OFweek光通訊網(wǎng)訊 1966年，在英國工作的中國人高錕與英國人霍克曼共同提出用玻璃纖維作為光傳輸介質(zhì)的科學(xué)設想。他們認為，電可以沿著(zhù)導電的金屬線(xiàn)遠距離傳輸，光也可以沿著(zhù)導光的玻璃纖維傳輸，由此產(chǎn)生了低損耗的光導纖維(簡(jiǎn)稱(chēng)光纖)的概念。當時(shí)玻璃纖維的傳輸損耗為1000dB/km，用于醫學(xué)技術(shù)的短距離直接圖像傳輸。他們認為玻璃纖維的損耗是可以減小的，如果能降到20dB/km以下，就可用于通信。許多國家開(kāi)始從事這方面研究。

　　1970年，美國康寧公司研制成功了損耗小于20dB/km(633nm)的石英單模光纖。1972年康寧又把光纖的損耗降到7dB/km。1973年貝爾實(shí)驗室發(fā)明的MCVD法制造光纖，使光纖的損耗又降到2.5dB/km。

　　1970年，美國貝爾實(shí)驗室研制成功室溫下連續振蕩的GaAlAs半導體激光器。與早期發(fā)明的紅寶石激光器和氣體激光器相比，半導體激光器體積小，耗電少，又能直接用電流調制，使用極為方便，為光纖通信找到了合適的光源。但是，初期的半導體激光器壽命很短，只有幾個(gè)小時(shí)。此后，各國不懈努力，各種實(shí)用的激光器相繼問(wèn)世。1976年日本NTT和美國麻省理工學(xué)院又研制出InGaAsP長(cháng)波長(cháng)激光器。1977年貝爾實(shí)驗室研制成功了室溫下壽命為100萬(wàn)小時(shí)的GaAlAs激光器，為光纖通信的商用化奠定了基礎。

　　1976年美國首先在亞特蘭大成功地進(jìn)行了44.736Mb/s傳輸10km的光纖通信系統現場(chǎng)試驗，使光纖通信向實(shí)用化邁出了第一步。

　　1977年美國在芝加哥兩個(gè)電話(huà)局之間開(kāi)通世界上第一個(gè)使用多模光纖商用光纖通信系統(距離7KM，波長(cháng)850nm，速率44.736Mb/s)。之后日本、德國、英國也先后建起了光纜線(xiàn)路。1979年單模光纖通信系統也進(jìn)入了現場(chǎng)試驗。以后光纖通信在全世界飛速發(fā)展起來(lái)。

　　二、光纖的技術(shù)進(jìn)步之路

　　光纖通信商用化以來(lái)，由于市場(chǎng)需求和技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)，光纖品種和特性及應用經(jīng)歷了下述三個(gè)重要發(fā)展階段。

　　1、多模光纖(第一窗口、第二窗口)

　　1972-1981年間是多模光纖研發(fā)和應用期。前期第一個(gè)使用的波長(cháng)是850nm，稱(chēng)為第一窗口。先開(kāi)發(fā)使用階躍型多模光纖。接著(zhù)開(kāi)發(fā)了A1a類(lèi)梯度多模光纖(50/125)，其衰減3.0-3.5dB/km，帶寬200-800MHz·km，數值孔徑0.20±0.02或0.23±0.02；以后又開(kāi)發(fā)使用A1b類(lèi)梯度多模光纖(62.5/125)，其衰減3.0-3.5dB/km，帶寬100-800MHz·km,數值孔徑0.275±0.015。這兩種光纖與850nm附近波長(cháng)LED(發(fā)光二極管)相配合，形成光通信系統。LED光譜寬度40nm，注入光功率5或20μW，最大比特速度5或60Mb/s。

　　70年代末到80年代初，又開(kāi)發(fā)了第二窗口(1300nm)。A1a類(lèi)光纖衰減0.8-1.5dB/km，帶寬200-1200MHz·km；A1b類(lèi)光纖衰減0.8-1.5dB/km，帶寬200-1000MHz·km。與它們相配合使用的是高輻射LED，其光譜寬度120nm，注入光功率20μW，最大比特率100Mb/s。

　　2、G.652及G.653、G.654單模光纖(第二、三窗口)

