科普光纖傳輸原理

光纖的優(yōu)點我們不可否認(rèn)，就拿光纖的適應(yīng)能力來說吧，光纖不怕外界強(qiáng)電磁場的干擾、耐腐蝕，可撓性強(qiáng)(彎曲半徑大于25 厘米時其性能不受影響)等。因此我們更應(yīng)該了解光纖傳輸原理，下面就讓科蘭通訊專家為我們講解一下光纖傳輸原理。

光纖傳輸原理

光傳輸系統(tǒng)由三個部分組成，即光源、傳輸介質(zhì)和檢測器。習(xí)慣上，一個光脈沖表示比特1，而無光脈沖則表示比特0。傳輸介質(zhì)是極細(xì)的玻璃纖維。當(dāng)光照到檢測器時，它產(chǎn)生一個電脈沖。在光纖的一端放上光源，另一端放上檢測器，我們就有了一個單向傳輸系統(tǒng)，它接收一個電信號，轉(zhuǎn)換成光脈沖并傳輸出去，然后接收端再把光脈沖轉(zhuǎn)換為電信號。

實際上，如果不是利用了一個物理上的原理，這種光纖傳播系統(tǒng)就會因為漏光而沒有實用價值。當(dāng)光通過一種介質(zhì)而進(jìn)入另一種介質(zhì)時，例如，光從空氣射入二氧化硅之中時，在兩者的界面上光將發(fā)生折射現(xiàn)象(彎曲)，原因就是兩種物質(zhì)對光的折射率不同導(dǎo)致的。

入射光在邊界上經(jīng)角度α1射入，以角度β1射出。折射量取決于兩種介質(zhì)的特性(兩者的折射率)。如果入射角大于一個臨界值，光線將完全反射回二氧化硅，而不會漏入空氣中。因而，光的入射角大于或等于臨界值時，光線將完全限制在光纖之中，而無損耗的傳播幾公里。

因為任何以大于臨界值的角度入射的光線，在介質(zhì)邊界都將被完全的反射回介質(zhì)，因而不同的光線在介質(zhì)內(nèi)部以不同的反射角傳播?？烧J(rèn)為每一束光線有一個不同的模式(mode)，具備這種特性的光纖稱為多模光纖(multi-mode fiber)。

但是，如果光纖的直徑減小到和光波波長相同的時候，光纖就如同一個波導(dǎo)，光在其中沒有反射，而沿直線傳播，這就是單模光纖(single-mode fiber)。單模光纖很貴，但傳輸?shù)木嚯x遠(yuǎn)。當(dāng)前可使用的光纖系統(tǒng)能以1Gb/s的速率傳輸30km遠(yuǎn)。在實驗室里已經(jīng)能在短距離上獲得更高的傳輸速率。實驗還表明，大功率的激光能夠驅(qū)動光纖傳輸100km，盡管速率低一些，但是不需要使用中繼器。

審核編輯 黃昊宇