光纤通信使用波长(波段)历史简述

光纤通信简史发布时间:2007-1-13 11:44:46 被阅览数:520 次来源: 立孚光缆集团公司光纤通信技术是近30年迅猛发展起来的高新技术。

它的诞生和发展，给世界通信技术带来了划时代的革命。

光纤通信是以微光作为信息载体，以光纤作为传输媒介的通信方式。

由于光纤的传光性能优异，传输带宽极大，因此，在当今的通信方式中已形成了一个以光纤通信为主，微波通讯为辅的格局。

1966年，美籍华人高锟和George.A.Hockham根据介质波导师理论共同提出了光纤通信的概念。

1970年，美国康宁公司的Manver等人首次研制出阶跃折射率多模光纤，其在波长为630nm处的衰减系数小于20dB/km，同年美国贝尔实验室的Hayashi等人研制出室温下连续工作的GaA1As双异质结论入式凝光器。

正是光纤和微光器这两个科研成果的同时问世，拉开了光纤通信的序幕。

1972年，随着光纤制备工艺中的原材料提纯，制棒和检验技术水平的不断提高，进而将梯度折射率多模光纤的衰减系数降至4dB/km。

1976年，在进一步设法降低玻璃中的OH含量时发现光纤的衰减在长波长区有：1.31nm和1.55nm 两个窗口。

1980年，原料提纯和光纤制备工艺得到不断完善，从而加快了光纤的传输窗口由0.85um 至1.31u m、1.55um的进程。

特别是制出了低衰减光纤，其在1.55um的衰减系数为0.20dB/km已接近理论值。

与此同时，为促进光纤通信系统的实用化，人们又及时地开发出适用于长波长的光源：微光器、发光、光检测器。

应运而生的光纤光缆、光无源器件和性能测试及工程专用仪表等技术的日趋成熟，都为光纤光缆作为新的通信传输媒介奠定了良好的基础。

1976年，美国西屋电信公司在亚特兰大成功地进行了世界上第一个44.736Mbit/S传输110km的光纤通信系统的理论试验，使光纤通信向实用化迈出第一步。

1981年以后，世界各发达国家光纤通信技术大规模地商用。

（通信企业管理）通信用光纤的发展历史1通信用光纤的发展历史自从20世纪70年代光纤衰减降到实用化水平以来，光纤从多模光纤开始，其工作波长随着激光器技术的发展从0.85μm波长发展到衰减更低带宽更宽的1.3μm波长。

