2.1 光通信概述

2.1.1 光通信的基本概念

光通信就是利用光波來傳送信息。現代意義的光通信是指利用特殊的技術手段使光波上承載高速的數據信息，提高通信容量；同時盡量降低光波傳輸過程中的損失，以延長傳輸距離。下面首先介紹光通信的一些基本概念。

1．光波

光波是一種頻率極高的電磁波，但一般習慣采用波長描述。光波波長與頻率的關系可用下式表示。

式中，λ為光波的波長，其物理含義是波在一個振動周期內傳播的距離；c為光波在自由空間中傳播的速度，其值為3×108m/s；f為頻率，其物理含義是交變電磁波在單位時間（每秒）變化的周期數。光波波長常用單位有微米（μm）（1μm=10?6m）、納米（nm）（1nm=10?9m）和埃（?）（1?=10?10m）。光波的波長為10nm～100μm，對應的頻率范圍為1012～1016Hz。

光波又可細分為紅外線（也稱紅外光）、可見光和紫外（也稱紫外光），它們各自的波長范圍如圖2-1所示。

紅外線波段（λ＞0.76μm）又分為近紅外、中紅外和遠紅外，該波段主要用于光纖通信、紅外制導和天文學等；可見光波段（λ為0.39～0.76μm），是人眼實際可見的波長，如太陽光、白熾燈及許多激光源（如He-Ne激光器）等發出的光；紫外線波段（λ＜0.39μm），比人眼實際可見光的波長還要短得多，目前很少應用于通信。

無線光通信使用的波長按應用場合的不同可在紫外到近紅外范圍內選擇。目前，光通信主要使用近紅外光作為光載波，典型的波長為0.85μm、1.31μm和1.55μm。例如，在波分復用系統（Wavelength Division Multiplexing，WDM）中，光波波長的選擇就是在1.55μm附近的波長范圍內。隨著技術的發展，特別是光源與光檢測器件的發展，光通信的波長范圍也在不斷被拓展。

2．光通信的分類

①按照媒介不同，光通信可分為有線光通信和無線光通信。

有線光通信是指以光波作為載體，用光纖為傳輸媒介的通信方式，具有傳輸距離長、通信容量大等特點。

無線光通信是指以光波作為載體，不用光纖為傳輸媒介的通信方式，具有抗電磁干擾能力，相對于有線光通信系統來講，無線光通信具有更高的機動性和靈活性。

②按信號體制不同，光通信可分為模擬光通信和數字光通信。

模擬光通信是指調制信號為模擬信號的光通信。模擬光通信系統主要應用于微波復用信號傳輸、雷達信號傳輸和早期的CATV信號傳輸等場合。

數字光通信是指以數字信號調制光波的通信方式。數字光通信系統是目前使用最廣泛、覆蓋范圍最大的光通信系統。