光纤通信

1960 年，在世界上出现了一种新颖的光源——激光器，激光器可以产生一束很强的、几乎完全聚焦的单色光的波束。1966 年，美藉华人高锟首先提出了光纤通信的理论，指出可以制成高纯度的玻璃纤维，作为光的良导体。 1970 年，美国康宁玻璃公司第一次试验出了真正适用的玻璃纤维，每公

里的传输损耗为 20 分贝。到了 1974 年，由于光纤质量的进一步提高，光能在传输过程中的损耗，只有原来的二十分之一，这就使直接通信的距离达到20 公里以上。改善光纤品质，降低传输损耗，成为各国科学工作者共同努力的目标！

激光的方向性强、频率高、光波的频带宽，因此光纤通信比一般的通信方式能提供更多的通信通路，满足人们对大容量通信系统日益强烈的迫切需要。

1977 年，美国电报电话公司贝尔实验室在芝加哥市建立了一条光纤市话中继线路，从此光纤应用走出实验室，投入实际使用。

通信材料的新秀——光纤

光纤一般由两层组成，里面一层称为内芯，直径一般为几十微米或几微米，比一根头发丝还要细；外面一层称为包层。为了保护光纤，包层外还往往覆盖一层塑料。

光纤内芯的折射率通常大大高于包层，光在内芯通行无阻，而由于包层光的反射作用，能使光束集中，因此光纤无论怎样弯曲，在其中通过的光线所受到的影响都非常微小。

与电缆通信相比，光纤通信有许多优点：传输的信息量大、传送距离远、

体积小、重量轻、绝缘性能好、机械强度高、保密性强、成本低。它不受无线电频率的干扰，它可以在同一条通路上进行双向传输。但光纤的最大特点是传输信息的容量非常大。按理论推算，一根光纤在一秒钟内能够传输 2.5

×10¹² 比特的信息，美国国会图书馆所藏书刊拥有的信息量超过 500×10¹²

比特，如果按 500×10¹² 比特来计算，这座世界著名的图书馆的全部信息，

用一根光纤只要花 200 秒钟的时间能全部传送完毕。但实际上光纤通信容量通常受到端机速率的限制，远远达不到理论的数字。

光纤通信将无处不在

漫长的激光通信线路将把世界各大洲的各种通信设备连在一起。传送模拟信号力不从心的光纤却能快速传送数字信号。光纤已成为数字通信网中理想的传输介质，在今后长时期内，光缆将成为世界通信网的骨干。在局域网和用户网领域，光纤将成为与数据库以及与干线——支路连接的宽带通道与入口。

1983 年美国电报电话公司率先建成了从纽约到波士顿的全长为 6000 公里的长途光纤通信干线。

光纤通信不仅可在陆地上使用，而且广泛使用在海洋。全长为 2200 公里

的澳大利亚至新西兰的海底光缆，已于 1992 年 3 月投入使用。这条光缆能同时供九万路电话通话或进行可视电话、彩色传真、高清晰度电视、宽带数字通信和高速信息传输。

1992 年 4 月，我国第一条同时容纳光、电两套传输系统的胶济铁路济南至淄博综合光缆通信工程正式投入使用。这种综合通信系统的优点是功能多、投资省、施工周期短、便于维护、对加速铁路专用通信网的建设有重要意义。

光纤的应用有着无限广阔的前景，让我们看一看，人们实际上已经怎样在使用光纤，应用远不止我们上面所提到的。

在位于美国科罗拉多州的北美防空指挥中心，光缆联接着许多计算机，正在处理来自全球的许许多多雷达站的数据。使用光缆可以不受核辐射影响和外界的干扰，适用于战地电话通信系统；在飞机、潜艇或船舰里，也用来传送控制指令或监测信号。

医生把一根很细的软管放在病人的喉咙里，病人把它慢慢地咽下去，神智清醒，而态度又那么悠闲，这时候，装在软管中的一束光纤，已经顺利地进入食道，通过探针，光照射在食道内壁的组织上，医生就通过这条特殊的光路，窥视这条咽喉要道，仔细地检查癌组织的存在。尽管这些癌组织非常细小，有时只呈现出可疑色彩的斑点，这些仅用 X 光是不能发现的，而使用光纤却有可能检查出来。

另外，有一种用几百万根光纤制作的玻璃板，能够将微弱的星光增强几十万倍，可以用作夜间观察的望远镜。夜晚，救火会的直升飞机驾驶员，戴上这种供夜间观察用的薄玻璃板眼镜，在夜空中巡视，有效地监察着可能发生的火警。人们利用这种原理，发明了一种眼镜，可供网膜炎色素患者使用。