1870年的一天,英國(guó)物理學(xué)家丁達(dá)爾到皇家學(xué)會(huì)的演講廳講光的全反射原理,他做了一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn):在裝滿(mǎn)水的木桶上鉆個(gè)孔,然后用燈從桶上邊把水照亮。結(jié)果使觀(guān)眾們大吃一驚。人們看到,放光的水從水桶的小孔里流了出來(lái),水流彎曲,光線(xiàn)也跟著彎曲,光居然被彎彎曲曲的水俘獲了。
人們?cè)?jīng)發(fā)現(xiàn),光能沿著從酒桶中噴出的細(xì)酒流傳輸;人們還發(fā)現(xiàn),光能順著彎曲的玻璃棒前進(jìn)。這是為什么呢?難道光線(xiàn)不再直進(jìn)了嗎?這些現(xiàn)象引起了丁達(dá)爾的注意,經(jīng)過(guò)他的研究,發(fā)現(xiàn)這是全反射的作用,即光從水中射向空氣,當(dāng)入射角大于某一角度時(shí),折射光線(xiàn)消失,全部光線(xiàn)都反射回水中。表面上看,光好像在水流中彎曲前進(jìn)。實(shí)際上,在彎曲的水流里,光仍沿直線(xiàn)傳播,只不過(guò)在內(nèi)表面上發(fā)生了多次全反射,光線(xiàn)經(jīng)過(guò)多次全反射向前傳播。
后來(lái)人們?cè)斐鲆环N透明度很高、粗細(xì)像蜘蛛絲一樣的玻璃絲──玻璃纖維,當(dāng)光線(xiàn)以合適的角度射入玻璃纖維時(shí),光就沿著彎彎曲曲的玻璃纖維前進(jìn)。由于這種纖維能夠用來(lái)傳輸光線(xiàn),所以稱(chēng)它為光導(dǎo)纖維。
微細(xì)的光纖封裝在塑料護(hù)套中,使得它能夠彎曲而不至于斷裂。光纖利用光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理達(dá)成光傳導(dǎo)。通常,光纖的一端的發(fā)射裝置使用發(fā)光二極管(light emitting diode,LED)或一束激光將光脈沖傳送至光纖,光纖的另一端的接收裝置使用光敏元件檢測(cè)脈沖。它最初出現(xiàn)在在19世紀(jì)后期,但是實(shí)際到了20世紀(jì)70年代才投入使用,因?yàn)楫?dāng)時(shí)的技術(shù)解決了傳輸長(zhǎng)距離后信號(hào)衰減的問(wèn)題。
光纖使用光傳遞信息,它們比傳統(tǒng)的電纜更優(yōu)秀的特點(diǎn)是:抗電磁干擾,保護(hù)數(shù)據(jù)安全,不導(dǎo)電,無(wú)火花、安裝方便。最重要的一點(diǎn)是,在很長(zhǎng)的距離它也能做到100兆兆比特每秒的帶寬。這在很大程度上促使了互聯(lián)網(wǎng)革命的發(fā)生。在日常生活中,由于光在光導(dǎo)纖維的傳導(dǎo)損耗比電在電線(xiàn)傳導(dǎo)的損耗低得多,光纖被用作長(zhǎng)距離的信息傳遞。
前香港中文大學(xué)校長(zhǎng)高錕和George A. Hockham首先提出光纖可以用于通訊傳輸?shù)脑O(shè)想,高錕因此獲得2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
光纖發(fā)展年表
1880-AlexandraGrahamBell發(fā)明光束通話(huà)傳輸
1960-電射及光纖之發(fā)明
1960-玻璃纖維的傳輸損耗大于1000dB/km,其他材料包括光圈波導(dǎo)、氣體透鏡波導(dǎo)、空心金屬波導(dǎo)管等
1966-七月,英藉、華裔學(xué)者高錕博士(K.C.Kao)在PIEE 雜志上發(fā)表論文《光頻率的介質(zhì)纖維表面波導(dǎo)》,從理論上分析證明了用光纖作為傳輸媒體以實(shí)現(xiàn)光通信的可能性,并預(yù)言了制造通信用的超低耗光纖的可能性
1970-美國(guó)康寧公司三名科研人員馬瑞爾、卡普隆、凱克用改進(jìn)型化學(xué)相沉積法(MCVD 法)成功研制成傳輸損耗只有20dB/km的低損耗石英光纖。
