L-użu tad-dawl għall-komunikazzjoni mhuwiex kunċett kompletament ġdid. Fiċ-Ċina tal-qedem, l-użu ta 'torrijiet tal-beacon għal twissijiet huwa l-aħjar eżempju ta' komunikazzjoni tad-dawl viżwali. L-Ewropej li jużaw is-semafori biex jittrasmettu l-informazzjoni jistgħu jitqiesu wkoll bħala forom primittivi ta' komunikazzjoni ottika.
Il-prototip ta 'komunikazzjoni ottika moderna jista' jiġi rintraċċat lura għall-invenzjoni ta 'Bell tal-fotofonu fl-1880. Huwa uża d-dawl tax-xemx bħala sors tad-dawl, iffoka r-raġġ tad-dawl permezz ta 'lenti fuq mera li jivvibra quddiem it-trasmettitur, u b'hekk l-intensità tad-dawl tvarja mal-bidliet tal-vuċi, u b'hekk kiseb modulazzjoni tal-vuċi tal-intensità tad-dawl. Fit-tarf li jirċievi, riflettur paraboliku jirrifletti r-raġġ tad-dawl trażmess mill-atmosfera fuq batterija, bil-kristalli tas-selenju jservu bħala l-apparat ta 'skoperta li jirċievi ottiċi, u jikkonvertu s-sinjal ottiku f'kurrent elettriku. B'dan il-mod, is-sinjali tal-vuċi ġew trażmessi b'suċċess mill-ispazju atmosferiku. Minħabba n-nuqqas ta 'sorsi tad-dawl ideali u midja ta' trażmissjoni f'dak iż-żmien, dan il-photophone kellu distanza ta 'trażmissjoni qasira ħafna u l-ebda valur ta' applikazzjoni prattiku, li jirriżulta fi żvilupp bil-mod. Madankollu, il-photophone kien għadu invenzjoni kbira, peress li wera l-fattibilità li tuża mewġ tad-dawl bħala trasportaturi biex jittrasmettu l-informazzjoni. Għalhekk, il-photophone ta 'Bell jista' jitqies bħala l-prototip ta 'komunikazzjoni ottika moderna.
L-invenzjoni tal-lampi għamlitha possibbli għan-nies biex jibnu sistemi ta 'komunikazzjoni ottika sempliċi, billi jużawhom bħala sorsi ta' dawl, bħal komunikazzjoni bejn vapuri u bejn vapuri u art, sinjali tad-dawran tal-karozzi, dwal tas-sinjali tat-traffiku, eċċ. Fil-fatt, kull tip ta 'dawl indikatur huwa sistema bażika ta' komunikazzjoni ottika. F'ħafna każijiet, diodes li jarmu dawl fluworexxenti ta'-spettru wiesa'-jistgħu jintużaw bħala sorsi tad-dawl. Fl-1960, l-Amerikan Maiman ivvintat l-ewwel laser ruby, li f'ċertu sens solviet il-problema tas-sors tad-dawl u ġab tama ġdida għall-komunikazzjoni ottika. Meta mqabbel mad-dawl ordinarju, il-lejżers għandhom karatteristiċi eċċellenti bħal wisa 'spettrali dejqa, direzzjonalità estremament tajba, luminożità estremament għolja, u frekwenza u fażi relattivament konsistenti. Lejżers huma dawl koerenti ħafna, b'karatteristiċi simili għall-mewġ tar-radju, li jagħmluhom trasportaturi ottiċi ideali. Wara l-laser ruby, lejżers tal-elju-neon (He-Ne) u lejżers tad-dijossidu tal-karbonju (CO₂) dehru suċċessivament u tpoġġew f'użu prattiku. L-invenzjoni u l-applikazzjoni tal-lejżers ġabu komunikazzjoni ottika, li kienet ilha rieqda għal 80 sena, fi stadju ġdid fjamant.
