光导纤维的潜在频带宽度可以达到25×10¹²赫兹，相当于每秒钟能够传送2.5×10¹²毕特的信息量。对此，一位美国通信专家说：“美国国会图书馆所积累的人类古今知识，总共包含的信息量约为500×10¹²毕特，只要一根单模光导纤维用20秒钟就可全部传完。这绝不是神话，而是在不久的将来，2000年或稍晚一些，一定可以变为现实。”

进入八十年代之后，随着人类社会由工业社会向信息化社会过渡，光纤通信已被人们称为未来信息化社会的神经中枢，是当前新技术革命的核心技术之一，世界上几乎所有的国家都在大力加速发展。我国已把光纤通信列为七·五期间的发展重点，邮电部、水电部、电子工业部、石油部、铁道部以及上海市、北京市、天津市等地都制订了大力推广光纤通信的规划。可以预料，要不了多久，一个以光纤通信为主要传输方式的现代'化通信网将要在我国形成，进之还将要建立起一门新兴的光纤通信产业。

通过本文的介绍可以使我们了解到光导纤维的今天和明天。

——译者注

ATT公司（美国电报电话公司）到1985年底共销售了一百多万公里光缆和十万多套光波系统用的发射元件和接收元件。

这些设备应用的范围从硬设备内部的短数据线路到城市内以及城市之间的通信线路。甚至还应用在处于各个不同设计要求和安装阶段的国家和国际通信干线。

光波系统快速发展的一个原因是它本身技术上的灵活性。例如，既可将大功率激光管光源用于传送干线、也可将价廉的发光二极管光源用于硬件部件和系统之间的联接线上。

光波导既适合于高容量的单模光纤，也适合于低容量的多模光纤，它们均能良好地与经济光源和探测器匹配。敷设方式既可悬挂在空中，也可敷设在海底，无需担心噪音和电磁的干扰，然而噪音和电磁则能干扰铜线和微波传送。

在当今信息时代的通信系统中，对大多数用户尤为重要的是，光波能防止窃听，实际上光缆无电磁辐射漏溢，所以它比其它系统更安全可靠。光波导的信号在ATT系统中是以数字方式传送的，若不进行探测，则不易窃得。

据报道，数字信号只占当今世界通信网络中所有传递信息的10 ~ 15%，ATT公司预言，数字信号将在现有的基础上每年以约10%的速率增长，直到模拟的传送处于次要的地位为止，因而国际市场上的数字传送在今后数年每年将增长15 ~ 25%。

在光波通信已发展的领域中，效果较佳的是大型建筑物内的系统，建筑物之间的局部网络、郊区和都市内的用户网络、市内和城市之间的中继、海岸至岛屿的海底光缆或岛屿之间的海底光缆，或者是横穿大西洋或太平洋的海底光缆系统。

特别引人注目的是各类车辆在迅速增加使用光导纤维，尤其是军用车辆。另外，光导纤维使用还包括海面船只和潜水艇、飞机及其它等等。

局部地区网和用户网

计算机终端在当今的商业领域和现代化的办公大楼中使用数量激增，计算机终端与计算机主机架联络线常产生许多问题。光纤的光学性能比铜线优越，其主要的一点则是玻璃光导不受周围设备或装置发出噪音的影响与干扰。

纽约市MADISON大街550号的ATT公司总部就是一幢安装了光波网络的现代化办公大楼。光纤系统使用在这方面的基本优点是体积小、灵活度大（这对导管弯头敷设光缆时显得非常重要）和消除与电磁干扰有关的问题。因为玻璃光纤不导电，所以它是计算机部件之间的良好绝缘体，故也无需特殊的接地装置。

光导纤维应用在电信业中存在的关键问题，是光波传送应用到私人住宅经济上是否可行的问题。下面所述的新设想便能帮助回答这个问题。

如建议采用双光纤环路系统，以每秒45兆毕特的速率传送，则能为各个新住宅区提供服务，这样的系统已在电视会议系统中采用，它由电缆电视公司提供节目信号，另外由地区电话公司提供硬件网络和电缆设备，它们共同操纵这一联合分配系统，则该联合分配系统能为每个家庭提供可从36个频道中同时选择二个电视频道。

如上的系统在每一通道中是使用一根单模光纤将ATI公司中心办公室的光导视频译码架与各部门办公室的遥控终端相联结。光源用边发光二极管，另外，再把由铜控制线驱动的发光二极管与二根多模光导纤维耦合，使得每一用户的家里都联结着一指定线路。

装设光纤网络的接线可安装在用户家的车库内。在那儿，光数字信号转换或模拟电信号，载在铜线上，再传送到可改变频道的ATT频道选择器上，只需用一手动式遥控器便能选择到欲看的频道。

对于缆线电视的卖主来说，该系统可免费进行装设，同时还可维持一缆线分布网络，电话公司处理这中央办公方面的事情。不久，控制线用的铜线和家用电话联结室的铜线，都将被光导纤维取代。这样便能形成为一个传送声频、数据和图像等信息的综合服务数字通信网——ISDN。

