纖維光學通信的原理是：在發送端首先要把傳送的信息（如話音）變成電信號，然后調制到激光器發出的激光束上，使光的強度隨電信號的幅度（頻率）變化而變化，并通過光學纖維發送出去；在接收端，檢測器收到光信號后把它變換成電信號，經解調后恢復原信息．

隨著信息技術傳輸速度日益更新，光纖技術已得到廣泛的重視和應用。在多微機電梯系統中，光纖的應用充分滿足了大量的數據通信正確、可靠、高速傳輸和處理的要求。光纖技術在電梯上的應用，大大提高了整個控制系統的反應速度，使電梯系統的并聯群控性能有了明顯提高。電梯上所使用的光纖通信裝置主要由光源、光電接收器和光學纖維組成。

1966年英籍華人高錕(Charles Kao)發表論文提出用石英制作玻璃絲(光學纖維)，其損耗可達20dB/km，可實現大容量的光纖通信。當時，世界上只有少數人相信，如英國的標準電信實驗室(STL)、美國的Corning玻璃公司，Bell實驗室等領導。2009年高錕因發明光學纖維獲得諾貝爾獎。1970年，Corning公司研制出損失低達20dB/km，長約30 m的石英光學纖維，據說花費了3000千萬美元。1976年Bell實驗室在華盛頓亞特蘭大建立了一條實驗線路，傳輸速率僅45Mb/s，只能傳輸數百路電話，而用中同軸電纜可傳輸1800路電話。因為當時尚無通信用的激光器，而是用發光二極管(LED)做纖維光學通信的光源，所以速率很低。1984年左右，通信用的半導體激光器研制成功，纖維光學通信的速率達到144Mb/s，可傳輸1920路電話。1992年一根光學纖維傳輸速率達到2.5Gb/s，相當3萬余路電話。1996年，各種波長的激光器研制成功，可實現多波長多通道的纖維光學通信，即所謂“波分復用”(WDM)技術，也就是在1根光纖內，傳輸多個不同波長的光信號。于是纖維光學通信的傳輸容量倍增。在2000年，利用WDM技術，一根光纖傳輸速率達到640Gb/s。有人對高錕1976年發明了光學纖維，而2010年才獲得諾貝爾獎有很大的疑問。事實上，從以上光學纖維發展史可以看出，盡管光學纖維的容量很大，沒有高速度的激光器和微電子仍不能發揮光纖超大容量的作用。電子器件的速率才達到吉比特/秒量級，各種波長的高速激光器的出現使光學纖維傳輸達到太比特/秒量級(1Tb/s=1000 Gb/s)，人們才認識到“光學纖維的發明引發了通信技術的一場革命”。

纖維光學通信是現代通信網的主要傳輸手段，它的發展歷史只有一二十年，已經歷三代：短波長多模光纖、長波長多模光纖和長波長單模光纖．采用纖維光學通信是通信史上的重大變革，美、日、英、法等20多個國家已宣布不再建設電纜通信線路，而致力于發展光纖通信．中國光纖通信已進入實用階段．

纖維光學通信的誕生和發展是電信史上的一次重要革命與衛星通信、移動通信并列為20世紀90年代的技術。進入21世紀后，由于因特網業務的迅速發展和音頻、視頻、數據、多媒體應用的增長，對大容量（超高速和超長距離）光波傳輸系統和網絡有了更為迫切的需求。

纖維光學通信就是利用光波作為載波來傳送信息，而以光纖作為傳輸介質實現信息傳輸，達到通信目的的一種最新通信技術。

通信的發展過程是以不斷提高載波頻率來擴大通信容量的過程，光頻作為載頻已達通信載波的上限，因為光是一種頻率極高的電磁波 ，因此用光作為載波進行通信容量極大，是過去通信方式的千百倍，具有極大的吸引力，光通信是人們早就追求的目標，也是通信發展的必然方向。

