光通信原理與技術(shù)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院通信教研室主講人：蔣少華應(yīng)用需求三重播放業(yè)務(wù)的驅(qū)動(dòng)(3Play:數(shù)據(jù)＋I(xiàn)P視頻＋寬帶語(yǔ)音):帶寬需求大量增長(zhǎng)支持單播業(yè)務(wù)和組播業(yè)務(wù)的高效率傳送支持接入技術(shù)的不斷演進(jìn)

(例如：ATM轉(zhuǎn)向Ethernet)對(duì)語(yǔ)音和視頻業(yè)務(wù)提供高可靠性的傳送保障商業(yè)用戶業(yè)務(wù)的演進(jìn)：IP-VPN,以太網(wǎng)VPNs,存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)SAN高帶寬的業(yè)務(wù)需求提供網(wǎng)絡(luò)高可用性和高安全性業(yè)務(wù)的快速提供和端到端管理及故障定位固定/移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的融合:公共的網(wǎng)絡(luò)匯聚層

(在網(wǎng)絡(luò)L2/L1/L0提供業(yè)務(wù)疏導(dǎo))支持接入技術(shù)的不斷演進(jìn)(e.g.,TDMtoEthernetforWiMAX)減少獨(dú)立的骨干網(wǎng)絡(luò)數(shù)量，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)維護(hù)成本卓越的多層業(yè)務(wù)OAM，提供高可用性和可恢復(fù)的網(wǎng)絡(luò)支持網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量增長(zhǎng)6xGrowthinTraffic

TriplePlay成為推動(dòng)光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)高速增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿?0042008Source:AlcatelStudy20056x50%10%3%7%24%6%25%4%27%11%31%2%專線業(yè)務(wù)

(EnterpriseDIA,

Retail,Wholesale)語(yǔ)音業(yè)務(wù)(固定+移動(dòng)）視頻業(yè)務(wù)中小企業(yè)的寬帶Internet接入普通住宅用戶的寬帶Internet接入數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)

(ATM/FR,L2-VPN,

L3-VPN)目前的疊加的城域傳送網(wǎng)匯聚Aggregate接入/Access邊緣Edge/核心Core城域傳送MetroTransmission核心傳送CoreNetworkTransmissionFEWirelessIP/MPLS業(yè)務(wù)路由器ServiceRouter3G核心網(wǎng)3GCoreNetwork傳送節(jié)點(diǎn)Node-BWiMAXE1語(yǔ)音/VoiceSTM/OCIP-DSLAMNxGEFTTxGEDSL視頻/Video數(shù)據(jù)/DataGEE1RNCSGSNGGSN傳送節(jié)點(diǎn)TransmissionNodeSDH環(huán)SDH以太網(wǎng)交換機(jī)EthernetSwitch端局COSDH/環(huán)SDHRingSDH/MSTPSDHBRASSDHRing教學(xué)目的理解和掌握光纖通信系統(tǒng)的基本原理與基礎(chǔ)知識(shí)；概括地了解光纖通信的最新發(fā)展、成果及前沿研究；為進(jìn)一步深造及從事相關(guān)領(lǐng)域的研究奠定基礎(chǔ)。

教材：李玉權(quán)等編著“光通信原理與技術(shù)”，科學(xué)出版社，2006年6月參考書：《光纖通信技術(shù)》，孫學(xué)康編著，人民郵電出版社，2008年5月《光纖通信》，原榮編著，電子工業(yè)出版社，2006年9月《光纖通信原理》，袁國(guó)良，清華大學(xué)出版社，2004年8月教材及參考書課程內(nèi)容及安排概論(2)光纖傳輸原理(12)光纖傳輸特性(6)光通信器件-光源(2)無(wú)源器件、光放大器(10)光纖通信系統(tǒng)(6)

——光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)、光檢測(cè)器光纖通信系統(tǒng)(4)

