1.1.1 光傳輸網的產生與發展

1.光通信的產生

光通信可以說是一門既非常古老又較新的技術。在中國和西方古代典籍中，有許多關于用光來發送信號、傳遞信息的記載。西漢史學家司馬遷的《史記》中記載，春秋戰國時期，列國為了爭霸，互相防守，開始修建萬里長城，抵御外敵入侵。當有外敵入侵時，可以點燃烽火臺的狼煙，如圖1-1所示，一座座烽火狼煙點起，外敵入侵的消息在一炷香的時間就從邊關傳送到都城，為抵御外敵的入侵提供了及時的消息。

在西方也有類似的記載，約公元前300年，在埃及亞歷山大港的法羅斯島上，托羅密王朝法老托羅密二世建造了亞歷山大法羅斯燈塔，利用燈塔光進行通信，如圖1-2所示。據說它的高度達到150m，燈光在數百米外都能看見，這是古代世界七大奇跡之一。

這些古代和現代的光通信有一個共同的特點就是用可見光作為信號，在大氣中直接傳輸信號。顯然，這在實際應用中會受到很多限制，如很難找到合適的信號源，樹木、建筑物的遮擋，強烈的太陽輻射，以及無法避免雨、雪、霧等天氣因素。所以嚴格來說，上述這些都不能稱之為真正意義上的光通信。

真正意義上的光通信必須解決兩個最基本的問題：一是必須有穩定、低損耗的傳輸介質；二是必須有高強度、可靠的光源。

2.光纖通信的產生

光纖通信的產生歷程如圖1-3所示，1958年阿瑟·倫納德·肖洛與查爾斯·哈德·湯斯揭示激光器工作原理之后，1960年美國科學家梅曼率先研制出紅寶石激光器，該激光器可以作為光纖通信理想的光源。后來又發明了氦氖激光器、二氧化碳激光器等。

1966年，美籍華人高錕和霍克哈姆發表論文，率先提出可以用提純的石英玻璃纖維（即光導纖維，簡稱光纖）作為光通信的介質，并且預見低損耗光纖可用于通信，為真正意義的光通信奠定了重要的基礎，高錕也因此獲得了2009年的諾貝爾物理學獎。

1970年，康寧公司根據高錕的提純建議研制出了損耗約為20dB/km的石英系多模光纖，使光纖作為通信的傳輸介質成為現實。

至此，真正意義的光通信的兩個最基本問題已完全解決。

1976年，日本把光纖的損耗降低到0.47dB/km，同年，美國首先成功地進行了系統容量為44.736Mbit/s、傳輸距離為10km的光纖通信系統現場試驗。

而我國也在1979年拉制出第一根損耗為0.2dB/km的光纖，1990年光纖的損耗已經降低至0.14dB/km，已接近于光纖損耗的理論極限值。

3.光傳輸網的發展

1972年，國際電信聯盟電信標準分局（ITU-T）的前身國際電報電話咨詢委員會（CCITT）提出了第一批準同步數字體系（Plesiochronous Digital Hierarchy，PDH）建議。

1988年，國際電信組織通過了第一批同步數字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）建議。1990年以后，SDH成為光纖通信的基本傳輸方式。

21世紀初期，短信、彩信、電子商務、實時視頻等多種IP業務快速發展，促使基于SDH的多業務傳送平臺（Multi-Service Transport Platform，MSTP）在2002年誕生。

21世紀，波分復用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）被廣泛建設和使用。WDM解決了PDH、SDH和MSTP的資源浪費問題。數字電視、遠程會議、網絡直播等業務遍地開花，這些新興業務對傳輸網絡的帶寬及可靠性都有了更高的要求。相對于WDM技術，光傳送網絡（OTN）能提供更大的帶寬、更可靠的傳輸。