这种光纤被当时的CCITT（现（ITU-T）列为G.651光纤。

20世纪80年代初，单模光纤开始实用，且零色散波长设计于1.31μm。

这种光纤被CCITT列为G.652单模光纤（S MF）。

20世纪90年代初，1.55μm的激光器进入商用，这壹波长上的光纤衰减最低，而且波长窗口较宽，对波分复用的应用较为有利。

可是，G.652光纤于该波长下约+17 ps/（nm·km）的色散，对应用有较大的限制。

采用零色散位于1550nm的色散位移光纤（DSF）是较早的壹个解决方法，此种光纤被CCITT列为G.653光纤。

这种光纤主要用于海底光缆系统，它把单壹波长传送几千km。

有些国家也壹度广泛地用于陆上干线中。

随着光纤放大器和波分复用技术的迅速发展，人们发现DSF于1550nm附近的零色散会由于光纤的非线性效应而影响信号的传输。

为了克服色散位移光纤的非线性效应，出现了非零色散位移光纤（NZ-DSF）。

这种光纤于1550nm波长上有壹定范围的小色散。

色散的下限保证足以抑制四波混频，色散的上限保证允许10Gb/s的单通道能传输250km之上，而无需色散补偿。

这些NZ-DS F于1996年被ITU-T列为G.655光纤。

这些初期的NZ-DSF于不同场合应用后发现，单壹规格的NZ-DSF难以满足各种不同的使用场合，于是各个光纤制造厂相继开发了具有不同色散性能的NZ-DSF。

其中色散范围已越出G.655建议书的规定，工作波长也超出了G.655建议书的范围，达到1600nm之上。

为此，ITU-T于2000年4月的1997年～2000年研究期末期会议上把G.655类光纤分为G.655A和G.655B俩个子类。

什么是光？麦克斯韦1865年发表电磁场理论电磁波谱发送信号的载波频率越高(波长越短)，可以传送信息的速率就越快。

在电磁波谱中，光波范围包括红外线、可见光、紫外线，其波长范围为：300 μm ~ 6×10−3μm 。

目前使用的光载波频率~200 Tz通信用光波范围最早的光通信手势、肢体语言、信号灯、旗语、烽火台公元前11世纪，西周王朝，烽火戏诸侯——用“狼烟”作为信号光通信的历史第一个光电话系统：现代光通信的开端1880年贝尔发明了第一个光电话系统，通话距离213米弧光灯的恒定光束投射在话筒的音膜上，随声音的振动而得到强弱变化的反射光束，这个过程就是调制。

但是，普通光源强度和纯度都成为制约光通信发展的因素。

--没有好光源!大气光通信激光器的发明和应用，光通信进入一个崭新的阶段，它具有亮度高、谱线窄、方向性好由于大气通信受气象条件影响，通信不稳定--没有好信道!频率为100太赫兹的红宝石激光器[美国梅曼(Maiman)，1960]地下光通信没有找到稳定可靠和低损耗的传输介质对光通信的研究走入了低潮1870年，英国物理学家丁达尔太阳光随着水流发生弯曲n水>n空气，光发生全反射光纤的雏形1953年，英国伦敦学院卡帕尼博士首次将丁达尔的观察用于实际，发明了用极细的玻璃制作的光导纤维：芯层+包层。

芯层的折射率大于包层，光在其中做全反射。

1960年左右，最好的光纤损耗也在1000分贝/公里(dB/km)。

由于损耗很大，它最初只被用于医疗。

现代光纤通信1966于光频的光纤表面波导》奠定了现代光通信的基础。

高锟被尊为光纤之父。

工作地点：英国标准电信研究所研究对象：光在石英玻璃纤维中的严重损耗问题损耗原因：1)玻璃纤维中含有过量的铬、铜、铁与锰等金属离子和其他杂质；2)拉制光纤工艺造成芯、包层分界面不均匀及其所引起的折射率不均匀新的发现：一些玻璃纤维在红外光区的损耗较小低损耗光纤的研制年，美国贝尔实验室、日本电气公司(NEC)研制成功室温下连续振荡的镓铝砷(GaAlAs)。

信息科学前沿讲座——浅谈光纤通信技术的发展一、光纤通信的发展历程1966年英籍华人高馄发表了论文——《光频率介质纤维表面波导》，提出能够用石英制作光导纤维，其损耗可以控制在20 dB/km的范围内，可实现大容量的光纤通信。

当时，世界上只有英国的标准电信实验室（STL）、美国的康宁（Corning）玻璃公司，美国贝尔（Bell）实验室等几个少数机构的领导相信该理论的可实施性。

1970年，康宁公司研制出损失低达20dB/km，长约30 m的石英光纤（据说花费了3000千万美元）。

1976年，贝尔实验室建立了一条从华盛顿到亚特兰大实验线路，传输速率仅45Mb/s，只能传输数百路电话，此时若使用同一级别的同轴电缆，可传输1800路电话。

当时尚无适用于光纤通信的激光器，只能使用发光二极管（LED）做光纤通信的光源，这便是导致光纤传输速率低于同轴电缆的原因。

1984年左右，适用于光纤通信的半导体激光器研制成功，使得光纤通信的数据传输速率达到144 Mb/s，可同时传输1920路电话。

到了1992年，一根光纤的数据传输速率达到了2.5Gb/s，相当3万余路电话。

1996年，各种波长的激光器相继研制成功，这使得光纤通信可实现多波长多通道的数据传输，即所谓“波分复用（CWDM）”技术，也就是在1根光纤内，传输多个不同波长的光信号，于是光纤通信的传输容量倍增。

