大家好，我是小棗君。

讓我們一起來了解下光通訊吧：

歷史上，俄華人波波夫傳送與接收第一封無線電報是在1896年。而美華人亞歷山大·貝爾早在1876年申請電話專利之後，就想到利用光來通電話的問題。

1880年，貝爾利用太Sunny作光源，大氣為傳輸媒質，用硒晶體作為光接收器件，成功地進行了“光電話”的實驗。在實驗中，通話距離最遠達到了213米。

貝爾的“光電話”實驗

貝爾是怎麼做的呢？

他用弧光燈或太Sunny作為光源，光束透過透鏡聚焦在電話話筒的震動片上。

當對著話筒講話時，話筒的震動片隨著聲音而震動，使反射光的強弱隨著話音的強弱產生相應的變化，從而使話音資訊“承載”在光波上。

在接收端，裝有一個拋物面的接收鏡，它把經過大氣空間傳送過來的“載有話音資訊”的光波反射到矽光電池上。矽光電池再將光能轉換成電流。電流送到聽筒，就可以聽到從傳送端送過來的聲音了。

聲音→震動片→反射光→矽光電池→電流→聽筒→聲音

然而，貝爾提出的光通訊對於環境的要求很高。傳播過程中，可靠持續的光源和穩定的空氣介質嚴重影響光資訊的傳輸。

在此後的很長時間，正是由於這兩項關鍵技術沒有得到解決，光通訊就一直沒有什麼新進展。

“光是沿直線傳播的。”

早在十四世紀中國元代，這個定律就透過天文數學家趙友欽設計的小孔成像實驗得到了嚴謹驗證。

但是，1870年，英國物理學家廷德爾卻在實驗中觀察到了光沿著曲線傳播的現象。

在一次實驗中，他把光照射到盛水的容器內，當他從出水口向外倒水時，光線也沿著水流傳播，出現彎曲現象。

而且他還發現，光能沿著從酒桶中噴出的細酒流傳輸，光也順著彎曲的玻璃棒前進。這究竟是為什麼呢？

這些現象引起了同樣是英國物理學家的約翰·丁達爾的注意。

經過他的研究，發現這是光的全反射作用，即由於水等介質密度由於比周圍的物質（如空氣）大，即光從水中射向空氣，當入射角大於某一角度時，折射光線消失，全部光線都反射回水中。

丁達爾現象：

當一束光線透過膠體，從入射光的垂直方向可以觀察到膠體裡出現的一條光亮的“通路”。

後來人們造出一種透明度很高、粗細像蜘蛛絲一樣的玻璃絲，當光線以合適的角度射入玻璃纖維時，光就沿著彎彎曲曲的玻璃纖維前進。這就是光纖的雛形。

1966年，英籍華裔學者高錕博士（K.C.Kao）在PIEE雜誌上發表論文《光頻率的介質纖維表面波導》，從理論上分析證明了用光纖作為傳輸媒體以實現光通訊的可能性，並預言了製造通訊用的超低耗光纖的可能性。

高琨博士因此獲得2009年諾貝爾獎

從這以後，光通訊世界的大門被完全推開。

其實，光通訊就是一種以光作為資訊載體而實現通訊的方式。

目前，我們的資訊主要是以電訊號的方式存在。

在實現光通訊時，首先要將電訊號轉換為光訊號，透過光纖光纜傳輸後再將光訊號轉換成電訊號，達到資訊傳遞的目的。

最基本的光纖通訊系統由信源、光傳送端、光學通道和光接收機、信宿組成。

話音、圖象、資料等業務經過信源編碼得到電訊號。光傳送機和調製器則負責將訊號轉變成適合於在光纖上傳輸的光訊號。光學通道包括最基本的光纖，還有中繼放大器EDFA等。光學接收機則用於接收光訊號，並從中提取資訊，然後轉變成電訊號，最後得到對應的話音、圖象、資料等資訊。

