Historien til fiberoptisk kommunikasjon
Legg igjen en beskjed
Siden eldgamle tider har etterspørselen etter langdistansekommunikasjon blant mennesker aldri blitt mindre. Med tidenes gang, fra Beacon til Telegraph, og deretter til den offisielle tjenesten til den første koaksialkabelen i 1940, har kompleksiteten og presisjonen til disse kommunikasjonssystemene også kontinuerlig forbedret seg. Imidlertid har hver av disse kommunikasjonsmetodene sine grenser. Selv om bruk av elektriske signaler for å overføre informasjon er raskt, vil overføringsavstanden kreve et stort antall repeatere på grunn av enkel demping av elektriske signaler; Selv om mikrobølgekommunikasjon kan bruke luft som medium, er den også begrenset av bærerfrekvens. Det var først på midten av -20 århundre at folk innså at bruk av lys for å overføre informasjon kunne gi mange viktige fordeler som ikke var til stede i fortiden.
På den tiden var det imidlertid ingen svært sammenhengende lyskilder eller passende medier for overføring av optiske signaler, så optisk kommunikasjon har alltid vært et konsept. Det var først på 1960 -tallet at oppfinnelsen av laser løste det første problemet. På 1970-tallet utviklet Corning Glass Works høykvalitets optiske fibre med lav dempning for å løse det andre problemet. På dette tidspunktet var dempningen av signaler som ble overført i optiske fibre for første gang lavere enn 20 desibel per kilometer (20dB\/km) terskel foreslått av faren til optisk fiberkommunikasjon, Gao Kun, og beviser muligheten for optiske fibre som kommunikasjonsmedier. Samtidig ble halvlederlasere som bruker galliumarsenid (GAAs) som materiale også oppfunnet og mye brukt i fiberoptiske kommunikasjonssystemer på grunn av deres lille størrelse fordel. I 1976 ble det første fiberoptiske kommunikasjonssystemet med en hastighet på 44,7 Mbit\/s født i en underjordisk rørledning i Atlanta, USA.
Etter en fem-årig forsknings- og utviklingsperiode ble det første kommersielle fiberoptiske kommunikasjonssystemet lansert i 1980. Dette er det første fiberoptiske kommunikasjonssystemet i menneskets historie som bruker gallium arsenidlaser med en bølgelengde på 800 nanometre som lyskilde, med en overføringshastighet på 45 MB\/s (bits per sekund), og krever et reiser for å motivere enhing på å motivere en redefester for å få en rede for å få en rede.
Den andre generasjonen kommersielle fiberoptiske kommunikasjonssystemer ble også utviklet på begynnelsen av 1980 -tallet ved bruk av IngaaS -lasere med en bølgelengde på 1300 nanometer. Selv om tidlige fiberoptiske kommunikasjonssystemer ble påvirket av spredningsproblemer, overviste oppfinnelsen av en-modus fiber i 1981 dette problemet. I 1987 hadde overføringshastigheten til et kommersielt fiberoptisk kommunikasjonssystem nådd 1,7 GB\/s, nesten førti ganger raskere enn hastigheten på det første fiberoptiske kommunikasjonssystemet. Problemet med samtidig overføringskraft og signaldemping har også blitt betydelig forbedret, noe som krever at en repeater forbedrer signalet med intervaller på 50 kilometer. På slutten av 1980 -tallet var fødselen av EDFA en milepælbegivenhet i historien til optisk kommunikasjon. Det muliggjorde direkte optisk relé i fiberoptisk kommunikasjon, noe som gjør langdistanse høyhastighetsoverføring mulig og førte til fødselen av DWDM.
Tredje generasjons fiberoptisk kommunikasjonssystem bruker lasere med en bølgelengde på 155 0 nanometer som lyskilde, og signaldempingen er redusert til så lavt som 0. 2 desibel per kilometer (0,2db\/km). Tidligere har fiberoptiske kommunikasjonssystemer ved bruk av gallium arsenid indiumfosfidlasere ofte ofte oppstått pulsspredningsproblemer, men forskere har designet utmerket spredning skiftet fibre for å løse disse problemene. Disse fibrene har nesten null spredning når de overfører 1550 nanometer lysbølger, da de kan begrense laserspekteret til en enkelt langsgående modus. Disse teknologiske gjennombruddene har muliggjort overføringshastigheten til tredje generasjons fiberoptiske kommunikasjonssystem for å nå 2,5 GB\/s, og avstanden mellom repeatere kan nå opp til 100 kilometer.
Fjerde generasjons fiberoptisk kommunikasjonssystem introduserer optiske forsterkere for å redusere behovet for repeatere ytterligere. I tillegg øker bølgelengdedivisjonsmultiplexing (WDM) teknologi betydelig overføringshastigheter. Utviklingen av disse to teknologiene har ført til et betydelig sprang i kapasiteten til fiberoptiske kommunikasjonssystemer, og doblet hvert halvår. I 2001 hadde den nådd en forbløffende hastighet på 10 TB\/s, som er 200 ganger for fiberoptiske kommunikasjonssystemer på 1980 -tallet. De siste årene har overføringshastigheten økt ytterligere til 14 TB\/s, og krever bare en repeater hver 160 kilometer.
Fokuset for utviklingen av femte generasjons fiberoptisk kommunikasjonssystem er å utvide bølgelengde -driftsområdet for bølgelengdedivisjonsmultiplekseren. Det tradisjonelle bølgelengdeområdet, ofte kjent som 'C -båndet', er omtrent mellom 1530 nanometer og 1570 nanometer, mens det lave tapsbåndet med tørrfiber i det nye båndet strekker seg til mellom 1300 nanometer og 1650 nanometer. En annen utviklende teknologi er introduksjonen av begrepet optiske solitoner, som bruker de ikke -lineære effektene av optiske fibre for å gjøre det mulig for pulser å motstå spredning og opprettholde sin opprinnelige bølgeform.
Fra 1990 til 2000 vokste den optiske fiberkommunikasjonsindustrien betydelig på grunn av virkningen av internettskum. I tillegg overstiger noen nye nettverksapplikasjoner, for eksempel video på forespørsel, veksten av internettbåndbredde til og med overstiger økningen av transistorer i integrerte kretsbrikker forventet av Moores lov. Fra utbruddet av internettskum til 2006 har den optiske fiberkommunikasjonsindustrien fortsatt livet gjennom konsolidering av foretak og reduksjon av kostnader gjennom outsourcing.
