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来传送信息。现代意义的光通信是指利用特殊的技术手段使光波上承载高速的数据信息，提高通信容量；同时尽量降低光波传输过程中的损失，以延长传输距离。下面首先介绍光通信的一些基本概念。

1．光波

光波是一种频率极高的电磁波，但一般习惯采用波长描述。光波波长与频率的关系可用下式表示。

式中，λ为光波的波长，其物理含义是波在一个振动周期内传播的距离；c为光波在自由空间中传播的速度，其值为3×108m/s；f为频率，其物理含义是交变电磁波在单位时间（每秒）变化的周期数。光波波长常用单位有微米（µm）（1µm=10−6m）、纳米（nm）（1nm=10−9m）和埃（Å）（1Å=10−10m）。光波的波长为10nm～100µm，对应的频率范围为1012～1016Hz。

光波又可细分为红外线（也称红外光）、可见光和紫外（也称紫外光），它们各自的波长范围如图2-1所示。

红外线波段（λ＞0.76µm）又分为近红外、中红外和远红外，该波段主要用于光纤通信、红外制导和天文学等；可见光波段（λ为0.39～0.76µm），是人眼实际可见的波长，如太阳光、白炽灯及许多激光源（如He-Ne激光器）等发出的光；紫外线波段（λ＜0.39µm），比人眼实际可见光的波长还要短得多，目前很少应用于通信。

无线光通信使用的波长按应用场合的不同可在紫外到近红外范围内选择。目前，光通信主要使用近红外光作为光载波，典型的波长为0.85µm、1.31µm和1.55µm。例如，在波分复用系统（Wavelength Division Multiplexing，WDM）中，光波波长的选择就是在1.55µm附近的波长范围内。随着技术的发展，特别是光源与光检测器件的发展，光通信的波长范围也在不断被拓展。

2．光通信的分类

①按照媒介不同，光通信可分为有线光通信和无线光通信。

有线光通信是指以光波作为载体，用光纤为传输媒介的通信方式，具有传输距离长、通信容量大等特点。

无线光通信是指以光波作为载体，不用光纤为传输媒介的通信方式，具有抗电磁干扰能力，相对于有线光通信系统来讲，无线光通信具有更高的机动性和灵活性。

②按信号体制不同，光通信可分为模拟光通信和数字光通信。

模拟光通信是指调制信号为模拟信号的光通信。模拟光通信系统主要应用于微波复用信号传输、雷达信号传输和早期的CATV信号传输等场合。

数字光通信是指以数字信号调制光波的通信方式。数字光通信系统是目前使用最广泛、覆盖范围最大的光通信系统。