1.1.1 光传输网的产生与发展
1.光通信的产生
1.1.1 光传输网的产生与发展
光通信可以说是一门既非常古老又较新的技术。在中国和西方古代典籍中，有许多关于用光来发送信号、传递信息的记载。西汉史学家司马迁的《史记》中记载，春秋战国时期，列国为了争霸，互相防守，开始修建万里长城，抵御外敌入侵。当有外敌入侵时，可以点燃烽火台的狼烟，如图1-1所示，一座座烽火狼烟点起，外敌入侵的消息在一炷香的时间就从边关传送到都城，为抵御外敌的入侵提供了及时的消息。
在西方也有类似的记载，约公元前300年，在埃及亚历山大港的法罗斯岛上，托罗密王朝法老托罗密二世建造了亚历山大法罗斯灯塔，利用灯塔光进行通信，如图1-2所示。据说它的高度达到150m，灯光在数百米外都能看见，这是古代世界七大奇迹之一。
图1-1 古代长城烽火狼烟光通信
图1-2 灯塔光通信
小贴士
除了古代使用光信号来传递信息之外，今天也有使用光信号来传递信息的事例，比如旗语，在2017年上影的由吴京等主演的影片《战狼Ⅱ》中，冷锋（吴京扮演）为了营救自己的同胞，通过交战区时高举中国国旗，将大国的形象展现于世人面前，虽无一枪一弹，但仍让人热血沸腾。充分体现了国强则民强，国强，国民就能扬眉吐气，不受欺凌。
这些古代和现代的光通信有一个共同的特点就是用可见光作为信号，在大气中直接传输信号。显然，这在实际应用中会受到很多限制，如很难找到合适的信号源，树木、建筑物的遮挡，强烈的太阳辐射，以及无法避免雨、雪、雾等天气因素。所以严格来说，上述这些都不能称之为真正意义上的光通信。
真正意义上的光通信必须解决两个最基本的问题：一是必须有稳定、低损耗的传输介质；二是必须有高强度、可靠的光源。
2.光纤通信的产生
光纤通信的产生历程如图1-3所示，1958年阿瑟·伦纳德·肖洛与查尔斯·哈德·汤斯揭示激光器工作原理之后，1960年美国科学家梅曼率先研制出红宝石激光器，该激光器可以作为光纤通信理想的光源。后来又发明了氦氖激光器、二氧化碳激光器等。
图1-3 光纤通信的产生历程
1966年，美籍华人高锟和霍克哈姆发表论文，率先提出可以用提纯的石英玻璃纤维（即光导纤维，简称光纤）作为光通信的介质，并且预见低损耗光纤可用于通信，为真正意义的光通信奠定了重要的基础，高锟也因此获得了2009年的诺贝尔物理学奖。
1970年，康宁公司根据高锟的提纯建议研制出了损耗约为20dB/km的石英系多模光纤，使光纤作为通信的传输介质成为现实。
至此，真正意义的光通信的两个最基本问题已完全解决。
1976年，日本把光纤的损耗降低到0.47dB/km，同年，美国首先成功地进行了系统容量为44.736Mbit/s、传输距离为10km的光纤通信系统现场试验。
而我国也在1979年拉制出第一根损耗为0.2dB/km的光纤，1990年光纤的损耗已经降低至0.14dB/km，已接近于光纤损耗的理论极限值。
3.光传输网的发展
1972年，国际电信联盟电信标准分局（ITU-T）的前身国际电报电话咨询委员会（CCITT）提出了第一批准同步数字体系（Plesiochronous Digital Hierarchy，PDH）建议。
1988年，国际电信组织通过了第一批同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）建议。1990年以后，SDH成为光纤通信的基本传输方式。
21世纪初期，短信、彩信、电子商务、实时视频等多种IP业务快速发展，促使基于SDH的多业务传送平台（Multi-Service Transport Platform，MSTP）在2002年诞生。
21世纪，波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）被广泛建设和使用。WDM解决了PDH、SDH和MSTP的资源浪费问题。数字电视、远程会议、网络直播等业务遍地开花，这些新兴业务对传输网络的带宽及可靠性都有了更高的要求。相对于WDM技术，光传送网络（OTN）能提供更大的带宽、更可靠的传输。
小贴士
目前，我国已经成为全球光纤通信领域综合实力最强、技术最先进的国家之一。我国已经建成了全球规模最大的光纤网络，固定宽带全面普及，网络速率已位居全球上等水平，百兆以上光纤成为用户普遍的选择，千兆宽带也逐渐深入人心。在2020年，“新基建”政策为信息通信网络的快速发展带来新的契机，光纤承载网是发展“新基建”的重要基础设施和必要前提，其发展水平更是成为衡量国家综合实力的一项重要指标。以OTN承载网为技术基础的千兆固网是我国新型基础设施的重要组成部分，也是支撑万物互联时代、实现网络强国建设的重要支撑。