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光通信技術對大家來說是十分熟悉的，如古時的烽火臺、中古歐洲的急報站、現代船艦的旗語等等，都是光通信。由于光傳播時衰減快，只能直線行進，不易反映復雜的通信內容，因此光通信技術長期停滯不前。

激光技術的出現，為光通信的發展打開了新的局面。在空間傳遞激光來進行通信（即所謂激光通信）的技術發展很快，現已用于許多短距離通信，并將用于衛星通信和星際通信。但空間傳遞的激光通信因雨霧等影響有時不能很好進行，還存在著易遭遮擋、空間傳輸難于保密等問題，因此人們聯系到有線電信利用電線、電纜傳電的經驗，于六十年代開始尋求利用某種“導體傳光而進行通信的新途徑。于是嶄新的光導纖維通信技術出現了，所謂光導纖維通信就是利用具有特殊光學性能的細絲傳光而進行通信的技術，所用的細絲叫做光導纖維。光導纖維的作用與電線電纜的作用相仿。所不同的是電線、電纜傳播的是電信號，光導纖維傳播的是光信號。因此光導纖維通信也是一種嶄新的光通信技術。這種新技術的問世很快就顯現出廣闊的前景。

光纖維通信怎樣把聲音、圖像傳到遠方？又怎么能同時傳許多聲音、圖像呢？現階段的光纖通信與電信有許多共同和類似之處。通信時，聲音或圖像進入電話機或攝像機產生相應變化的電流或電波。電波經過交換復用設備進入發信光端機，使光源發出的光產生與電波相對應的變化。經過光導纖維傳播到收信光端機，收信光端機“復制”出變化的電波，并經過復用交換設備分別進入相應的電話機或電視機，再“復制”出聲音和圖像來。在遠程通信時，中途要用中繼器將逐漸減弱的光增強一下，以免收信端收到的光太微弱。

在光端機中怎樣使光與電對應變化呢？在發信光端機中，用半導體激光器、發光管作光源，將變化的電波加于其上，其發光強度就能隨著變化；用固體激光器作光源時，也可用附加某種特殊晶體而使光相應變化。在收信光端機中，用大家熟悉的光電管就可以由光變化而產生變化的電動勢，但應是具備通信要求性能的光電管。

在空間或在一對導體上同時傳送多個聲音、圖像的電信技術，其基本方法有兩種：一種是不同通信對象的聲音或圖像，利用不同頻率的電波傳送，許多不同頻率的電波雖然同時傳送，在收信端可以根據頻率差別而分別開來，這稱頻分制另一種是把送出的電波按時間順序分成許多組，每組分別傳送不同通信對象的聲音或圖像。在收信端按時間順序就可以分別開來，這稱為時分制。現階段的光纖通信是用時分制方法，使光按時間順序分組而同時傳遞許多聲音、圖像。

光纖是什么東西？它是怎樣發揮作用的呢？光纖是用具有特殊光學性能的材料（現在一般用超純石英或特種光學玻璃）拉成很細的絲，直徑從幾微米到一百微米左右，細絲的內部構造要符合一定的光學要求。光在任何物質中傳導時都會不斷減弱，減弱的快慢取決于所通過的物質。光在通常認為透明的物質如玻璃、水晶中行進時減弱得慢些。透明度最好的光學玻璃，光在其中傳導1公里后，就要減弱到原來十的一百次方分之一（1/100）要用光纖傳光到遠方去，首先要解決這個衰弱問題。

通過研究知道，光在物質中衰減是由于被吸收和被散射逸失。不同物質的原子和分子吸收不同波長的光。通常認為透明的物質，其主要成分對某些波長的光很少吸收，但它們都還含有一些吸收光能多的雜質。光的散射逸失來源于物質內部狀態和結構的不均勻性以及原子、分子的微觀運動，而物質微觀運動帶來的光散射隨光波長的增長而減少。因此，人們就從減少傳光物質的有害雜質、改進其內部狀態和結構以及采用較長波長的光著手，研制出光在其中傳導1公里只減弱強度到百分之幾以至千分之幾的非常透明的光纖。