在2000年的时候，利用WDM技术，一根光纤的传输速率已经能够达到640 Gb/s。

在提出光纤通信理论之后的几十年里，高锟的理论成为了现实，光纤通信得到了飞速的发展。

2010年，高馄因在光纤通信领域做出的巨大贡献获得了诺贝尔奖。

有人对高馄1976年发明了光纤，而2010年才获得诺贝尔奖有很大的疑问。

事实上，从以上光纤发展史可以看出，尽管光纤的容量很大，没有高速度的激光器和微电子仍不能发挥光纤超大容量的作用。

现在，电子器件的传输速率只能达到Gb/s量级，而各种波长的高速激光器的出现使光纤的传输速率已经达到了Tb/s量级(C1 Tb/s=1000 Gb/s)，人们认识到了——光纤的发明引发了通信技术的一场革命!二、我国光纤通信的发展历程我国于20世纪70年代初就开始了光纤通信的基础研究。

我国光纤光缆发展历史光纤通信的起步光纤通信是一种以激光为光源，以光纤为传输介质的现代信息传输技术。

即先将待传输的语言、图像、数据等信号转换成光信号，再通过光纤传输，在光纤的另一端进行光电转换。

激光是一种谱线窄、方向性好、频率和相位一致的相干光。

011966年，高锟和英国人霍克曼共同提出用玻璃纤维作为光传输介质。

低损耗光纤(简称光纤)的概念应运而生。

021970年，美国康宁公司研制成功了损耗小于20dB/km（633nm）的石英单模光纤。

该光纤直径只有人的头发丝那么细，且柔软可挠；1972年，康宁又把光纤的损耗降到7dB/km。

031973年，贝尔实验室发明MCVD法制造光纤，使光纤的损耗又降到2.5dB/km。

041976年，美国首先在亚特兰大成功地进行了44.736Mb/s传输10km的光纤通信系统现场试验，使光纤通信向实用化迈出了第一步。

051977年，美国在芝加哥两个电话局之间开通世界上第一个使用多模光纤商用光纤通信系统（距离7km，波长850nm，速率44.736Mb/s）。

之后日本、德国、英国也先后建起了光缆线路。

061979年，单模光纤通信系统进入外场测试。

之后，光纤通信在世界范围内迅速发展。

中国光纤光缆行业发展历程我国光纤光缆事业的发展主要经历了下述四个阶段：启动阶段（1978～1982）、开始实用化与产业化（1983－1987）、干线大建设与产业跟进阶段（1988～1998）、成为世界制造大国（1999－至今）1启动阶段1978年，全国科学大会召开，光纤通信被列为优先发展的几项新技术之一。

年，邮电部、上海市、电子工业部相继成立了光纤通信战役领导小组。

在这一阶段，上海硅酸盐所GeO2-P2O5-SiO2系梯度型多模光纤研制成功；上海科大、上海石英玻璃厂研制出单模光纤；武汉邮科院研制出多模光纤。

此外，上海、北京、天津、武汉等城市相继建设了电话干线光缆试验段。

2开始实用化与产业化1983年，武汉市话中继光缆系统（13.5km、0.85μm、多模3.5dB/km、8Mb/s）正式投入电话网使用，标志着中国光纤通信走向实用化阶段，1985年该系统扩容到34Mb/s。