L-invenzjoni tal-lejżers tal-{0}}stat solidu żiedet ħafna l-qawwa ottika trażmessa u estendiet id-distanza tat-trażmissjoni, u ppermettiet li l-komunikazzjoni bil-lejżer atmosferika tintuża tul ix-xatt tax-xmajjar, bejn il-gżejjer, u f'ċerti sitwazzjonijiet speċifiċi. Madankollu, l-istabbiltà u l-affidabbiltà tal-komunikazzjoni tal-laser atmosferika xorta baqgħu mhux solvuti. L-użu ta' mewġ tad-dawl li jġorr l-informazzjoni biex tinkiseb komunikazzjoni minn punt-sa-permezz tal-propagazzjoni atmosferika huwa fattibbli, iżda l-kapaċità u l-kwalità tal-komunikazzjoni huma affettwati ħafna mill-klima. Minħabba l-assorbiment u t-tifrix minn xita, ċpar, borra, u trab atmosferiku, l-attenwazzjoni tal-enerġija tal-mewġ tad-dawl hija sinifikanti; barra minn hekk, in-nuqqas ta'-uniformità fid-densità atmosferika u fit-temperatura tikkawża bidliet fl-indiċi refrattiv, li jirriżulta f'bidliet fil-pożizzjoni tar-raġġ. Għalhekk, id-distanza u l-istabbiltà tal-komunikazzjoni bil-lejżer atmosferika huma limitati ħafna, ma jistgħux jiksbu komunikazzjoni "kull-temp".
L-1970 kienet sena brillanti fl-istorja tal-komunikazzjoni tal-fibra ottika. Corning Company fl-Istati Uniti żviluppat b'suċċess fibra ottika tal-kwarz b'telf ta '20dB/km, li tippermetti li l-komunikazzjoni tal-fibra ottika tikkompeti mal-komunikazzjoni tal-kejbil koassjali, u b'hekk tiżvela l-prospetti brillanti tal-komunikazzjoni tal-fibra ottika u tħeġġeġ lill-pajjiżi madwar id-dinja biex jinvestu suċċessivament ħaddiema sostanzjali u riżorsi materjali, billi timbotta r-riċerka u l-iżvilupp tal-komunikazzjoni tal-fibra ottika għal stadju ġdid. Fl-1972, Corning Company żviluppat -fibra ottika multimode tal-kwarz ta 'purità għolja, u tnaqqas it-telf għal 4dB/km. Fl-1973, il-Laboratorji Bell fl-Istati Uniti kisbu riżultati saħansitra akbar, naqqsu t-telf tal-fibra ottika għal 2.5dB/km, u komplew inaqqsuh għal 1.1dB/km fl-1974. Fl-1976, il-kumpaniji Ġappuniżi inklużi Nippon Telegraph and Telephone (NTT) naqqsu t-telf tal-fibra ottika għal 0.47 μl/m2.
Fl-1970, sar ukoll progress sostanzjali fis-sorsi tad-dawl għall-komunikazzjoni tal-fibra ottika. Dik is-sena, Bell Laboratories fl-Istati Uniti, Nippon Electric Company (NEC) fil-Ġappun, u l-ex Unjoni Sovjetika suċċessivament kissru l-limitazzjonijiet ta 'lejżers semikondutturi li jaħdmu f'temperaturi baxxi (-200 grad ) jew taħt kundizzjonijiet ta' eċċitazzjoni pulsata, jiżviluppaw b'suċċess gallju aluminju arsenide (GaAlAs) eterostruttura doppja lejżers semikondutturi doppju li jistgħu jinstabu b'mod kontinwu għal mewġa oscillating tal-kamra. l-iżvilupp ta 'lejżers semikondutturi. Fl-1973, il-ħajja tal-lejżers semikondutturi laħqet 7 × 10³h. Fl-1977, il-lejżers semikondutturi żviluppati minn Bell Laboratories kisbu ħajja ta '100,000 h (madwar 11.4 snin), b'ħajja estrapolata ta' 1 miljun h, li jissodisfaw bis-sħiħ ir-rekwiżiti prattiċi. Fl-1976, Nippon Telegraph and Telephone Company żviluppat b'suċċess lejżers tal-fosfid tal-arsenid tal-gallju tal-indju (InGaAsP) li jarmu f'tul ta 'mewġ ta' 1.3μm. Fl-1979, AT&T Company fl-Istati Uniti u Nippon Telegraph and Telephone Company fil-Ġappun żviluppaw b'suċċess lejżers semikondutturi li joxxillaw kontinwament li jarmu f'wavelength ta '1.55μm.
