纤通信是现代通信网的主要传输手段,它的发展历史只有一二十年,已经历三代:短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤。采用光纤通信是通信史上的重大变革,美、日、英、法等 20 多个国家已宣布不再建设电缆通信线路,而致力于发展光纤通信。中国光纤通信已进入实用阶段。(三)光纤通信的优缺点1、光纤通信的优点现代通信网的三大支柱是光纤通信、卫星通信和无线电通信,而其中光纤通信是主体,这是因为光纤通信本身具有许多突出的优点:① 频带宽,通信容量大。光纤可利用的带宽约为 50000GHz,1987 年投入使用的 1.7Gb/s 光纤通信系统,—对光纤能同时传输 24192 路电话,2.4Gb/s 系统,能同时传输 30000 多路电话。频带宽,对于传输各种宽频带信息具有十分重要的意义,否则,无法满足未来宽带综合业务数字网(B-ISDN)发展的需要。② 损耗低,中继距离长。目前实用石英光纤的损耗可低于0.2dB/km,比其它任何传输介质的损耗都低,若将来采用非石英系极低损耗光纤,其理论分析损耗可下降至 10-9dB/km。由于光纤的损耗低,所以能实现中继距离长,由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距离可达 200 多千米,由非石英系极低损耗光纤组成的通信系统,其最大中继距离则可达数千甚至数万...