光通信波长一、介绍光通信波长光通信是一种利用光作为信息传输媒介的通信方式，具有高速率、大带宽、低损耗等优点。

而光通信波长则是指在光通信中所使用的波长范围，通常为850nm至1550nm。

其中，850nm至1300nm属于近红外波段，适用于短距离传输；而1310nm至1550nm属于远红外波段，适用于长距离传输。

二、光通信波长的应用1. 光纤通信在光纤通信中，1310nm和1550nm是最常用的两个波长。

其中，1310nm适合在单模光纤中进行传输，而1550nm则更适合在多模光纤中进行传输。

2. 光放大器在光放大器中，掺铒光纤放大器（EDFA）和掺铒光纤拉曼放大器（ERFA）都是使用1550nm的波长进行工作。

此外，在掺镱或掺钕的激光器中也会使用1064nm或1319 nm的波长。

3. 激光雷达激光雷达主要使用了905 nm和1550 nm这两个波长。

其中，905nm的波长适用于短距离的测量，而1550 nm则适用于长距离和高精度的测量。

4. 生物医学在生物医学领域中，主要使用了两个波长：780 nm和1064 nm。

其中，780 nm的波长适用于皮肤表层的测量，而1064 nm则适用于深层组织的测量。

三、光通信波长选择的因素1. 光纤特性不同类型的光纤具有不同的色散特性和损耗特性，因此需要选择合适的波长以最大限度地减少信号衰减和色散。

2. 传输距离不同波长在传输过程中会受到不同程度的衰减和色散影响。

因此，在选择光通信波长时需要考虑传输距离以及所需带宽等因素。

3. 其他因素除了以上两个因素外，还需要考虑其他因素如设备成本、技术成熟度、兼容性等。

四、未来发展趋势1. 高速率化趋势随着互联网应用日益普及，对带宽需求也呈现出快速增长的趋势。

因此，未来光通信波长的发展方向将会更加注重提高传输速率和带宽。

2. 多波长技术多波长技术是指同时使用多个不同波长进行数据传输的技术，可以提高传输带宽并减少信号衰减和色散影响。

光纤波长区域代号
在光通信中，常用的光纤波长区域代号如下：
- O band：原始波段，波长范围为1260nm—1360nm。

该波段是历史上用于光通信的第一个波长波段，信号失真（由于色散）最小。

- E band：扩展波长波段，波长范围为1360nm—1460nm。

该波段主要用做O波段的扩展，但应用很少，主要是由于许多现有光缆在E波段都显示出高衰减，并且制造过程非常耗能，因此在光通信的使用受到限制。

- S band：短波波段，波长范围为1460nm—1530nm。

该波段的光纤损耗比O波段的损耗低，常作为许多PON（无源光网络）系统使用。

- C band：常规波段，波长范围从1530nm到1565nm。

该波段光纤的损耗最低，在长距离传输系统中占有优势，通常应用在与WDM结合的许多城域、长途、超长途和海底光传输系统中。

随着DWDM（密集波分复用）技术的出现，C波段的使用得到了扩展。

- L band：长波长波段，波长范围为1565nm-1625nm。

这是第二低损耗的波长波段，常常在C波段不足以满足带宽需求时被使用。

随着EDFA（掺铒光纤放大器）的广泛使用，DWDM 系统向上扩展到了L波段，最初常被用于扩展地面DWDM光网络的容量。

现在，它已被引入海底电缆运营商，以扩展海底电缆的总容量。

- U band：超长波长波段，波长范围是1625nm-1675nm，主要用于网络监控应用。

光纤通信发展史
20世纪60年代末期，人们开始研究用光纤作为通信介质来传输信息。

1970年，美国贝尔实验室的艾伦和斯科特实验室的亚历山大等人，宣布成功地制成第一根单模光纤。

1974年，一个由英国、美国和加拿大联合组成的团队，成功地利用单模光纤传输10Mb/s的信息。

1977年，美国MCI公司在一条长达6公里的单模光纤上进行了10Mb/s的试验，在距离的远、带宽的宽和可靠性的高三方面都显示了优于电缆的特点。

这标志着光纤通信技术迈出了实用化的第一步。

在1980年代初，光纤通信技术得到广泛应用。

西门子公司率先建成了世界上第一条光纤通信网，它连接了两个工厂，长达15公里，传输速率为140Mb/s。

1984年，AT&T公司达到了250Mb/s的传输速度，成功地利用光纤通信技术连接了纽约和华盛顿特区。

1988年，美国建立了国家超级光纤网络，用于连接国家的高于地面的电子网络，为军方应用预留，并向公共机构提供广泛的信息服务。

1992年，第一条DWDM(密集波分复用)光纤通道正式启用，DWDM技术使光纤传输容量大大增强，从而更为实用和广泛地应用于各种信息网络。

2000年，全球光纤总长度已达遥远的2000公里，每年增长量达数千公里，随着光纤通信技术的不断革新和更新，光纤通信将会更加普及和实用。