Fl-1976, l-Istati Uniti wettqu provi fuq il-post ta 'l-ewwel sistema ta' komunikazzjoni prattika tal-fibra ottika fid-dinja f'Atlanta. Is-sistema użat lejżers GaAlAs bħala sorsi tad-dawl u fibra ottika multimode bħala l-mezz ta 'trażmissjoni, b'rata ta' 44.7Mbit/s u distanza ta 'trażmissjoni ta' madwar 10km. Fl-1980, is-sistema standardizzata ta 'komunikazzjoni tal-fibra ottika FT-3 fl-Istati Uniti tpoġġiet f'użu kummerċjali. Is-sistema użat fibra ottika multimode graded-indiċi b'rata ta' 44.7Mbit/s. Sussegwentement, l-Istati Uniti malajr stabbilixxew linji tat-tronk tal-lvant-punent u tat-tramuntana-linji tan-nofsinhar, qasmu 22 stat, b'tul totali ta 'kejbil ottiku ta' 5 × 10⁴km. Fl-1976 u fl-1978, il-Ġappun suċċessivament wettaq provi ta' sistemi ta' komunikazzjoni b'fibra ottika multimode b'rata ta' 34Mbit/s u distanza ta' trażmissjoni ta' 64km, kif ukoll sistemi ta' komunikazzjoni b'fibra ottika multimode graded-indiċi b'rata ta' 100Mbit/s. Fl-1983, il-Ġappun stabbilixxa linja tat-tronk tal-kejbil ottiku fuq distanza twila li tgħaddi minn tramuntana sa nofsinhar permezz tal-pajjiż, b'tul totali ta '3400km, rata ta' trażmissjoni inizjali ta '400Mbit/s, aktar tard estiża għal 1.6Gbit/s. Sussegwentement, is-sistema ta 'komunikazzjoni tal-kejbil ottiku taħt il-baħar TAT-8 madwar l-Oċean Atlantiku, mibdija mill-Istati Uniti, il-Ġappun, ir-Renju Unit, u Franza, tlestiet fl-1988, b'tul totali ta' 6.4 × 10³km; l-ewwel sistema ta 'komunikazzjoni tal-kejbil ottiku taħt il-baħar TPC-3/HAW-4 madwar l-Oċean Paċifiku tlestiet fl-1989, b'tul totali ta' 1.32 × 10⁵km. Minn dakinhar, il-kostruzzjoni ta 'sistemi ta' komunikazzjoni tal-kejbil ottiku taħt il-baħar ġiet żviluppata bis-sħiħ, u tippromwovi l-iżvilupp ta 'netwerks ta' komunikazzjoni globali.
