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光纖是什么 到底什么是光纖

時(shí)間:2019-06-11 00:36:35 來(lái)源: 點(diǎn)擊:次

  光纖是什么到底什么是光纖

  光纖是什么到底什么是光纖民用寬帶上網(wǎng)也好工業(yè)使用激光打標激光切割用也好.很多現在都能聽(tīng)到這個(gè)詞光纖.光纖是什么?到底什么是光纖?這也許有些人并不知道。光纖是光導纖維的簡(jiǎn)寫(xiě),是一種由玻璃或塑料制成的纖維,注意看這里面是玻璃。是不是看見(jiàn)過(guò)很多光纖光纜線(xiàn)外面掛著(zhù):光纖光纜無(wú)銅??是的光纖光纜在老百姓手里可以一問(wèn)不值啊。

  光纖是什么?光纖可作為光傳導工具。傳輸原理是‘光的全反射’。前香港中文大學(xué)校長(cháng)高錕和GeorgeA.Hockham首先提出光纖可以用于通訊傳輸的設想,高錕因此獲得2009年諾貝爾物理學(xué)獎。微細的光纖封裝在塑料護套中,使得它能夠彎曲而不至于斷裂。通常,光纖的一端的發(fā)射裝置使用發(fā)光二極管(lightemittingdiode,LED)或一束激光將光脈沖傳送至光纖,光纖的另一端的接收裝置使用光敏元件檢測脈沖。在日常生活中,由于光在光導纖維的傳導損耗比電在電線(xiàn)傳導的損耗低得多,光纖被用作長(cháng)距離的信息傳遞。

  1870年的一天,英國物理學(xué)家丁達爾到皇家學(xué)會(huì )的演講廳講光的全反射原理,他給大家做了一個(gè)演示:先在一個(gè)木桶上鉆個(gè)孔,然后導進(jìn)去水。然后用燈從桶上邊把水照亮。結果使觀(guān)眾們大吃一驚。人們看到,放光的水從水桶的小孔里流了出來(lái),水流彎曲,光線(xiàn)也跟著(zhù)彎曲,光居然被彎彎曲曲的通過(guò)水變成了彎曲的形狀。理解了嗎?光給水傳輸了還可以彎曲。

  這是全反射的作用,即光從水中射向空氣,當入射角大于某一角度時(shí),折射光線(xiàn)消失,全部光線(xiàn)都反射回水中。表面上看,光好像在水流中彎曲前進(jìn)。

  可能有人問(wèn)這個(gè)和光纖有啥關(guān)系啊。到底什么是光纖啊。呵呵這就是光纖的雛形啊,光被傳導了。光是一種電磁波可見(jiàn)光部分波長(cháng)范圍是:390~760nm(納米)。大于760nm部分是紅外光,小于390nm部分是紫外光。光纖中應用的是:850nm,1310nm,1550nm三種。

  光的折射,反射和全反射。

  因光在不同物質(zhì)中的傳播速度是不同的,所以光從一種物質(zhì)射向另一種物質(zhì)時(shí),在兩種物質(zhì)的交界面處會(huì )產(chǎn)生折射和反射。而且,折射光的角度會(huì )隨入射光的角度變化而變化。當入射光的角度達到或超過(guò)某一角度時(shí),折射光會(huì )消失,入射光全部被反射回來(lái),這就是光的全反射。不同的物質(zhì)對相同波長(cháng)光的折射角度是不同的(即不同的物質(zhì)有不同的光折射率),相同的物質(zhì)對不同波長(cháng)光的折射角度也是不同。光纖通訊就是基于以上原理而形成的。

  光纖是什么?光纖結構:

  光纖裸纖一般分為三層:中心高折射率玻璃芯(芯徑一般為50或62.5μm),中間為低折射率硅玻璃包層(直徑一般為125μm),最外是加強用的樹(shù)脂涂層。

  直到1960年,美國科學(xué)家Maiman發(fā)明了世界上第一臺激光器后,為光通訊提供了良好的光源。隨后二十多年,人們對光傳輸介質(zhì)進(jìn)行了攻關(guān),終于制成了低損耗光纖,從而奠定了光通訊的基石。從此,光通訊進(jìn)入了飛速發(fā)展的階段。

  光纖是什么光纖傳輸有許多突出的優(yōu)點(diǎn):

