光纖是如何傳輸信號的？

2020-10-18 製造原理

來源：製造原理

網際網路這個詞現在沒人不知道，但是要問它是什麼估計就說不清楚了，都知道它能上網幹很多事情，還有利用網際網路技術誕生了很多超級大公司，這就是我們對網際網路的印象，網際網路真的是像手機信號一樣，看不見摸不著的嗎？

其實網際網路的傳輸除了我們知道的基站外，還有遠距離傳輸的光纜，在洲際間連接的海底光纜，目前全球有多達380多條海底光纜，負責各大洲之間95%的語言和數據傳輸，我們在看國外一場足球比賽，電視節目，打越洋電話，還有用的網絡都是通過海底光纜來傳輸的。

光纜是一種通訊電纜，由兩個或者多個玻璃，塑料光纖芯及包裹層組成，光纖內部信號傳輸一般採用雷射，它具有更高的速率，更大容量，長距離傳輸的特點。

單根光纖數據傳輸速率可達幾Gbps，海底光纜的傳輸達到驚人的160TBps，在不使用信號放大器的情況下每次傳輸距離能達幾十公裡。（1G=1024M   1T=1024G）

光纖發展歷史

古代沒有網際網路，沒有光纜，要快速的傳送信息就只有用飛鴿了。隨著科學技術的飛速發展，人類已進入資訊時代，隨著信息量的增大增多，就要尋找一種新的傳輸方式，經過多年的研究，傳輸速度更快傳輸量更大，低損耗的光纖通訊誕生，從此人類跨入了光時代。

1870年英國物理學家發現光的全反射原理，為以後的光纖傳輸信號奠定了基礎。

1880年發明了「光話機」是利用光束傳輸聲波

1970年康寧公司研製出了衰減較小的石英玻璃光纖。

1980年第一條光纜開始商用

1988年連接英美的跨大西洋海底光纜鋪設成功

1978年中國自行研製出通訊光纖

2005年超大容量的光纖通訊在上海到杭州開通

光纖工作原理

如果把網際網路比作信息高速公路的話，光纜就好比是高速公路的基石，那麼大容量的信息光纜是怎麼高速遠距離傳輸的嘞？

在發射端首先把要傳輸的信息（如話音）變成電信號，然後通過雷射器發射到雷射束上，光的強度會隨電信號的頻率一起變化，並通過光纖發射出去，在接收端，檢測器受到光信號後把它變成電信號，經過處理後恢復原信息。

光纖內部用玻纖製成的光導纖維，可以把光信號傳輸到幾千公裡外，將幾百上千根光導纖維組合在一起，製成像電纜一樣的光纜，這樣既提高了光導纖維的強度，又大大增加了通訊容量。

光在不同物質中的傳播速度是不一樣的，所以從一種物質射到另一種物質時，兩種物質的交界處會發生折射和反射，而且折射光的角度會隨入射光的角度變化而變化，當入射光的角度達到或者超過某一角度時，折射光會消失，入射光全部被反射回來，這就是光的全反射。

光信號就是在光纖內經過一次次的折射傳輸到終點的，光信號在一次次折射後會分散或者衰減，就需要把光信號每50公裡放大一次。

光纖的製造過程

首先將光纖預製棒的胚體，主要成分是高純度二氧化矽，在1500度的溫度裡燒製成光纖預製棒。

經過20個小時後，高純度的光棒燒製成功，將長3米直徑20釐米光棒懸掛到拉絲爐內，可以在48小時內不間斷拉絲7500公裡，將一根退火管清理乾淨，以防止雜質和灰塵落到光纖上，光棒在2200攝氏度的高溫下融化成軟胚胎，經過1米長的退火管後，逐漸冷卻成為直徑0.1毫米的玻璃絲，收線機旋轉帶動光纖拉絲並完成光纖的收集。

光纜，光纖的區別

前面說了那麼多，一會光纖一會光纜的，是不是看的有點懵，他們之間有啥區別呢？

光纜是由一定數量的光纖組成纜芯，外面包裹有護套和保護層，用於通訊，遠距離大容量信息傳輸。

光纖是一種傳輸工具，就如同一根細細的塑料絲，很細的光纖會被封裝在塑料套中，用作長距離的信息傳遞。所以光纜是包含光纖的。

最後再說一個電纜，電纜是由導電線芯，絕緣層，密封保護層組成，是以金屬材料（大多為銅，鋁）為導體，用與傳輸電力或者信息的導線，是由幾根或者幾組導線絞合而成，電纜多用於交通樞紐，變電站等地方，其實電線和電纜沒有嚴格的界限，通常我們把直徑小，電芯少的叫電線，直徑大，電芯多，結構複雜的叫電纜。

這些年華為的手機業務發展迅猛，現在已經超越了蘋果是全球第二大手機廠商，也許是因為華為在手機業務方面發展得太好了，已經掩蓋住了公司主要業務：信息與通訊業務，在海底電纜工程領域，很多通訊技術都是由華為提供的，華為公司目前擁有幾十個海底光纜項目，2015年到2020年華為鋪設的海底光纜佔全球1/4，驚嘆！華為除了做手機，還有這麼厲害的技術。

隨著5G技術的發展，它用的是下一代蜂窩技術，採用微波傳輸，速度快覆蓋面大，5G下載速度高達10Gbps比起當前的1000兆光纖更快，隨著5G商用網絡費用降低後，有人預言5G不但會淘汰WIFI還會淘汰傳輸速度更快的光纖，你覺得呢？

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    光纖傳輸，它是以光導纖維為介質進行的數據、信號傳輸。 　　光纖的傳輸距離主要是取決於發送方光強度與接收方的靈敏度 　　光纖傳輸，它是以光導纖維為介質進行的數據、信號傳輸，利用的是光全反射原理。
  • 你知道的光纖傳輸,是這樣的嗎?
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