光纤通信系统的发展历史和主要组件
光纤通信系统是一种利用光纤作为传输介质,将信息以光信号的形式进行编码、发送和接收的通信系统。光纤通信系统具有传输速率高、容量大、损耗小、抗干扰性强等优点,是现代信息技术的重要支撑。
光纤通信系统的发展可以分为四个阶段:
1.第一阶段(1960-1970年):光纤通信系统的诞生和初步实验。1960年,美国科学家梅曼发明了第一台激光器,为光纤通信提供了光源。1966年,英国科学家凯奥和霍克姆提出了利用全内反射原理制造低损耗光纤的方法。1970年,美国贝尔实验室成功制造出了第一根低损耗(20分贝/千米)的多模光纤,并进行了第一次实验性的光纤通信。
2.第二阶段(1970-1980年):光纤通信系统的技术突破和商业化应用。1974年,日本科学家中村敏夫发明了半导体激光器,为光纤通信提供了高效率、低成本、可调谐的光源。1976年,美国科学家戴维森和汉密尔顿发明了单模光纤,使得光纤通信的带宽大大提高。1977年,美国、英国和日本分别建立了第一条商业化的光纤通信线路。
3.第三阶段(1980-1990年):光纤通信系统的网络化和集成化。1980年,美国科学家麦西发明了电子放大器,为光纤通信提供了高增益、低噪声、宽带宽的放大器。1984年,日本科学家中村敏夫等人发明了半导体激光器阵列,为光纤通信提供了多波长、高密度、高速率的光源。1988年,美国科学家德斯蒙德等人发明了可控硅开关阵列,为光纤通信提供了高速、高容量、可编程的交换器。这些技术的出现使得光纤通信系统能够实现网络化和集成化,形成了多层次、多功能、多服务的复杂网络结构。
4.第四阶段(1990年至今):光纤通信系统的智能化和全球化。1990年,法国科学家布里温等人发明了掺铒光纤放大器(EDFA),为光纤通信提供了无需电子转换、无需调谐、无需再生、低成本、高效率的放大器。1995年,美国科学家韦尔奇等人发明了光纤溶子(OFS),为光纤通信提供了无需电子转换、无需调谐、无需再生、低成本、高效率的光开关。这些技术的出现使得光纤通信系统能够实现智能化和全球化,形成了跨越大洲、连接海底、覆盖地球的全球信息网络。
光纤通信系统由三部分组成:
1.光源:是光纤通信系统的发射端,负责将电信号转换为光信号,并将光信号注入光纤中。常用的光源有半导体激光器和半导体发光二极管。
2.光纤:是光纤通信系统的传输介质,负责将光信号从发射端传输到接收端。常用的光纤有单模光纤和多模光纤。
3.光探测器:是光纤通信系统的接收端,负责将光信号转换为电信号,并进行放大、滤波、再生等处理。常用的光探测器有半导体光电二极管和雪崩光电二极管。