既然光纖非常透明，光在光纖中，特別是光纖彎曲時，就很易透逸掉。怎么辦呢？學過光學的人都知道，當光從折射率大的物質進入折射率小的物質時，如果光的入射角符合一定條件，就會在兩種物質的界面上發生“全反射”，光不進入折射率小的物質而返回折射率大的物質。利用這樣的光學規律，使光纖的表面層的折射率比芯子部分小就可以把光關閉在光纖內并沿著光纖的方向行進。

在同一物質中，不同波長的光的傳導速度不同。用三菱玻璃把日光色散為多色光就是利用這種光速差異。不同波長和不同光能分布形式的光在光纖中行進，都要產生速度差異而帶來通信上的失真。采用波長比較單一的激光，可以解決由于波長龐雜帶來的光速差異。光能分布形式不同產生的光速差異、僅靠采用激光是不能解決的。一個辦法是使光纖的直徑盡量小，譬如只幾微米，以減少光能分布形式差異，但這要增加不少具體困難。現較常用的辦法是使光纖從中心到外皮的折射率按一定規律連續變化。

眾所周知，玻璃是脆的。那么光纖一定難彎易斷不經拉羅！其實不然。玻璃絲越細越易彎而不斷。光纖具有玻璃絲的這些機械性能。而且在實際使用時，光纖外面都要包上幾層塑料，若干根外包塑料的光纖再采取一些防護和增強措施組合成有較厚包皮的光纜就可以像電線、電纜那樣使用。

光纖通信為什么會有很大的通信容量？所謂通信容量指的是：運用這種通信技術，通過同一個通信系統，可以允許多少個不同的通信活動同時進行。按頻分制通信來說，允許同時進行的通信活動越多，需要同時傳送的不同頻率電波就越多，這些不同頻率電波構成的頻率區間（稱為頻帶）就越寬。時分制通信也同樣，所以，每一種通信手段的容量決定于它能傳送的頻帶寬度。

電波的頻率，從直流、長波一直到微波，大致是0~1012赫。各種電信設備分別使用其中一小段，現用電信最高頻率約在104赫以下。光波的頻率，僅按紅外光計算，約為10赫。可見，紅外光的頻帶寬度為全部電波頻帶寬度的幾百倍。為已用全部電波頻帶的幾千倍。就理論上的潛力來說；紅外光可同時傳送幾百上千億個電話。光纖通信的容量還取決于光纖適于傳送那一段頻帶。以現在常用的0.85微米波長的一段紅外光為例，如果傳的是0.845~0.855微米，則其頻帶寬度約為4×1042赫，理論上可同時傳送幾億個電話。雖然，現階段的光纖通信受許多限制，只能利用其中很小一部分，其通信容量已是空前巨大的了。

光纖通信的優點是很突出的首先通信容量巨大其次通信保密性好。一般來說無線電信的保密要靠密碼；有線電信泄漏較大，故難陟有意竊聽。光在光纖中行進，不會泄漏出去，極難竊聽。第三，電信通信以及運用電子技術的自動化系統，都有一個防止互相干擾的問題。光纖通信傳送的是光，它不受任何電的干擾；光纖中的光不會泄漏，因而也就不會互相干擾。第四，光纖通信無需有色金屬作導體，能節約大量有色金屬，同時建設費用省，施工方便。光纖的材料耗用量很小公斤材料可制出幾百公里或更長的光纖，用的是氧、硅等豐富易得的原料，許多光纖組成的光纜也不過鋼筆粗細，每公里僅重幾公斤到幾十公斤，輕軟可彎，易于運輸和敷設。

光纖通信的劃時代，也許將以擺脫電信設備容量限制的程度為標志。不難設想，在解決光頻分等理論和技術后，某些電信設備雖然還必須在系統中使用，但它們對光纖通信容量的限制就少了或不再存在了。再進一步，在光放大光調制和聲-光轉換等理論和技術解決后，電信設備將從通信系統中消失，電只是作為能源而使用。那時的通信將變成打“光話”、發“光報”、看“光視”…出現一個完整意義的“光通信”時代。
（責任編輯：fqj）