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光纤传输原理(光缆和光纤的区别)

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光纤原理

光纤的原理就是利用光的全反射,来达到信息的高速传播,理论上传播速度可以到达光速。

光纤的主要成分是石英,将石英玻璃纤维外覆盖其他材料时,通过光的全反射原理可充分保证光可以在石英玻璃纤维的表面进行全反射。

现阶段,人们对光纤系统进行系统化的改良与升级之后,出现了单模光纤,多模光纤,全波光纤,特种光纤等,不同种类的广播本身具备不同的属性。

光纤具有带宽宽,无串音,抗辐射等有点,并且提出光纤可以用于通讯传输设想的研究者被授予2009年的诺贝尔物理学奖。

光纤是如何传输信号的呢?看完你就懂了!

现在互联网产业日益增长,人们对于互联网的需求量越来越大,对网速带宽的要求也越来越高。拿以前的网速对比现在的网速,我们可以发现网速的速度几乎翻倍的增长,由以前的1M、2M到现在的50M、100M,还有现在的光纤宽带,那么现在的光纤是如何传输信号的呢?下面就让我们来看看吧

光纤通信的原理其实不复杂,它就是在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化,并通过光纤发送出去;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息。

光通讯就是由发光二极管LED或注入型激光二极管ILD发出光信号沿光媒体传播,在另一端则有PIN或APD光电二极管作为检波器接收信号。对光载波的调制为移幅键控法,又称亮度调制(Intensity ModulaTIon)。典型的做法是在给定的频率下,以光的出现和消失来表示两个二进制数字。发光二极管LED和注入型激光二极管ILD的信号都可以用这种方法调制,PIN和ILD检波器直接响应亮度调制。

光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式。由于激光具有高方向性、高相干性、高单色性等显著优点,光纤通信中的光波主要是激光,所以又叫做激光-光纤通信。

功率放大:将光放大器置于光发送端之前,以提高入纤的光功率。使整个线路系统的光功率得到提高。在线中继放大:建筑群较大或楼间距离较远时,可起中继放大作用,提高光功率。前置放大:在接收端的光电检测器之后将微信号进行放大,以提高接收能力。

光缆不易分支,因为传输的是光信号,所以一般用于点到点的连接。光的总线拓扑结构的实验性多点系统已经建成,但是价格还太贵。原则上,由光纤功率损失小、衰减少,有较大的带宽潜力,因此,一般光纤能够支持的接头数比双绞线或同轴电缆多得多。低价可靠的发送器为0.85um波长发光二极管LED,能支持100Mbps的传输率和1.5~2KM范围内的局域网。激光二极管的发送器成本较高,且不能满足百万小时寿命的要求。运行在0.85um波长的发光二极管检波器PIN也是低价的接收器。

光纤的应用方面也十分的广泛,大到企业服务器的链接,小到家庭住户的上网,它都能涉及到,现在网络已经进入了千家万户,可以说是融入了我们的生活,未来还有更快更便捷的5G网络,值得我们去期待。

光纤传输信号的原理?

利用光的全反射,光纤为光信号提供载体,使得光信号沿光纤传输。光信号传输,通常采用复用技术,即wdm。密集波分复用,dwdm,使得光容量大大提高。

光纤传输的基本原理是什么?

光的全反射的原理

光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式。由于激光具有高方向性、高相干性、高单色性等显著优点,光纤通信中的光波主要是激光,所以又叫做激光-光纤通信。

光纤通信的原理是:在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化,并通过光纤发送出去;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息。

光纤通信是现代通信网的主要传输手段,它的发展历史只有一二十年,已经历三代:短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤。采用光纤通信是通信史上的重大变革,美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路,而致力于发展光纤通信。中国光纤通信已进入实用阶段。

光纤传输主要采用了光的什么传输原理

光纤传输主要采用了光的全反射传输原理。根据查询相关公开信息显示,光纤传输是利用光的全反射原理,射线在纤芯和包层的交界面会产生全反射,并形成把光闭锁在光纤芯内部向前传播,即使经过弯曲的路光线也不会射出光纤之外。

光在光纤中的传输原理是什么?