纖維光學通信與以往的電氣通信相比，主要區別在于有很多優點：它傳輸頻帶寬、通信容量大；傳輸損耗低、中繼距離長；線徑細、重量輕，原料為石英，節省金屬材料，有利于資源合理使用；絕緣、抗電磁干擾性能強；還具有抗腐蝕能力強、抗輻射能力強、可繞性好、無電火花、泄露小、保密性強等優點，可在特殊環境或軍事上使用。

纖維光學通信是以光波作為信息載體，以光學纖維（光纖）作為傳輸媒介的一種通信方式。從原理上看，構成纖維光學通信的基本物質要素是光纖、光源和光檢測器。光學纖維除了按制造工藝、材料組成以及光學特性進行分類外，在應用中，光學纖維常按用途進行分類，可分為通信用光學纖維和傳感用光學纖維。傳輸介質光纖又分為通用與專用兩種，而功能器件光纖則指用于完成光波的放大、整形、分頻、倍頻、調制以及光振蕩等功能的光纖，并常以某種功能器件的形式出現。

纖維光學通信是利用光波作載波，以光纖作為傳輸媒質將信息從一處傳至另一處的通信方式，被稱之為“有線”光通信。當今，光學纖維以其傳輸頻帶寬、抗干擾性高和信號衰減小，而遠優于電纜、微波通信的傳輸，已成為世界通信中主要傳輸方式。

（1)通信容量大、傳輸距離遠；一根光纖的潛在帶寬可達20THz。采用這樣的帶寬，只需一秒鐘左右，即可將人類古今中外全部文字資料傳送完畢。400Gbit/s系統已經投入商業使用。光纖的損耗極低，在光波長為1.55μm附近，石英光纖損耗可低于0.2dB/km，這比任何傳輸媒質的損耗都低。因此，無中繼傳輸距離可達幾十、甚至上百公里。

(2)信號干擾小、保密性能好；

(3）抗電磁干擾、傳輸質量佳，電通信不能解決各種電磁干擾問題，唯有光纖通信不受各種電磁干擾。

(4）光纖尺寸小、重量輕，便于鋪設和運輸；

(5）材料來源豐富，環境保護好，有利于節約有色金屬銅。

(6）無輻射，難于竊聽，因為光纖傳輸的光波不能跑出光纖以外。[1]

(7)光纜適應性強，壽命長。

(8）質地脆，機械強度差。

(9）光纖的切斷和接續需要一定的工具、設備和技術。

(10）分路、耦合不靈活。

(11）光纖光纜的彎曲半徑不能過小（>20cm）

(12）有供電困難問題。

利用光波在光導纖維中傳輸信息的通信方式。由于激光具有高方向性、高相干性、高單色性等顯著優點，光纖通信中的光波主要是激光，所以又叫做激光-光纖通信。

纖維光學通信的應用領域是很廣泛的，主要用于市話中繼線，光纖通信的優點在這里可以充分發揮，逐步取代電纜，得到廣泛應用。還用于長途干線通信過去主要靠電纜、微波、衛星通信，現以逐步使用光纖通信并形成了占全球優勢的比特傳輸方法；用于全球通信網、各國的公共電信網（如中國的國家一級干線、各省二級干線和縣以下的支線）；它還用于高質量彩色的電視傳輸、工業生產現場監視和調度、交通監視控制指揮、城鎮有線電視網、共用天線（CATV）系統，用于光纖局域網和其他如在飛機內、飛船內、艦艇內、礦井下、電力部門、軍事及有腐蝕和有輻射等中使用。

纖維光學通信傳輸系統主要由：光發送機、光接收機、光纜傳輸線路、光中繼器和各種無源光器件構成。要實現通信，基帶信號還必須經過電端機對信號進行處理后送到纖維光學通信傳輸系統完成通信過程。

