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光纤是如何传输信号的?

发布时间:2019-07-09

互联网这个词现在没人不知道,但是要问它是什么估计就说不清楚了,都知道它能上网干很多事情,还有利用互联网技术诞生了很多超级大公司,这就是我们对互联网的印象,互联网真的是像手机信号一样,看不见摸不着的吗?

其实互联网的传输除了我们知道的基站外,还有远距离传输的光缆,在洲际间连接的海底光缆,目前全球有多达380多条海底光缆,负责各大洲之间95%的语言和数据传输,我们在看国外一场足球比赛,电视节目,打越洋电话,还有用的网络都是通过海底光缆来传输的。

光缆是一种通讯电缆,由两个或者多个玻璃,塑料光纤芯及包裹层组成,光纤内部信号传输一般采用激光,它具有更高的速率,更大容量,长距离传输的特点。


单根光纤数据传输速率可达几Gbps,海底光缆的传输达到惊人的160TBps,在不使用信号放大器的情况下每次传输距离能达几十公里。(1G=1024M   1T=1024G)


光纤发展历史


古代没有互联网,没有光缆,要快速的传送信息就只有用飞鸽了。随着科学技术的飞速发展,人类已进入信息时代,随着信息量的增大增多,就要寻找一种新的传输方式,经过多年的研究,传输速度更快传输量更大,低损耗的光纤通讯诞生,从此人类跨入了光时代。


1870年英国物理学家发现光的全反射原理,为以后的光纤传输信号奠定了基础。


1880年发明了“光话机”是利用光束传输声波


1970年康宁公司研制出了衰减较小的石英玻璃光纤。


1980年第一条光缆开始商用


1988年连接英美的跨大西洋海底光缆铺设成功


1978年中国自行研制出通讯光纤


2005年超大容量的光纤通讯在上海到杭州开通


光纤工作原理


如果把互联网比作信息高速公路的话,光缆就好比是高速公路的基石,那么大容量的信息光缆是怎么高速远距离传输的嘞?


在发射端首先把要传输的信息(如话音)变成电信号,然后通过激光器发射到激光束上,光的强度会随电信号的频率一起变化,并通过光纤发射出去,在接收端,检测器受到光信号后把它变成电信号,经过处理后恢复原信息。

光纤内部用玻纤制成的光导纤维,可以把光信号传输到几千公里外,将几百上千根光导纤维组合在一起,制成像电缆一样的光缆,这样既提高了光导纤维的强度,又大大增加了通讯容量。


光在不同物质中的传播速度是不一样的,所以从一种物质射到另一种物质时,两种物质的交界处会发生折射和反射,而且折射光的角度会随入射光的角度变化而变化,当入射光的角度达到或者超过某一角度时,折射光会消失,入射光全部被反射回来,这就是光的全反射。


光纤的制造过程


首先将光纤预制棒的胚体,主要成分是高纯度二氧化硅,在1500度的温度里烧制成光纤预制棒。

经过20个小时后,高纯度的光棒烧制成功,将长3米直径20厘米光棒悬挂到拉丝炉内,可以在48小时内不间断拉丝7500公里,将一根退火管清理干净,以防止杂质和灰尘落到光纤上,光棒在2200摄氏度的高温下融化成软胚胎,经过1米长的退火管后,逐渐冷却成为直径0.1毫米的玻璃丝,收线机旋转带动光纤拉丝并完成光纤的收集。

光缆,光纤的区别


前面说了那么多,一会光纤一会光缆的,是不是看的有点懵,他们之间有啥区别呢?


光缆是由一定数量的光纤组成缆芯,外面包裹有护套和保护层,用于通讯,远距离大容量信息传输。

光纤是一种传输工具,就如同一根细细的塑料丝,很细的光纤会被封装在塑料套中,用作长距离的信息传递。所以光缆是包含光纤的。

最后再说一个电缆,电缆是由导电线芯,绝缘层,密封保护层组成,是以金属材料(大多为铜,铝)为导体,用与传输电力或者信息的导线,是由几根或者几组导线绞合而成,电缆多用于交通枢纽,变电站等地方,其实电线和电缆没有严格的界限,通常我们把直径小,电芯少的叫电线,直径大,电芯多,结构复杂的叫电缆。