Peress li Kao ppropona l-kunċett ta 'fibra ottika bħala mezz ta' trasmissjoni fl-1966, il-komunikazzjoni tal-fibra ottika żviluppat malajr ħafna minn riċerka għal applikazzjoni, b'aġġornamenti u ġenerazzjonijiet teknoloġiċi kontinwi, kontinwament ittejjeb il-kapaċitajiet ta 'komunikazzjoni (rata ta' trasmissjoni u distanza ta 'ripetitur), u kontinwament tespandi l-ambitu tal-applikazzjoni. L-iżvilupp tal-komunikazzjoni ottika jista 'jinqasam bejn wieħed u ieħor fil-ħames stadji li ġejjin:
L-ewwel stadju: Dan kien il-perjodu mir-riċerka bażika għall-iżvilupp ta 'applikazzjoni kummerċjali. Mill-1976, wara mill-qrib il-passi tar-riċerka u l-iżvilupp, wara ħafna provi fuq il-post, fl-1978, is-sistema tal-mewġ ottiku tal-ewwel ġenerazzjoni li topera f'tul ta 'mewġ ta' 0.8μm ġiet uffiċjalment imqiegħda f'użu kummerċjali, billi rrealizzaw wavelength qasir (0.85μm), b'rata baxxa (45Mbit/s jew 34Mbit/s) sistemi ta 'komunikazzjoni multimode tal-fibra ottika. Ħarġet fibra ottika b'telf ta' 2dB/km, b'distanza ta' trażmissjoni mhux-ripetitur ta' madwar 10km u kapaċità massima ta' komunikazzjoni ta' madwar 500Mbit/(s·km). Meta mqabbel ma 'sistemi ta' kejbil koassjali, il-komunikazzjoni tal-fibra ottika kienet estendiet id-distanzi tar-ripetituri, naqqset l-ispejjeż ta 'investiment u manutenzjoni, tilħaq l-għanijiet ta' insegwiment ta 'operazzjonijiet ta' inġinerija u kummerċjali, u l-komunikazzjoni tal-fibra ottika saret realtà.
It-tieni stadju: Dan kien perjodu prattiku b'għanijiet ta 'riċerka li jtejbu r-rati ta' trasmissjoni u jżidu d-distanzi ta 'trażmissjoni, u jippromwovu b'mod vigoruż l-applikazzjonijiet. Matul dan il-perjodu, il-fibra ottika żviluppat minn multimode għal waħda -modalità, wavelengths tax-xogħol żviluppati minn wavelengths qosra (0.85μm) għal wavelengths twal (1.31μm u 1.55μm), kisbet komunikazzjoni tal-fibra ottika tal-modalità waħda b'wavelength ta 'ħidma ta' 1.4051μm u trasmissjonijiet ta '1.405μm. It-telf tal-fibra ottika tnaqqas aktar għal livelli ta' 0.5dB/km (1.31μm) u 0.2dB/km (1.55μm), b'distanzi ta' trażmissjoni mhux-ripetituri ta' 50100km.
It-tielet stadju: Dan kien perjodu b'miri ta' kapaċità ultra-kbira u distanza ultra-twila, li twettaq riċerka b'mod komprensiv u bir-reqqa dwar teknoloġiji ġodda. Matul dan il-perjodu, ġiet realizzata komunikazzjoni tal-fibra ottika b'modalità waħda ta' dispersjoni 1.55μm-shifted single-. Din is-sistema ta 'komunikazzjoni tal-fibra ottika użat teknoloġija ta' modulazzjoni esterna, b'rati ta 'trażmissjoni li jilħqu 2.510Gbit/s u distanzi ta' trażmissjoni mhux-ripetituri jilħqu 100150km. Il-laboratorji jistgħu jiksbu livelli saħansitra ogħla.