——數(shù)字傳輸系統(tǒng)、模擬傳輸系統(tǒng)光纖通信網(wǎng)絡(luò)（8）

——SDH、WDM、ASON期末復(fù)習(xí)答疑（4）第一章概述1.1光纖通信的發(fā)展與現(xiàn)狀1.2光纖通信的主要特性1.3光纖通信系統(tǒng)的組成和分類1.1光纖通信的發(fā)展與現(xiàn)狀1.1.1什么是光纖通信？傳輸媒介光纖通信：利用光纖光纜傳輸光波信號(hào)的通信方式。優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格便宜，線路損耗低、頻帶寬。是現(xiàn)代通信網(wǎng)的骨干。無(wú)線通信：微波、衛(wèi)星……有線通信:銅線電纜、光纖光纜通信系統(tǒng)：將信息從一處傳到另一處的全部技術(shù)設(shè)備和信道（傳輸媒介）的總和。電磁波——交變的電場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，交變的磁場(chǎng)又會(huì)激起交變的電場(chǎng)，這種電場(chǎng)、磁場(chǎng)無(wú)限地交變產(chǎn)生，合稱電磁場(chǎng)。這種交變的電磁場(chǎng)會(huì)在空間以波的形式由近及遠(yuǎn)地傳播開去，這就是電磁波?！庖彩请姶挪?.1.2電磁波麥克斯韋1865年發(fā)表電磁場(chǎng)理論赫茲1888年實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波存在電磁頻譜：電磁波的波長(zhǎng)范圍發(fā)送信號(hào)的頻率越高（波長(zhǎng)越短），可載送的信息量就越多光波是電磁波，光波范圍包括紅外線、可見光、紫外線，其波長(zhǎng)范圍為：300μm～6×10?3μm。光纖通信的光波波譜光纖通信的波譜在1.67×1014Hz～3.75×1014Hz之間，即波長(zhǎng)在0.8μm～1.8μm之間，屬于紅外波段，將0.8μm～0.9μm稱為短波長(zhǎng)，1.0μm～1.8μm稱為長(zhǎng)波長(zhǎng)，2.0μm以上稱為超長(zhǎng)波長(zhǎng)。

表1-1 各種單位的換算公式c＝3×108m/s1MHz（兆赫）＝106Hzλ＝c/f1GHz（吉赫）＝109Hz1μm（微米）＝10?6m1THz（太赫）＝1012Hz1nm（納米）＝10?9m1PHz（拍赫）＝1015Hz1?（埃）＝10?10m1.1.3早期的光通信公元前11世紀(jì)，西周王朝，烽火臺(tái)白天點(diǎn)狼糞，晚上燃柴火——“狼煙四起”圖1.1貝爾電話系統(tǒng)

在這里，將弧光燈的恒定光束投射在話筒的音膜上，隨聲音的振動(dòng)而得到強(qiáng)弱變化的反射光束，這個(gè)過(guò)程就是調(diào)制。到了1880年，貝爾發(fā)明了第一個(gè)光電話，這一大膽的嘗試，可以說(shuō)是現(xiàn)代光通信的開端。激光器的發(fā)明和應(yīng)用，使沉睡了80年的光通信進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段，它具有亮度高、譜線窄、方向性好，但通信不穩(wěn)定。1960年，大氣光波通信圖1.2紅寶石激光器[美國(guó)梅曼(Maiman)，1960]光波地下傳輸在大氣光通信受阻之后，人們將研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)入到地下光波通信的實(shí)驗(yàn)，先后出現(xiàn)過(guò)反射波導(dǎo)和透鏡波導(dǎo)等地下通信的實(shí)驗(yàn)。圖1.3反射波導(dǎo)和透鏡波導(dǎo)

——紅寶石激光器、貝爾光電話和烽火報(bào)警一樣，都是利用大氣作為光通道，光波傳播易受氣候的影響，在大霧天氣，它的可見度距離很短，遇到下雨下雪天也有影響。

——反射波導(dǎo)和透鏡波導(dǎo)造價(jià)昂貴，調(diào)整、維護(hù)困難。

由于沒有找到穩(wěn)定可靠和低損耗的傳輸介質(zhì)，對(duì)光通信的研究曾一度走入了低潮。1.1.4現(xiàn)代光纖通信1960年左右，最好的光纖損耗也在1000分貝/公里(dB/km)。由于，損耗很大，它最初被用于醫(yī)療，如內(nèi)窺鏡。1953年，英國(guó)倫敦學(xué)院卡帕尼博士首次發(fā)明了用極細(xì)的玻璃制作的光導(dǎo)纖維：芯層+包層。芯層的折射率大于包層，光在其中做全反射。