射线理论认为,光在光纤中传播主要是依据全反射原理。全反射原理:因光在不同物质中的传播速度是不同的,所以光从一种物质射向另一种物质时,在两种物质的交界面处会产生折射和反射。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。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的(即不同的物质有不同的光折射率),相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。光纤通讯就是基于以上原理而形成的。

按照几何光学全反射原理,射线在纤芯和包层的交界面产生全反射,并形成把光闭锁在光纤芯内部向前传播的必要条件,即使经过弯曲的路由光线也不射出光纤之外。

扩展资料:

光纤的分类:

①石英光纤:

石英光纤(Silica Fiber)是以二氧化硅(SiO2)为主要原料,并按不同的掺杂量,来控制纤芯和包层的折射率分布的光纤。石英(玻璃)系列光纤,具有低耗、宽带的特点,已广泛应用于有线电视和通信系统。

石英玻璃光导纤维的优点是损耗低,当光波长为1.0~1.7μm(约1.4μm附近),损耗只有1dB/km,在1.55μm处最低,只有0.2dB/km。

②掺氟光纤:

掺氟光纤(Fluorine Doped Fiber)为石英光纤的典型产品之一。通常,作为1.3μm波域的通信用光纤中,控制纤芯的掺杂物为二氧化锗(GeO2),包层是用SiO2作成的。但接氟光纤的纤芯,大多使用SiO2,而在包层中却是掺入氟素的。

由于瑞利散射损耗是因折射率的变动而引起的光散射现象。所以,希望形成折射率变动因素的掺杂物,以少为佳。氟素的作用主要是可以降低SIO2的折射率。因而,常用于包层的掺杂。

石英光纤与其它原料的光纤相比,还具有从紫外线光到近红外线光的透光广谱,除通信用途之外,还可用于导光和图像传导等领域。

③红外光纤:

作为光通信领域所开发的石英系列光纤的工作波长,尽管用在较短的传输距离,也只能用于2μm。为此,能在更长的红外波长领域工作,所开发的光纤称为红外光纤。红外光纤(Infrared Optical Fiber)主要用于光能传送。

例如有:温度计量、热图像传输、激光手术刀医疗、热能加工等等,普及率尚低。

④复合光纤:

复合光纤(Compound Fiber)是在SiO2原料中,再适当混合诸如氧化钠(Na2O)、氧化硼(B2O3)、氧化钾(K2O)等氧化物制作成多组分玻璃光纤,特点是多组分玻璃比石英玻璃的软化点低且纤芯与包层的折射率差很大。主要用在医疗业务的光纤内窥镜。

⑤氟氯化物光纤:

氟化物光纤氯化物光纤(Fluoride Fiber)是由氟化物玻璃作成的光纤。这种光纤原料又简称 ZBLAN(即将氟化锆(ZrF2)、氟化钡(BaF2)、氟化镧(LaF3)、氟化铝(AlF3)、氟化钠(NaF)等氯化物玻璃原料简化成的缩语。

主要工作在2~10μm波长的光传输业务。由于ZBLAN具有超低损耗光纤的可能性,正在进行着用于长距离通信光纤的可行性开发,例如:其理论上的最低损耗,在3μm波长时可达10-2~10-3dB/km,而石英光纤在1.55μm时却在0.15-0.16dB/Km之间。

ZBLAN光纤由于难于降低散射损耗,只能用在2.4~2.7μm的温敏器和热图像传输,尚未广泛实用。最近,为了利用ZBLAN进行长距离传输,正在研制1.3μm的掺镨光纤放大器(PDFA)。

⑥塑包光纤:

塑包光纤(Plastic Clad Fiber)是将高纯度的石英玻璃作成纤芯,而将折射率比石英稍低的如硅胶等塑料作为包层的阶跃型光纤。它与石英光纤相比较,具有纤芯粗、数值孔径(NA)高的特点。因此,易与发光二极管LED光源结合,损耗也较小。所以,非常适用于局域网(LAN)和近距离通信。

参考资料:百度百科-  光纤

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