1970-美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研制出世界上第一只在室溫下連續(xù)波工作的砷化鎵鋁半導(dǎo)體激光器
1972-傳輸損耗降低至4dB/km
1973-我國(guó)郵電部武漢郵電學(xué)院開(kāi)始研究光纖通信
1974-美國(guó)貝爾研究所發(fā)明了低損耗光纖制作法――CVD法(汽相沉積法),使光纖傳輸損耗降低到1.1dB/km。
1976-美國(guó)在亞特蘭大的貝爾實(shí)驗(yàn)室地下管道開(kāi)通了世界上第一條光纖通信系統(tǒng)的試驗(yàn)線(xiàn)路。采用一條擁有144個(gè)光纖的光纜以44.736Mbps的速率傳輸信號(hào),中繼距離為10 km。采用的是多模光纖,光源用的是發(fā)光管LED,波長(zhǎng)是0.85微米的紅外光。
1976-傳輸損耗降低至0.5dB/km
1977-貝爾研究所和日本電報(bào)電話(huà)公司幾乎同時(shí)研制成功壽命達(dá)100萬(wàn)小時(shí)(實(shí)用中10年左右)的半導(dǎo)體激光器
1977-世界上第一條光纖通信系統(tǒng)在美國(guó)芝加哥市投入商用,速率為45Mb/s
1977-首次實(shí)際安裝電話(huà)光纖網(wǎng)路
1978-FORT在法國(guó)首次安裝其生產(chǎn)之光纖電
1979-趙梓森拉制出我國(guó)自主研發(fā)的第一根實(shí)用光纖,被譽(yù)為“中國(guó)光纖之父”
1979-傳輸損耗降低至0.2dB/km
1980-多模光纖通信系統(tǒng)商用化(140Mb/s),并著手單模光纖通信系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作
1982-我國(guó)郵電部重點(diǎn)科研工程“八二工程”在武漢開(kāi)通
1990-單模光纖通信系統(tǒng)進(jìn)入商用化階段(565Mb/s),并著手進(jìn)行零色散移位光纖和波分復(fù)用及相干通信的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),而且陸續(xù)制定數(shù)字同步體系(SDH)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
1990-傳輸損耗降低至0.14dB/km,已經(jīng)接近石英光纖的理論衰耗極限值0.1dB/km
1990-區(qū)域網(wǎng)絡(luò)及其他短距離傳輸應(yīng)用之光纖
1992-貝爾實(shí)驗(yàn)室與日本合作伙伴成功地試驗(yàn)了可以無(wú)錯(cuò)誤傳輸9000公里的光放大器,其最初速率為5Gbps,隨后增加到10Gbps
1993-SDH產(chǎn)品開(kāi)始商用化(622Mb/s 以下)
1995-2.5Gb/s 的SDH產(chǎn)品進(jìn)入商用化階段
1996-10Gb/s 的SDH產(chǎn)品進(jìn)入商用化階段
1997-采用波分復(fù)用技術(shù)(WDM)的20Gb/s 和40Gb/s 的SDH產(chǎn)品試驗(yàn)取得重大突破
1999-中國(guó)生產(chǎn)的8×2.5Gb/sWDM系統(tǒng)首次在青島至大連開(kāi)通,沈陽(yáng)至大連的32×2.5Gb/sWDM光纖通信系統(tǒng)開(kāi)通
2000-到屋邊光纖= 到桌邊光纖
2005-3.2Tbps超大容量的光纖通信系統(tǒng)在上海至杭州開(kāi)通
2005-FTTH(Fiber To The Home)光纖直接到家庭
文章編輯:CobiNet(寧波),本公司專(zhuān)注于電訊配件,銅纜綜合布線(xiàn)系列領(lǐng)域產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)七類(lèi),六類(lèi),超五類(lèi)屏蔽網(wǎng)線(xiàn)雙絞屏蔽線(xiàn)及相關(guān)模塊配件,歡迎來(lái)電咨詢(xún)0574 88168918;
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