高錕(K.C.Kao)博士深入研究了光在石英玻璃纖維中的嚴(yán)重?fù)p耗問題，發(fā)現(xiàn)這種玻璃纖維引起光損耗的主要原因是其中含有過(guò)量的鉻、銅、鐵與錳等金屬離子和其他雜質(zhì)，其次是拉制光纖時(shí)工藝技術(shù)造成了芯、包層分界面不均勻及其所引起的折射率不均勻，他還發(fā)現(xiàn)一些玻璃纖維在紅外光區(qū)的損耗較小。光纖之父：英籍華人高錕(K.C.Kao)博士工作地點(diǎn)：英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)電信研究所1966年，高錕(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)發(fā)表了關(guān)于傳輸介質(zhì)新概念的論文《用于光頻的光纖表面波導(dǎo)》,指明通過(guò)“原材料的提純制造出適合于長(zhǎng)距離通信使用的低損耗光纖”這一發(fā)展方向,奠定了現(xiàn)代光通信——光纖通信的基礎(chǔ)。高錕（左）1998年在英國(guó)接受IEE授予的獎(jiǎng)?wù)?970年起，光纖研制取得了重大突破1970年，美國(guó)康寧(Corning)公司研制成功損耗20dB/km的石英光纖。1972年，康寧公司高純石英多模光纖損耗降低到4dB/km。1973年，美國(guó)貝爾(Bell)實(shí)驗(yàn)室的光纖損耗降低到2.5dB/km。1974年降低到1.1dB/km。1976年，日本電報(bào)電話(NTT)公司將光纖損耗降低到0.47dB/km(波長(zhǎng)1.2μm)。目前，波長(zhǎng)為1.55μm的光纖損耗<0.2dB/km，已接近了光纖最低損耗的理論極限。1970年，光纖通信用光源取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展

