前言

我國已經(jīng)實(shí)施了“光纖到戶”計(jì)劃，作為取代ADSL寬帶的光纖寬帶已經(jīng)很多年了。作為新時(shí)代的胖房子，我們不了解光纖的工作原理。正是由于光纖的原因，互聯(lián)網(wǎng)訪問變得更加便宜和穩(wěn)定，這在一定程度上促進(jìn)了互聯(lián)網(wǎng)的普及。最近，我正在觀看“如何連接網(wǎng)絡(luò)”。書中對(duì)光纖通信原理的解釋非常生動(dòng)，值得分享。

光纖之父高坤

想要了解沒有光纖發(fā)明家的光纖怎么辦，高Kun，中國科學(xué)院外國學(xué)者，中國物理學(xué)家和教育家（1933年11月4日至2018年9月23日），2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者由于提出了光纖理論，在“用于光通信的光纖中的光傳輸”方面取得了突破，被稱為光纖之父。

為什么要使用光纖

光纖的通訊速度比電纜的通訊速度快

不是因?yàn)楣庑盘?hào)比電信號(hào)傳播得快。電信號(hào)和光信號(hào)的傳播速度大致相同。電纜之所以不如光纖通信速率那么高，是因?yàn)殡娦盘?hào)的衰減率隨著通信速率的增加而增加（信號(hào)在傳播過程中被削弱），這使得信號(hào)無法傳輸。到目的地。相比之下，光信號(hào)的原始衰減率非常低，增加通信速率不會(huì)增加衰減率。

光纖不受電磁場和電磁輻射的影響，即沒有干擾。

因?yàn)楣饫w是一種非金屬介電材料，所以它的基本成分是石英（SiO 2)，它僅傳輸光，不導(dǎo)電，并且不受電磁場的影響。在其中傳輸?shù)墓庑盘?hào)是不受電磁場的影響，因此光纖傳輸對(duì)電磁干擾和工業(yè)干擾具有很強(qiáng)的抵抗力，因此不受電磁波的影響。

重量輕，體積小。

光纖非常細(xì)。單模光纖芯線的直徑一般為4um?10um，外徑僅為125um。光纖仍然是玻璃纖維，其比重小。因此具有直徑小，重量輕的特點(diǎn)，安裝十分方便。

光纖通信傳輸不帶電，使用安全，損耗低，可以在易燃易爆的危險(xiǎn)場所使用。

光纖的傳輸損耗具有兩個(gè)特征。一個(gè)是它在所有有線電視頻道中具有相同的損耗，并且不需要像電纜干線一樣引入均衡器進(jìn)行均衡。第二是它的損耗幾乎不會(huì)隨溫度變化，因此您不必?fù)?dān)心。環(huán)境溫度的變化會(huì)引起電源水平的波動(dòng)。

光纖遠(yuǎn)距離不間斷

我相信偶爾的網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)和通信中斷一定會(huì)讓某些人煩惱，并且光纖的不間斷長度可以達(dá)到數(shù)十到100公里，與普通銅線相比，這僅僅是幾百米的不間斷距離（數(shù)據(jù)行）。可以說優(yōu)勢很明顯。

光纖傳導(dǎo)安全性高，數(shù)據(jù)不易泄漏

在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，信息安全影響著每個(gè)人的生活，光纖僅傳輸光，不導(dǎo)電，不受電磁場的影響。它們具有很強(qiáng)的抵抗力，因此在光纖中傳輸?shù)男盘?hào)不容易被。這有利于保密。

總而言之，光纖非常適合于高速通信。

光纖寬帶和普通寬帶ADSL的區(qū)別

速度比較

開始時(shí)使用的普通寬帶通常??由銅電話線制成，但是使用電話線傳輸網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的速度非常慢。相比之下，光纖傳輸信號(hào)的速度要快得多。

價(jià)格比較

接入網(wǎng)類型很多，例如我們通常稱為普通寬帶的非對(duì)稱數(shù)字用戶線（ADSL），光纖接入網(wǎng)（FTTH，家庭光纖）等。在ADSL方法中，從家庭到電話辦公室的線路成本已包含在電話費(fèi)中，因此可以減少Internet費(fèi)用。光纖的線路成本包含在Internet接入費(fèi)用中，因此光纖的Internet接入費(fèi)用高，電話費(fèi)便宜。

穩(wěn)定性和抗干擾性比較

ADSL對(duì)線路質(zhì)量有一般要求。當(dāng)線路質(zhì)量不好時(shí)，穩(wěn)定性會(huì)受到影響。傳輸速率越高，衰減和串?dāng)_對(duì)信號(hào)的影響越大，有時(shí)網(wǎng)絡(luò)速率下降并斷開。

光纖寬帶接入的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和可靠性很高。

光纖的通信原理

光纖由纖維透明材料（玻璃和塑料）的兩層結(jié)構(gòu)組成，并通過在內(nèi)芯中傳導(dǎo)光信號(hào)來傳輸數(shù)字信息。亮信號(hào)表示1，暗表示0。

數(shù)字信息不能一次轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，但是必須先將數(shù)字信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后再將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。電信號(hào)的表示非常簡單，1表示高壓，0表示低壓。在將這些電信號(hào)輸入到諸如LED，激光二極管等的光源中之后，這些光源將根據(jù)信號(hào)電壓的變化而發(fā)光，其中高壓光發(fā)光，而低壓光發(fā)光。在光纖中傳導(dǎo)這樣的光信號(hào)之后，它可以通過光纖到達(dá)接收端。接收端具有可以感測光的光敏元件，并且光敏元件可以根據(jù)光的亮度產(chǎn)生不同的電壓。當(dāng)在其上照射光信號(hào)時(shí)，當(dāng)光明亮?xí)r產(chǎn)生高電壓，而當(dāng)光黑暗時(shí)產(chǎn)生低電壓，從而將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。最后，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，并接收數(shù)據(jù)，這是光纖通信的原理。 -“互聯(lián)網(wǎng)的連接方式”

研究過物理學(xué)的學(xué)生知道，光源會(huì)向各個(gè)方向發(fā)光，因此來自各個(gè)角度的光都會(huì)進(jìn)入纖芯，但是入射角太大的光會(huì)進(jìn)入纖芯和包層（纖芯的外邊緣） 。一部分光在邊界處折射，只有入射角小的光才會(huì)被包層完全反射并在纖芯中傳播。

當(dāng)光被纖芯和包層之間的邊界反射時(shí)，相位也會(huì)改變。該變化量隨光在反射表面上的反射角而變化。在大多數(shù)角度，由于相位差會(huì)被干擾抵消。只會(huì)以特定角度入射以保持相同相位的幾束光線繼續(xù)透射。

單模和多模光纖

纖芯的直徑也根據(jù)該角度確定，纖芯的直徑將極大地改變纖維的性能。根據(jù)纖芯的直徑，光纖可以分為幾種類型，一種是較細(xì)的單模光纖（8?10um）和較粗的多模光纖（50um或6 2. 5um）。單模和多模實(shí)際上指示相位是否存在一個(gè)或多個(gè)角度。

單模和多模光纖的區(qū)別

單模光纖不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的失真，而多模光纖會(huì)由于多束光線的到達(dá)時(shí)間不同而拉伸信號(hào)寬度，很容易引起失真。

最大纖維長度也由此確定。單模光纖的失真較小，并且比多模光纖的失真更長。因此，多模光纖主要用于建筑物中的連接，而單模光纖則用于更長的距離。建筑物之間的連接。

單模光纖的成本較高。由于光非常昂貴，因此使用單模光纖的成本將比使用多模光纖的成本高。

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