关于用户系统，新颖多路传输方式的光导纤维正在帮助中央办公室的管理人员扩充SLC载波系统的容量，SLC载波系统现正在许多城市和郊区中使用。传统用户线路是采用专用双股铜线将用户家与中央办公室联结。现在高容量的光导纤维正用来代替，以适应快速和有效发展的需要。例如，使用SLC-96载波系统，96个用户只需10对铜线便可将中央办公室与用户家的接线头联结起来。对此，ATT公司早在1983年只用四根光导纤维便接通了96个用户，其中两根用于一来一去传输每秒6兆毕特的数字信号，另两根备用。

光导纤维应用在这方面的基本优点是可以省去中继再生装置（金属系统则每隔二公里便需要一个数字再生装置），同时扩大了容量。

实际上自1984年开始就介绍了另一种多路复用设备，它使光纤系统的容量从96个增加到672个用户，传送速率为每秒45兆毕特。

1986年一种新的双多路复用设备（DDM-1000）更为合适，它把回路的光纤系统增大到1344个用户。这种双多路复用设备容量等于每秒45兆毕特的多路复用设备的二倍。

DDM-1000可用作联结载波系统的光学回路馈线、用作外部中继线的光导终端或用作双电子DS-3多路复用设备为未来馈给高容量光波。

1985年SLO96载波系统大约在回路上增长约40%的用量，其中约一半使用了光导纤维传送。

市内和城市之间的中继线路

光波系统很适宜在市内电话局间中继线路上使用，原因一是大容量的光波系统具有较长的中继距离，无需沿线设置再生中继装置；二是光缆的直径小，这对城市内拥挤的地下管道便可提供有效的利用空间。

ATT公司在1980年就开始敷设市内电话中继线路，当时使用的是每秒传送45兆毕特的FT₃系统。FT₃系统的工作波长是825毫微米，采用多模光导纤维，中继距离是7公里。但从1983年以来，光波系统大都是使用FT₃C系统，该系统的工作波长是1300毫微米，采用单模或多模光导纤维，其中采用多模光导纤维的中继距离约为25公里，采用单模光导纤维的中继距离为40公里。

FT₃和FT₃C系统在全国许多大城市里的应用范围还在不断扩大。1984年洛杉矶就曾使用FT₃C网络作为局间中继，同时为1984年夏季奥林匹克运动会从运动场电视传送到电视广播中心。

ATT数字式电视光波系统还在其它领域中应用，它能为商业广播传送高质量的彩色电视信号和二个声频道，每个声频道的带宽为15千赫兹。

1985年ATT公司介绍了一种新型数字式电视系统，即VIVID*电视会议系统，它是专门设计为大城市里的电视会议而用的。它与1.5兆毕特的长距离电视会议技术不一样。VIVID系统提供的图像质量能接近网络电视传送彩色图像的质量。它使用ATT数字式视频终端作为编码器和译码器，操作速度为每秒45兆毕特。该系统的设计是联结彼此在100英里中的会议室。

1983年2月10日，美国在纽约和华盛顿首都之间开通了第一个长距离光波系统。1984年，该系统向南延伸到弗吉尼亚州里士满市，向北延伸到马萨诸塞州坎布里奇市。这就是众所周知的“东北走廊干线”，它沿着1250公里的线路敷设了约80，000公里的光导纤维。

另外，在西海岸从洛杉矶到旧金山也敷设了相同的系统。

以上二条长途通信干线均使用FT₃C系统传送，而且正被改进为FTX-180系统。FFX-180系统使用的终端与FT₃C相同，但传送速率提高到180兆毕特，且中继距离是原先825毫微米FT₃C系统的二到三倍。这就意味着与初期应用时相比容量翻一倍，同时还可省去二个中继再生装置。

FTX-180系统是在单模或多模光导纤维均能适用的基础上来设计的，其每秒180兆毕特是最高的传输速率，这对多模光导纤维传送带来了经济上的好处。

ATT公司最新使用的光波系统是“FT系列 - G”系统，该系统设计为初期应用时传输速率为每秒417兆毕特，但通过一转换装置，便可转换或每秒1668兆毕特，或每秒1.7千兆毕特，中继再生装置的间距规定可高达48公里。

“FT系列 - G”系统正在被某些电话公司用作经济的短距中继，同时ATT也正把它推广应用于长途通信干线。该新系统若以每秒417兆毕特运行时，一对光导纤维则可同时通6000多路电话，但是当以每秒1.7千兆毕特传送时，一对光导纤维将同时能通24000多个电话，一台“FT系列 - G”系统的硬件等于四台多FT₃C系统的硬件。