1970年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室、日本電氣公司(NEC)和前蘇聯(lián)先后，研制成功室溫下連續(xù)振蕩的鎵鋁砷(GaAlAs)雙異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器(短波長(zhǎng))。雖然壽命只有幾個(gè)小時(shí)，但它為半導(dǎo)體激光器的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。1973年，半導(dǎo)體激光器壽命達(dá)到7000小時(shí)。1976年，日本電報(bào)電話公司研制成功發(fā)射波長(zhǎng)為1.3μm的銦鎵砷磷(InGaAsP)激光器。1977年，貝爾實(shí)驗(yàn)室研制的半導(dǎo)體激光器壽命達(dá)到10萬(wàn)小時(shí)。1979年美國(guó)電報(bào)電話(AT&T)公司和日本電報(bào)電話公司研制成功發(fā)射波長(zhǎng)為1.55μm的連續(xù)振蕩半導(dǎo)體激光器。由于光纖和半導(dǎo)體激光器的技術(shù)進(jìn)步，使1970年成為光纖通信發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。實(shí)用光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展1976年，美國(guó)在亞特蘭大(Atlanta)進(jìn)行了世界上第一個(gè)實(shí)用光纖通信系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。1980年，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化FT-3光纖通信系統(tǒng)投入商業(yè)應(yīng)用。1976年和1978年，日本先后進(jìn)行了速率為34Mb/s的突變型多模光纖通信系統(tǒng)，以及速率為100Mb/s的漸變型多模光纖通信系統(tǒng)的試驗(yàn)。1983年敷設(shè)了縱貫日本南北的光纜長(zhǎng)途干線。1988年由美、日、英、法發(fā)起的第一條橫跨大西洋TAT-8海底光纜通信系統(tǒng)建成。1989年第一條橫跨太平洋TPC-3/HAW-4海底光纜通信系統(tǒng)建成。從此，海底光纜通信系統(tǒng)的建設(shè)得到了全面展開，促進(jìn)了全球通信網(wǎng)的發(fā)展。當(dāng)今世界范圍的光纖通信系統(tǒng)海底光纜及洲際通信網(wǎng)第一代：從基礎(chǔ)研究到商業(yè)應(yīng)用的開發(fā)時(shí)期(1966~1979)激光器(GaAs)波長(zhǎng)0.8μm，多模光纖，最大中繼距離10km(當(dāng)時(shí)的同軸電纜系統(tǒng)中繼距離為1km)，比特率在10~100Mb/s。多模色散和損耗是限制中繼距離的關(guān)鍵。1.1.5光纖通信的四個(gè)發(fā)展階段第二代：提高傳輸速率和增加傳輸距離為研究目標(biāo)和大力推廣應(yīng)用的大發(fā)展時(shí)期(上世紀(jì)80年代早期)激光器(InGaAs)波長(zhǎng)1.3μm，單模光纖，最大中繼距離50km，比特率2.0Gb/s。光纖的損耗限制了中繼距離，當(dāng)時(shí)的損耗為~0.5dB/km。第三代：進(jìn)一步提高傳輸速率和增加傳輸距離的時(shí)期(上世紀(jì)80年代后期初90年代初)激光器(InGaAsP)波長(zhǎng)1.55μm，單模(色散位移)光纖，比特率2.5~10Gb/s，最大中繼距離100km。這個(gè)階段的缺點(diǎn)是采用電的方式中繼。第四代：以提高傳輸速率和增加傳輸距離為研究目標(biāo)和大力發(fā)展下一代光通信系統(tǒng)時(shí)期(上世紀(jì)90年代之后)激光器(InGaAsP)波長(zhǎng)1.55μm，單模光纖，采用波分復(fù)用技術(shù)和光放大技術(shù)，單個(gè)波長(zhǎng)信道比特率2.5~10Gb/s，傳輸距離14000kmWDM技術(shù)出現(xiàn)OBS技術(shù)ASON技術(shù)OTN技術(shù)……目前，工作波長(zhǎng)已擴(kuò)展為1350～1650nm，單路速率

40Gb/s,160Gb/s,640Gb/s信道數(shù)

8，16，64，128，1022，傳輸距離

27,000km(Loop)，6,380km(Line)1.2光纖通信的主要特性1.2.1光纖通信的優(yōu)點(diǎn)1.光纖的容量大——“超高速公路”

馬路越寬，容許通過(guò)的車輛越多，交通運(yùn)輸能力也越大。如果把通信線路比作馬路，那么應(yīng)該說(shuō)是通信線路的頻帶越寬，容許傳輸?shù)男畔⒃蕉啵ㄐ湃萘烤驮酱?。光纖通信是以光纖為傳輸媒介，光波為載波的通信系統(tǒng)，其載波—光波具有很高的頻率(約1014Hz)，因此光纖具有很大的通信容量。目前的光纖容量已經(jīng)達(dá)到十多個(gè)Tbit/s2.損耗低、中繼距離長(zhǎng)——“長(zhǎng)跑健將” 信號(hào)在傳輸線上傳輸，由于傳輸線本身的原因，強(qiáng)度將逐漸變?nèi)?，而且隨著傳輸距離的增加，這種衰減會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重。因此，長(zhǎng)距離傳輸信息必須設(shè)立中繼站，把衰減了的信號(hào)放大以后再轉(zhuǎn)輸。中繼站越多，傳輸線路的成本越高，維護(hù)越不方便，運(yùn)行越不可靠。中繼站的多少取決于中繼距離的長(zhǎng)短，中繼距離的長(zhǎng)度又受傳輸線路損耗的限制。 目前，實(shí)用的光纖通信系統(tǒng)使用的光纖多為石英光纖，此類光纖在1.55μm波長(zhǎng)區(qū)的損耗可低到0.18dB/km，比已知的其他通信線路的損耗都低得多，因此，由其組成的光纖通信系統(tǒng)的中繼距離也較其它介質(zhì)構(gòu)成的系統(tǒng)長(zhǎng)得多。例如，同軸電纜通信的中繼距離只有幾千米，最長(zhǎng)的微波通信是50千米左右，而光纖通信系統(tǒng)的最長(zhǎng)中繼距離已達(dá)300千米。 如果今后采用非石英光纖，并工作在超長(zhǎng)波長(zhǎng)(＞2μm)，光纖的理論損耗系數(shù)可以下降到10-3～10-5dB/km，此時(shí)光纖通信的中繼距離可達(dá)數(shù)千，甚至數(shù)萬(wàn)公里。那在許多情況下，通信線路中就可以不設(shè)中繼站了。這對(duì)越洋通信意義尤其重大，因?yàn)樵诤５自O(shè)立中繼站，不僅使線路成本大為提高，也大大增加了維修工作的困難。