  光纖是什么光纖頻帶寬

  頻帶的寬窄代表傳輸容量的大小。載波的頻率越高,可以傳輸信號的頻帶寬度就越大。在VHF頻段,載波頻率為48.5MHz~300Mhz。帶寬約250MHz,只能傳輸27套電視和幾十套調頻廣播??梢?jiàn)光的頻率達100000GHz,比VHF頻段高出一百多萬(wàn)倍。盡管由于光纖對不同頻率的光有不同的損耗,使頻帶寬度受到影響,但在最低損耗區的頻帶寬度也可達30000GHz。目前單個(gè)光源的帶寬只占了其中很小的一部分(多模光纖的頻帶約幾百兆赫,好的單模光纖可達10GHz以上),采用先進(jìn)的相干光通信可以在30000GHz范圍內安排2000個(gè)光載波,進(jìn)行波分復用,可以容納上百萬(wàn)個(gè)頻道。

  光纖損耗低

  在同軸電纜組成的系統中,最好的電纜在傳輸800MHz信號時(shí),每公里的損耗都在40dB以上。相比之下,光導纖維的損耗則要小得多,傳輸1.31um的光,每公里損耗在0.35dB以下若傳輸1.55um的光,每公里損耗更小,可達0.2dB以下。這就比同軸電纜的功率損耗要小一億倍,使其能傳輸的距離要遠得多。光纖是什么?光纖傳輸損耗還有兩個(gè)特點(diǎn),一是在全部有線(xiàn)電視頻道內具有相同的損耗,不需要像電纜干線(xiàn)那樣必須引入均衡器進(jìn)行均衡;二是其損耗幾乎不隨溫度而變,不用擔心因環(huán)境溫度變化而造成干線(xiàn)電平的波動(dòng)。

  光纖重量輕

  光纖是什么?因為光纖非常細,單模光纖芯線(xiàn)直徑一般為4um~10um,外徑也只有125um,加上防水層、加強筋、護套等,用4~48根光纖組成的光纜直徑還不到13mm,比標準同軸電纜的直徑47mm要小得多,加上光纖是玻璃纖維,比重小,使它具有直徑小、重量輕的特點(diǎn),安裝十分方便。

  光纖抗干擾能力強

  光纖的基本成分是石英,只傳光,不導電,不受電磁場(chǎng)的作用,在其中傳輸的光信號不受電磁場(chǎng)的影響,故光纖傳輸對電磁干擾、工業(yè)干擾有很強的抵御能力。也正因為如此,在光纖中傳輸的信號不易被竊聽(tīng),因而利于保密。

  光纖保真度高

  光纖傳輸一般不需要中繼放大,不會(huì )因為放大引人新的非線(xiàn)性失真。只要激光器的線(xiàn)性好,就可高保真地傳輸電視信號。實(shí)際測試表明,好的調幅光纖系統的載波組合三次差拍比C/CTB在70dB以上,交調指標cM也在60dB以上,遠高于一般電纜干線(xiàn)系統的非線(xiàn)性失真指標。

  光纖工作性能可靠

  一個(gè)系統的可靠性與組成該系統的設備數量有關(guān)。設備越多,發(fā)生故障的機會(huì )越大。因為光纖系統包含的設備數量少(不像電纜系統那樣需要幾十個(gè)放大器),可靠性自然也就高,加上光纖設備的壽命都很長(cháng),無(wú)故障工作時(shí)間達50萬(wàn)~75萬(wàn)小時(shí),其中壽命最短的是光發(fā)射機中的激光器,最低壽命也在10萬(wàn)小時(shí)以上。故一個(gè)設計良好、正確安裝調試的光纖系統的工作性能是非??煽康?。

  光纖使用成本不斷下降

  目前,有人提出了新摩爾定律,也叫做光學(xué)定律(OpticalLaw)。該定律指出,光纖傳輸信息的帶寬,每6個(gè)月增加1倍,而價(jià)格降低1倍。光通信技術(shù)的發(fā)展,為Internet寬帶技術(shù)的發(fā)展奠定了非常好的基礎。這就為大型有線(xiàn)電視系統采用光纖傳輸方式掃清了最后一個(gè)障礙。由于制作光纖的材料(石英)來(lái)源十分豐富,隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步,成本還會(huì )進(jìn)一步降低;而電纜所需的銅原料有限,價(jià)格會(huì )越來(lái)越高。顯然,今后光纖傳輸將占絕對優(yōu)勢,成為建立全省、以至全國有線(xiàn)電視網(wǎng)的最主要傳輸手段
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