　　1982-1992年是G.652及G.653、G.654單模光纖開(kāi)始大規模應用期，打開(kāi)了光纖的第二窗口(1310nm)和第三窗口(1550nm)。1973-1977年世界各大光纖制造商開(kāi)發(fā)了各種先進(jìn)的預制棒生產(chǎn)工藝?？祵庨_(kāi)發(fā)出OVD技術(shù)；日本的NTT、住友、古河、藤倉等聯(lián)合開(kāi)發(fā)出VAD技術(shù)；朗訊改善了MCVD技術(shù)；荷蘭菲力浦開(kāi)發(fā)了PCVD技術(shù)。1982年由美國開(kāi)始，日、德等國家緊跟，世界上開(kāi)始大量建設G.652單模光纖長(cháng)途工程。單模光纖市場(chǎng)需求大增刺激了其大規模生產(chǎn)。這時(shí)康寧的OVD進(jìn)一步提高了沉積速率，VAD、MCVD、PCVD都外加套管來(lái)作為增大預制棒的措施。以后各家都照著(zhù)兩步法的混合工藝來(lái)加大預制棒。90年代法國阿爾卡特開(kāi)發(fā)了APVD技術(shù)(MCVD+等離子噴涂工藝)。各大光纖制造商制造技術(shù)的重大進(jìn)步，為常規單模光纖的廣泛應用創(chuàng )造了更好的條件。1984年開(kāi)始用第三窗口(1550nm)。1984年CCITT發(fā)布G.651和G.652標準。到1985年，G.652光纖1310nm損耗已達0.35dB/km，1550nm損耗已達0.21dB/km。

　　1985年日本、美國研發(fā)的G.653色散位移光纖商用化，其特點(diǎn)是把零色散點(diǎn)從第二窗口移到第三窗口，1550nm波長(cháng)不僅損耗最低，而且色散也最小，1988年CCITT發(fā)布G.653標準。此光纖大量用于日本的通信干線(xiàn)。90年代初，摻鉺光纖放大器(EDFA)開(kāi)始商用化促使密集波分復用(DWDM)提上議事日程。但G.653光纖在1550nm波長(cháng)處的零色散造成DWDM系統波道間的非線(xiàn)性干擾十分嚴重，因而沒(méi)在世界上推廣開(kāi)來(lái)。1995年我國建設京九光纜工程，24芯纖中用了六根G.653光纖，一直沒(méi)開(kāi)通，以后我國也沒(méi)用G.653光纖。

　　這一時(shí)期還產(chǎn)生了一種截止波長(cháng)移位的光纖，它在1550nm處不但損耗低，而且微彎損耗小，適合使用光放大器的長(cháng)途干線(xiàn)系統和海底光纜系統，CCITT1988年發(fā)布G.654標準。

　　3、光纖通信窗口全打開(kāi)，光纖特性大進(jìn)展

　　1993-2006期間光纖通信窗口擴展到4、5窗口及S波段，光纖通信窗口全打開(kāi)，新開(kāi)發(fā)四種新品種光纖，光纖特性更趨完善。

　　3.1 非零色散位移單模光纖(第三、第四窗口)

　　為抑制密集波分復用(DWDM)系統中的四波混頻(FWM)和交叉相位調制(XPM)，減小光通道間的非線(xiàn)性干擾，非零色散位移光纖(WZDSF)在1993年問(wèn)世了。先是朗訊推出真波光纖，接著(zhù)康寧推出了大有效面積LEAF光纖。這些光纖一開(kāi)始工作在第三窗口，即C波段(1530-1565nm)，1995年后擴展到第四窗口，即L波段(1565-1625nm)。1996年ITU-T制定了G.655標準。1998后在全世界得到廣泛應用。以后光纖特性逐漸提高，標準也在不斷趨向完善。

　　3.2 低水峰單模光纖G.652C(第五窗口)

　　朗訊1998年推出了全波光纖即低水峰光纖，使1383nm的水峰幾乎不存在(衰減〈0.31dB/km〉，打開(kāi)了光纖的第五窗口，即E波段(1360-1460nm)。中國1999年開(kāi)始用全波光纖做光纜，用于九江電信。2000年ITU-T制定了G.652C標準。2001年康寧做出了低水峰光纖。2002年G.652C光纖在全世界推廣開(kāi)來(lái)。從此單模光纖從1260nm至1625nm波長(cháng)范圍內，具有優(yōu)異的衰減性能。2002年5月ITU-T對于單模光纖通信系統光波段劃分為O、E、S、C、L、U。多模光纖850nm稱(chēng)為第一窗口，單模光纖O帶為第2窗口，C帶稱(chēng)第3窗口，L帶為第4窗口，E帶為第5窗口。把多模光纖和單模光纖的通信波段匯總起來(lái)可列出下表。

　　光纖的傳輸損耗和波長(cháng)關(guān)系

　　單模光纖從O→L波帶傳輸信號，U帶傳送維護信號。