3.抗電磁干擾能力強(qiáng)

我們知道，電話線和電纜一般是不能跟高壓電線平行架設(shè)的，也不能在電氣鐵化路附近鋪設(shè)。任何通信系統(tǒng)都應(yīng)具有一定的抗干擾能力，否則無(wú)法保證通信工作的可靠和穩(wěn)定。最主要的干擾是電磁干擾。天然的電磁干擾包括雷電干擾、電離層的變化和太陽(yáng)核子活動(dòng)引起的干擾，人為的電磁干擾有電動(dòng)機(jī)、高壓電力線造成的干擾等。這些干擾都必須認(rèn)真對(duì)待?，F(xiàn)有的電通信系統(tǒng)無(wú)法令人滿意地解決這個(gè)問題。

光纖通信具有怎么樣的抗干擾能力呢？第一個(gè)原因是光纖屬絕緣體，不怕雷電和高壓；另一個(gè)原因是光纖中傳輸著頻率極高的光波，各種干擾源的頻率一般都比較低，干擾不了頻率比它們高得多的光。還有一種重要的干擾源是原子輻射。據(jù)專家們測(cè)算，如果在美國(guó)本土中心上空463千米處爆炸一顆原子彈，1秒鐘內(nèi)即可使全美國(guó)未暴露的通信電纜，包括地面、飛機(jī)、艦艇等上面的通信電纜全部失效，通信中斷，但光纖通信線路卻照樣暢通無(wú)阻，基本不受影響。4.保密性能好——“安全保密員”對(duì)通信系統(tǒng)的重要要求之一是保密性好。然而，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電通信方式很容易被人竊聽：只要在明線或電纜附近(甚至幾公里以外)設(shè)置一個(gè)特別的接收裝置，就可以獲取明線或電纜中傳送的信息。更不用去說(shuō)無(wú)線通信方式，因?yàn)闊o(wú)線電波在大氣中傳播，甚至充斥全球，很容易被人竊聽。即使用了加密往往也無(wú)濟(jì)于事，因?yàn)槊艽a分析或密碼破譯已成為一門科學(xué)。光纖通信是保密性能最好的通信方式之一，這是因?yàn)楣庠诠饫w中傳輸時(shí)不會(huì)跑出光纖和向外輻射電磁波。即使在拐彎非常厲害的地方，漏出的光也微乎其微，而且如果在光纖表面再涂上一層吸光劑，那連這樣的“漏網(wǎng)之魚”也休想溜走。任憑你采用什么辦法，也不能在光纖外面搜集到光纖里面的“情報(bào)”。光纖通信真是一位“守口如瓶”、“滴水不漏”的“保密員”。5.體積小，重量輕1千克高純度石英玻璃可以拉制成千上萬(wàn)千米光纖，而制造1000千米的8管同軸電纜卻需要消耗120噸銅和500噸鉛。18管同軸電纜每米重11千克，100芯鉛皮對(duì)稱電纜每米重2.9千克，而同等容量的光纜每米只有90克重。光纖不僅體積小、重量輕，而且很柔軟，可以自由彎曲，鋪設(shè)非常方便。可廣泛應(yīng)用于航天航空、汽車電子等領(lǐng)域。6.節(jié)省有色金屬和原材料電線要用銅、鉛等有色金屬材料來(lái)制作，制作光纖的原材料卻是普普通通的石英砂。銅是一種很重要的戰(zhàn)略金屬，地球上的儲(chǔ)量按目前的開采速度估計(jì)，只夠使用50年左右。而二氧化硅，在地殼的化學(xué)成分中占了一半