它適合于光纖模擬通信系統中，而且也適用于光纖數字通信系統和數據通信系統。在纖維光學模擬通信系統中，電信號處理是指對基帶信號進行放大、預調制等處理，而電信號反處理則是發端處理的逆過程，即解調、放大等處理。在光纖數字通信系統中，電信號處理是指對基帶信號進行放大、取樣、量化，即脈沖編碼調制（PCM ）和線路碼型編碼處理等，而電信號反處理也是發端的逆過程。對數據光纖通信，電信號處理主要包括對信號進行放大，和數字通信系統不同的是它不需要碼型變換。

光纖是光信號的傳輸通道，是光纖通信的關鍵材料。

光纖由纖芯、包層、涂敷層及外套組成，是一個多層介質結構的對稱圓柱體。纖芯的主體是二氧化硅，里面摻有微量的其它材料，用以提高材料的光折射率。纖芯外面有包層，包層與纖芯有不同的光折射率， 纖芯的光折射率較高， 用以保證光信號主要在纖芯里進行傳輸。 包層外面是一層涂料，主要用來增加光纖的機械強度，以使光纖不受外來損害。光纖的最外層是外套，也是起保護作用的。

光纖的兩個主要特征是損耗和色散。損耗是光信號在單位長度上的衰減或損耗，用db/km表示，該參數關系到光信號的傳輸距離，損耗越大，傳輸距離越短。多微機電梯控制系統一般傳輸距離較短，因此為降低成本，大多選用塑料光纖。光纖的色散主要關系到脈沖展寬。 在三菱電梯控制系統中， 光纖通信主要用于群控與單梯間的數據傳送及兩臺并聯的單梯之間的數據傳送。三菱電梯所用的光纖裝置主要由光源、光接收器和光纖組成，其中光源和光接收器被封裝在光纖接插件的定插頭內，光纖與動插頭相連。

在光纖中傳輸的光信號在被微機系統所接收前，首先要還原成相應的電信號。這種轉換是通過光接收器來實現的。光接收器的作用就是將由光纖傳送過來的光信號轉換成電信號，再把該電信號交由控制系統進行處理。 光接收器是根據光電效應的原理，用光照射半導體的 PN結，半導體的 PN結吸收光能后將產生載流子，因此產生 PN結的光電效應，從而將光信號轉換成電信號。應用于光纖系統中的半導體接收器主要有半導體光電二極管，光電三極管、光電倍增管和光電池等。光電三極管不僅能把入射光信號變成電信號，而且能把電信號放大，從而能夠與控制系統接口電路很好地匹配，所以光電三極管的應用最為廣泛。2100433B

纖維光學元件開發的重要課題是 接續、連接器和開關。

開發出多種纖維光學開關。設計用于單模光纖和PANDA 光纖 。 這些高精度纖維光學開關在許多纖 維光學系統中都非常有用。

連接和接續技術也很重要。 這些技術和精致的熔接接續設備業已建立，另外還實現了 GSET (產品名稱 )套筒的新接續。系統中光纖在微交界面機械連接，平均接續損耗約為 0.05dB，提供一種非常便利且廉價的接壤設備。

光纖的各種應用對于纖維光學技術的未來開發將十分重要。纖維光學技術的實際應用為纖維光學傳感器。它們是纖維光學陀螺儀和光時域反射儀(OTDR )系統。相干光控制新概念—— 光相干域反射儀(OcDR )將為光傳感系統帶來新應用。將孤子應用于OTDR系統，可望實現高分辨率。且通過引入時間分辨頻譜反射儀概念，實現非線性脈傳播的空間分辨率。

纖維光學陀螺儀可能是最受歡迎的一種纖維光學傳感器。

纖維光學技術的其它應用，如導彈、有機晶體的非線性光學取樣設備、衛星通信系統、所用材料的生物醫學應用及其開發的前景十分廣闊。 2100433B

《纖維光學開關(第1部分):總規范(可供認證用)(GB 12511-1990)》由中國標準出版社出版。2100433B