向电缆告别！

自1963年来，ATT公司附属的长途放缆船运公司在大洋底共敷设了49300海浬铜缆线。现在，这个时代已结束，放缆船准备敷设玻璃光纤缆线的新纪元业已开始。

长途放缆船运输公司最后敷设的一条同轴电缆是“TAT-7”（“TAT”意思是穿过大西洋传送）。“TAT-7”设计指标是能同时传送10000路的电话。新的海底光波通讯线路计划在1988年开始提供服务。这条“TAT-8”的通话量将是“TAT-7”的4倍，而且体积小于铜缆线的一半。

ATT公司将占有“TAT-8”光缆系统的百分之三十七左右，其它将由北美和欧洲28家公司共有。这条光缆将花费3亿3千5百万美元。

关于“TAT-8”系统，长途放缆船运公司将敷设3145海浬的光缆，它横跨大西洋到达欧洲大陆架上的海中分支装置。另外，ATT公司还将在纽约州塔克顿的北美登陆场安装终端设备，除ATT公司外，参加该项终端设备安装的还有英国标准电话电缆通信公司和法国CIT-AICATEI公司、里昂电缆公司。

在世界的另一边，“夏威夷4/穿过太平洋3”海底光缆系统也计划在1988年12月31日投入使用，它也是一条海底光缆系统，该项工程将耗资约6亿美元。

按照ATT公司和21个全球性电信公司签订的协议，“夏威夷4/穿过太平洋3系统”将由ATT公司在加利福尼亚和夏威夷之间，然后在到达离夏威夷2820海浬的分支部件上敷设约5064海浬光缆。日本国际电报电话公司将安装海中分支装置和敷设2077海浬海底光缆（到关岛832海浬，到日本本土1245海浬）。

每个跨洋系统都将使用二对单模光缆，每对以1.3微米激光管驱动，传送速率为每秒296兆毕特。

长途放缆船运公司将敷设二条跨洋光波系统的海底光缆。在511英尺长的放缆船上有三个较大的光缆舱，可堆放156119立方呎光缆（等于3000海浬光缆），每个舱是32呎高，直径是42 ~ 55呎。另外，该船还有4个较小的舱（可以堆放12000立方尺光缆）它们系用于装载各种修理光缆。

船的基地港是威尔明顿，船上有89名船员和水手，航程为10000海浬，载重的排水量为17120吨。

除以上两条举世瞩目的越洋海底光缆外，还要在1989年敷设西太平洋和加勒比海的另二条海底光缆。最近ATT公司在加那利群岛的二个岛屿之间，使用海底光缆已敷设了一条长达110公里的海底光缆系统，该系统与西班牙坎帕尼亚的国家电话中心联结。

海底通信系统中的光缆强度是关键性的问题。因为系统按设计要求应有25年的运转期。为了达到如此高的可靠性，就必须开发高强度的光纤和绝对可靠的光发射元件和光接收元件。

为减少海底中继再生装置的数目，以降低海底光缆系统的成本，最近，ATT公司开通了一条连接太平洋岛屿海泽平台长达147公里的海底光缆系统，该系统工作在1550毫微米，海底区间不用中继再生装置，传送速率为每秒3兆毕特。

与海底同轴电缆相比较，海底光缆系统成本低，这主要是因为光导纤维的容量大，光缆直径小、中继再生装置的间隔距离长。

未来趋势

光纤系统有二个基本发展趋向：第一，传送速度达到更高的毕特速率，且中继再生装置的间距更长。第二，提高电子元件和光子元件二者集成度水平。

在ATT公司贝尔实验室最近的试验中，成功地实现了以每秒420兆毕特不用中继再生装置在203公里长的光导纤维中传送，同时还试验了，每秒4000兆毕特不用中继再生装置通过117公里长的光导纤维。这种在通信容量上的增加且不用增加中继再生装置对于远距离通信具有特别的意义。

对于近距离来说，关键则是提高光纤系统的集成度和扩大功能，以扩大应用范围。在相同的半导体基片上制作多路光波系统的光发射元件和光接收元件，现已取得了进展。如ATT公司已在同一块集成电路上把光接收元件和前置放大器做在一起来获得光电功能的结合方面取得了成功，现在这种光电元件的结合形式还在向光开关、光放大器、光可调谐滤波器、光定向耦合器等多种光电元件集成的方向发展。

光导纤维的制作技术和工艺也正在继续向纵深发展。当今光导纤维的许多应用已给人深刻感受到技术上还有相当大的潜力。

1985年ATT公司在全世界情报服务中心宣布：使用宽频带方式的光导纤维能满足广大用户对于声频、数据和图像服务的要求，这一点在今后的应用方面现在看来似乎还很渺茫。光波导系统的各种效能每年都在成倍地增加。可以预见在这十年的余下几年中这种势头还将继续下去。

为了表明光波导技术是如何有效，ATT公司的科学家去年曾以每秒200亿毕特的信息量经由光导纤维传送42哩。这显示了单模光导纤维能处理ISDN信号（以每秒200亿毕特速率），或者说等于用20根光导纤维同时到达一万个用户的每一家中，然而，这却仍然小于光导纤维理论上潜在频带宽度的百分之一。

[Record，1986年9月号]

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* VIVID：图像声音分时系统