以上，真正可以說(shuō)是

取之不盡、用之不竭

的。光纖還有其他一些優(yōu)良特性，也為普通金屬導(dǎo)線所不及。它不怕潮濕和腐蝕，可以架在空中，也可埋入地下；它有較高的抗拉強(qiáng)度，與鐵接近，比銅還高得多；它有較強(qiáng)的耐高低溫能力，從-65~200°C，在一般的飛機(jī)、艦艇和車輛上都可使用；它可實(shí)現(xiàn)多功能傳輸，同時(shí)傳遞話音、數(shù)據(jù)、傳真、圖像等各種信息。

7.其它1.2.2光纖通信的缺點(diǎn)

事物都是一分為二的，光纖通信有許多優(yōu)點(diǎn)，因而發(fā)展很快，但光纖通信也有以下缺點(diǎn)。抗拉強(qiáng)度低，容易折斷(比如經(jīng)常被挖斷)光纖連接困難(斷面是否垂直、焊接點(diǎn)是否有氣泡等)光纖通信過(guò)程中怕水、怕冰(OH-根吸收增大損耗)光纖怕彎曲(導(dǎo)致?lián)p耗增加)案例：新疆某地區(qū)大雪導(dǎo)致光纖故障(2006年10月報(bào)道)原因：光纜沒有防護(hù)好被冰雪包裹，并由于冰雪壓力和熱脹 冷縮導(dǎo)致光纖彎曲1.3光纖通信系統(tǒng)的組成和分類1.3.1光纖通信系統(tǒng)的組成 光纖通信系統(tǒng)是以光纖為傳輸媒介，光波為載波的通信系統(tǒng)。主要由光發(fā)送機(jī)、光纖光纜、中繼器和光接收機(jī)組成。

系統(tǒng)中光發(fā)送機(jī)的作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，并將生成的光信號(hào)注入光纖。光發(fā)送機(jī)一般由驅(qū)動(dòng)電路、光源和調(diào)制器構(gòu)成，如果是直接強(qiáng)度調(diào)制可以省去調(diào)制器。光接收機(jī)的作用是將光纖送來(lái)的光信號(hào)還原成原始的電信號(hào)。它一般由光電檢測(cè)器和解調(diào)器組成，對(duì)于直接強(qiáng)度調(diào)制解調(diào)器可以省略。光纖的作用是為光信號(hào)的傳送提供傳送媒介(信道)，將光信號(hào)由一處送到另一處。中繼器分為電中繼器和光中繼器(光放大器)兩種，其主要作用就是延長(zhǎng)光信號(hào)的傳輸距離。1.3.2光纖通信系統(tǒng)的分類 根據(jù)調(diào)制信號(hào)的類型，光纖通信系統(tǒng)可以分為模擬光纖通信系統(tǒng)和數(shù)字光纖通信系統(tǒng)。 根據(jù)光源的調(diào)制方式，光纖通信系統(tǒng)可以分為直接調(diào)制光纖通信系統(tǒng)和間接調(diào)制光纖通信系統(tǒng)。 根據(jù)光纖的傳導(dǎo)模數(shù)量，光纖通信系統(tǒng)可以分為多模光纖通信系統(tǒng)和單模光纖通信系統(tǒng)。 根據(jù)系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)，光纖通信系統(tǒng)可分為短波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)、長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)和超長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)。1.光纖通信網(wǎng)光纖公用電信網(wǎng)：核心網(wǎng)、城域網(wǎng)我國(guó)市內(nèi)電話光纜傳輸試驗(yàn)從1978年開始。目前，公用電信網(wǎng)的傳輸線基本上均是采用光纖光纜連接。光纖局域網(wǎng)光纖寬帶網(wǎng)光纖接入網(wǎng)無(wú)線通信網(wǎng)海底光纜及洲際通信網(wǎng)

