光纤传输原理

光纤传输原理 利用原理是 当光线从光密介质射入光疏介质的角度变化到一定程度时，光就不能再射入另一个介质中了，于是就会产生光的全反射现象。 简单的光纤可以就是一根玻璃丝，根据不同要求，它可以做得非常细，一般从几微米到几百微米。通常很多光纤都会在面加(涂)上一层别的物质，叫包层或涂敷层。这一层物质可以作为光疏媒质起折射作用，有的还可以增强光纤的柔软性使其可以随意弯曲。没有涂敷层的光纤就叫裸纤。裸纤也可以传播光信号 (这时光纤和空气就成了两种不的介质)。根据不同 需要，人们在玻璃或石英中可以加入其他化学元素，可以利用多种复杂使细细光纤的内部具有复杂的结构。因此，光纤的品种也是很多的，有的可以同时传送上千种不同波型的光波，有的则只能通过单一波型的光线。光纤的制作过程比较精细，通常叫做拉丝 。光纤通信中用到的光缆是由数十到数百根这样的光纤集成的，其中每根光纤都可承担起巨大的通讯量。 光 所以能在光纤中传输，主要是纤芯和包层的共同作用。根据光折射道理，光纤的纤芯和它外面的包层肯定是两种密度不同的物质，而且纤芯的密度应该大于包层。这样，只要一个光线射 入的角度合适，那么这束光线就会在光纤内部不停地进行全反射而传向另一端。 实际应用中的光纤，只要不是过分弯曲，进入光纤的光都会在光纤内来回反射，曲折向前传播，但也会有部分光渗入到包层并在其内传播。光在光纤中传播时也会激发出一定的电磁波模式，这种模式同光纤的粗细有关，芯径太细难以形成确定的传输模式，芯径太粗则使传输模式增多，使色散严重，固而光纤的纤芯不能太粗也不能太细，一般为传输波长的 几倍至几十倍。按照光纤中容许传输的电磁波模式的不同，可以把光纤分为单模光纤和多模光纤。单模光纤指只能传输一种电磁波模式，多模光纤指可以传输多个电磁波模式，实 际上单模光纤和多模光纤之分，也就是纤芯的直径之分。单模光纤细，多模光纤粗。在有线电视网络中使用的光纤全是单模光纤，其传播特性好，带宽可达10GHZ，可以在一根光纤中传输60套PAL—D电视节目。 了解了光纤传输光线的原理，那么它又是 如何将各种文字、图像、声音传播的呢, 原来，利用电子技术，人们可以将文字、图像、声音等信息转换成电 ”和“0”组成的数字串，这就是我们现在常说子信号，使它们统统变成由“1 的“数字技术”。在数字技术里，1和0就表示电路的开和闭，运用到光电技术里，它们可以实现有光和无光两种状态。于是，人们通过光端机(向光纤中输入光信号的设备)向光纤发出一连串明暗不同的光信号，光纤的另一端接收到这些光信号后，再通过专门的设备把它还原成数字信号，最后再由电视、收音机、计算机等将数字信号还原成文字、图像、声音等。 光纤通信有着无比的优越性，首先是它的容量大得惊人，一根细细的光纤可以同时传输数万人甚至上亿路电话，可以传输数千套电视节目，这是其他传输手段无法比拟的。其次，光纤传输的是光信号，它不受外界电磁场的干扰，也不怕潮湿、不怕腐蚀、无污染、保密性强等。光纤传输信号的损耗也小，只有电缆的十分之一。一般同轴电缆，每隔1.5公里就要设一个中继站以弥补信号的衰减;而光纤通信的中继站，距离可超出10公里。另外，光纤的原料就是我们熟悉的沙子(石英)，地球上多的是而且非常便宜。几克石英就能制出一公里长的光纤。因而用光纤代替普通金属导线可以节约大量宝贵的有色金属铜和铅。光纤的重量很轻，8根光纤做成的光缆，每公里仅重约60公斤，而同样数量的普通电缆则有4吨重。