Ir-raba 'stadju: Is-sistemi tal-komunikazzjoni tal-fibra ottika kienu kkaratterizzati mill-użu ta' amplifikaturi ottiċi biex iżidu d-distanzi tar-ripetituri u l-użu tat-teknoloġija tal-multiplexing tad-diviżjoni tal-wavelength biex iżidu r-rati tal-bit u d-distanzi tar-ripetituri. Minħabba li dawn is-sistemi kultant użaw skemi omodini jew eterodini, kienu jissejħu wkoll sistemi ta 'komunikazzjoni koerenti tal-mewġ ottiku. F'sistemi ta 'komunikazzjoni tal-fibra ottika f'dan l-istadju, it-telf tal-fibra ottika ġie kkumpensat minn amplifikaturi tal-fibra ottika (EDFA), u wara kumpens, it-trasmissjoni fuq eluf ta' kilometri kienet possibbli. F'esperiment wieħed, intuża star coupler biex jinkiseb multiplexing tad-dejta ta' 100-kanal 622Gbit/s fuq distanza ta 'trażmissjoni ta' 50km, b'crosstalk negliġibbli bejn il-kanali; f'esperiment ieħor, b'rata ta 'kanal wieħed ta' 2.5Gbit/s, mingħajr l-użu ta 'riġeneraturi, it-telf tal-fibra ottika ġie kkumpensat minn EDFA, bi spazjar tal-amplifikatur ta' 80km u distanza ta 'trażmissjoni ta' 2223km. L-użu ta' teknoloġija ta' skoperta koerenti f'sistemi ta' mewġ ottiku ma kienx prerekwiżit għall-użu tal-EDFA. Xi laboratorji kienu użaw loops li jiċċirkolaw biex jiksbu trasmissjoni tad-dejta ta '2.4Gbit/s, 2.1×10⁴km u 5Gbit/s, 1.4×10⁴km. Il-miġja ta 'amplifikaturi tal-fibra ottika kkawża bidliet kbar fil-qasam tal-komunikazzjoni tal-fibra ottika.
Il-ħames stadju: Is-sistemi ta 'komunikazzjoni tal-fibra ottika kienu bbażati fuq kompressjoni mhux lineari biex jikkumpensaw it-twessigħ tad-dispersjoni tal-fibra ottika, u jiksbu trasmissjoni konformi ta' sinjali tal-polz, l-hekk imsejħa komunikazzjoni soliton ottika. Dan l-istadju dam aktar minn 20 sena u kien kiseb progress kbir. Għalkemm din l-idea bażika ġiet proposta fl-1973, kien biss fl-1988 li Bell Laboratories użaw stimulat Raman tifrix telf ta 'kumpens għal telf ta' fibra ottika, jittrasmettu data fuq 4 × 10³km, u s-sena ta 'wara estendiet id-distanza ta' trażmissjoni għal 6 × 10³km. EDFA beda jintuża għall-amplifikazzjoni tas-soloni ottiċi fl-1989. Kellu vantaġġi akbar fil-prattika tal-inġinerija, u minn dak iż-żmien, xi laboratorji internazzjonali famużi bdew jivverifikaw il-potenzjal enormi tal-komunikazzjoni soliton ottika bħala komunikazzjoni ta'-veloċità għolja-distanza twila. Mill-1990 sal-1992, il-laboratorji fl-Istati Uniti u r-Renju Unit użaw loops li jiċċirkolaw biex jittrasmettu data ta '2.5Gbit/s u 5Gbit/s fuq aktar minn 1×10⁴km; Il-laboratorji Ġappuniżi trażmettu data ta '10Gbit/s fuq 1 × 10⁶km. Fl-1995, il-laboratorji Franċiżi trażmettu data ta '20Gbit/s fuq 1 × 10⁶km, b'distanza ripetitur ta' 140km. Fl-1995, il-laboratorji Brittaniċi trażmettu data ta '20Gbit/s fuq 8100km u data ta' 40Gbit/s fuq 5000km. Twettqu wkoll provi fuq il-post ta 'sistemi ta' soliton ottiċi lineari f'netwerks ta 'żona metropolitana madwar Tokyo, il-Ġappun, li jittrasmettu data ta' 10Gbit/s u 20Gbit/s fuq 2.5×10³km u 1×10³km rispettivament. Fl-1994 u fl-1995, dejta b'veloċità għolja-ta' 80Gbit/s u 160Gbit/s ġiet trażmessa wkoll fuq 500km u 200km rispettivament.