1.3.3光纖通信系統(tǒng)的應(yīng)用2.能源、交通和其他電力系統(tǒng)的監(jiān)視、控制和管理：由于使用了光纖，不受強(qiáng)電磁干擾，不僅信息傳輸量增大，而且工作更加可靠。傳輸信息用的光纖，可以放在輸電線、地線的中心，不受干擾，施工方便。用電設(shè)備觀測(cè)雷擊很困難，因?yàn)槔讚魧?duì)電設(shè)備也可能造成破壞。而用光纖卻可以直接觀測(cè)雷擊現(xiàn)象，觀測(cè)裝置由檢測(cè)器、光纖和觀測(cè)記錄儀等組成。雷擊時(shí)位于鐵塔上的檢測(cè)器產(chǎn)生瞬間高電壓，由于是光纖傳輸，對(duì)觀測(cè)記錄儀不會(huì)造成影響。煤炭系統(tǒng)的監(jiān)視、控制和管理：電監(jiān)控系統(tǒng)信號(hào)均為電信號(hào)，在含瓦斯高的礦井中容易引起爆炸。因此，如果考慮安全因素，電信號(hào)功率不能太大，這又導(dǎo)致傳輸距離受限。而如果采用光纖系統(tǒng)，很多設(shè)備可以無(wú)源化，即保證了安全，又能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)控。鐵路通信網(wǎng)

鐵路通信網(wǎng)是直接為鐵路運(yùn)輸調(diào)度服務(wù)的獨(dú)立通信網(wǎng)。它具有結(jié)點(diǎn)多，分支、插入話路頻繁，通信容量有大有小，通信距離長(zhǎng)短不一，組網(wǎng)方式多種多樣，傳輸信號(hào)種類各異等特點(diǎn)。電氣化鐵路對(duì)通信要求：通信容量要大，不受電力機(jī)車強(qiáng)電磁干擾，傳輸電話、數(shù)據(jù)以外還要傳輸列車運(yùn)行的長(zhǎng)距離無(wú)人監(jiān)控圖像信號(hào)。除了光纖通信，沒有哪一種通信方式能滿足這些要求。地鐵控制系統(tǒng)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)3.軍事戰(zhàn)術(shù)通信主要有兩種系統(tǒng)：一種是本地分配系統(tǒng)，包括戰(zhàn)地指揮所的布線，兵器之間的連接，野戰(zhàn)計(jì)算機(jī)的互連，以及基地信息傳輸系統(tǒng)等；一種是長(zhǎng)距離戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)，一般通信距離超過(guò)1千米。水下通信系統(tǒng)是掃雷艦與浮游載體之間的數(shù)據(jù)傳輸線路。掃雷艦的主要任務(wù)是清掃航道上的水雷，而利用浮游載體掃雷最為安全而可靠。掃雷艦與浮游載體之間連著3根光纖：一根光纖把水下浮游載體探測(cè)到的聲納信號(hào)和遙測(cè)信號(hào)（都是視頻信號(hào)）傳給艦船；另一根光纖用來(lái)傳輸艦船給水下浮游載體的控制信息；第三根光纖備用。光纖反潛戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)，也就是把光纖傳輸線路與水聽器相連，把監(jiān)測(cè)到的敵潛聲音信號(hào)通過(guò)光纖傳輸?shù)脚炆匣虬渡闲畔⑻幚碇行?，以便確定作戰(zhàn)方案。光纖用于水下通信，探測(cè)的靈敏度高，傳輸?shù)男畔⒘看?，抗各種干擾的能力強(qiáng)，而且重量輕、浮力大。航空母艦：機(jī)載通信、艦載通信。雷達(dá)：在雷達(dá)室與作戰(zhàn)情報(bào)中心之間傳輸信息，不僅改善了抗干擾能力和保密性能，而且還能更好保證作戰(zhàn)情報(bào)中心的安全。光纖制導(dǎo)武器主要包括光纖制導(dǎo)導(dǎo)彈和光纖制導(dǎo)魚雷。它用光纖傳輸目標(biāo)圖像，制導(dǎo)精度高，導(dǎo)彈射程遠(yuǎn)，而且更安全可靠，是一種由射擊手控制的人工智能武器。4.醫(yī)學(xué)應(yīng)用利用傳光束的照明器和測(cè)氧