光通訊的具體傳輸方式，隨著時代的發展，也分為好幾種：

時分複用法

（TDM: Time Division Multiplexing）

很容易理解，就是將資訊分時段進行傳輸。

波分複用法

（WDM: Wavelength Division Multiplexing）

一次能傳輸的資訊量較多，透過改變波長，可同時傳輸多位使用者的資訊。

多級調製法

（MM:Multi-level Modulation）

在1波長的1個區間傳輸多個訊號的方法。透過改變光的波形，在同一波長上傳輸多位使用者的資訊。具有代表性的技術是四相差分相移鍵控調製法（DQPSK)。

偏振複用法

（Polarization multiplexing）

光在振動的同時向前進。振動的方向叫做“偏波”，分成垂直振動前進的光（垂直偏波）和水平振動前進的光（水平偏波）兩種。偏波中包含的資訊不會互相干擾，可傳輸大量資訊。

光通訊擁有很多的優點：傳輸頻頻寬、通訊容量大、傳輸損耗低、中繼距離長等。顯然，具有很廣泛的應用場景。

未來傳輸網路的最終目標是構建全光網路——在接入網、都會網路、骨幹網完全實現“光纖傳輸代替銅線傳輸”。

其中，骨幹網是對速度、距離和容量要求最高的一部分網路。隨著ASON（自動交換光網路）技術的應用，正在逐漸實現智慧化。

而對接入網來說，FTTH（光纖到戶）是一個理想解決方案。

▼FTTx的演進路線將是逐漸將光纖向用戶推近的過程

骨幹網和都會網路已經基本實現了全光化，部分網路發展較快的區域，也實現了接入層的光進銅退。

今天，光通訊技術已經很成熟，光纖通訊已是各種通訊網的主要傳輸方式。

實驗室中，單條光纖最大速度已達到了26Tbps。。。是傳統網線的兩萬六千倍。。。

當然，光纖通訊也有它的缺點，例如質地脆弱、容易損壞，還有，光纖的切割和接續都需要專門的工具裝置，等等。

▼光纖熔接是一門技術活

但是，瑕不掩瑜。這些缺點相對它的優點來說，算不上什麼。

光通訊還有很大的發展潛力，也許，將來真的有那麼一天，不再有同軸電纜，不再有網線，所有的資料傳輸，全都靠光來完成呢？

光通訊就是以光波作為載波的通訊系統。正式由於光的頻率高，所以光通訊具有高頻寬，抗電磁干擾強的特點。應用比較廣泛的是光纖通訊，光訊號在光纖中傳輸。另外還有可見光通訊，空間鐳射通訊等應用。

首先我們瞭解一下從古代到現代通訊方式有哪些：

1、古代：驛差透過驛站送信、烽火傳信和飛鴿傳信。

相信大家都在電視裡看到過驛站，沒錯驛站就是中國古代供傳遞官府文書和軍事情報的人或來往官員途中食宿、換馬的場所。其中有一點要說一下，大部分的驛站送信都是透過騎馬來完成的。中國三千年前就有了驛站送信的行為。

上圖是位於嘉峪關火車站廣場的驛使雕塑,取材於魏晉壁畫。

烽火傳信是一種主要透過烽火臺來傳遞資訊的手段，它透過夜晚點火，白天燃煙等方式，透過相鄰烽火臺的層層傳遞，以達到遠距離快速傳遞資訊目的。因其主要透過人眼睛觀察判斷，故傳遞的資訊內容簡單。

烽火傳信起於商，止於清，主要用於軍事。

早在兩千五百年前，中國古代人就開始馴養信鴿，並且首先運用在了軍事上。從西夏與北宋戰爭到漢朝張騫出使西域都有信鴿的影子。

2、近代：透過車船等交通工具和電報的郵政系統。這些通訊方式相較於古代，資訊傳遞速度更快，尤其是電報。

清朝時期的電報

3、現代：電話、傳真以及計算機網路。

先說手機，手機是透過電磁波與基站形成資訊交流以達到通訊目的，而電腦是透過網線以電或光為載體進行資訊交流，其中以光為載體的通訊方式就是光通訊。

光通訊的原理是：通訊時，先將電訊號轉換成光訊號，再透過光纖傳遞光訊號進行傳遞，到達接收端時，再將光訊號轉換成電訊號。在接收端和發射端都需要特殊裝置以轉換光電訊號，相較於電通訊，光通訊傳遞速度更快，效率更高。

光模組（配合光貓使用）

光貓（用於光通訊接收端）