-
1 # 大學愛蒐羅
-
2 # 中國強弱電智慧化網
光纖通訊是利用光波在光導纖維中傳輸資訊的通訊方式。由於鐳射具有高方向性、高相干性、高單色性等顯著優點,光纖通訊中的光波主要是鐳射,所以又叫做鐳射-光纖通訊。
光纖通訊的原理是:在傳送端首先要把傳送的資訊(如話音)變成電訊號,然後調製到鐳射器發出的鐳射束上,使光的強度隨電訊號的幅度(頻率)變化而變化,並透過光纖傳送出去;在接收端,檢測器收到光訊號後把它變換成電訊號,經解調後恢復原資訊。
-
3 # 看得懂科技
光纖通訊是以光波作為資訊載體,以光纖作為傳輸媒介的一種通訊方式。從原理上看,構成光纖通訊的基本物質要素是光纖、光源和光檢測器。
可以說目前通訊技術都和波有關,不論是電波(在導線中傳播),電磁波(在空氣中傳播),還是光波(在光纖中傳播)甚至我們說話的聲音,也是一種波(聲波)其不同的波幅頻率包含的資訊不同。
☞光纖通訊的原理是:在傳送端首先要把傳送的資訊變成電訊號,然後調製到鐳射器發出的鐳射束上,使光的強度隨電訊號的幅度(頻率)變化而變化,並透過光纖傳送出去;在接收端,檢測器收到光訊號後把它變換成電訊號,經解調後恢復原資訊.
-
4 # 數碼神侃er
為了理解光纖的傳播原理,我們先來回顧一下初中物理學的光全反射現象。如圖所示當光在透過兩種不同的介質時,就會出現折射現象。圖中光源發射出無數條光線,我們選取有代表性的3條作為理解。
最左邊一條光線與法線夾角θ較小,由於水的密度比空氣大,所以光線往偏離法線的方向折射。
中間一條光線折射方式相同,但是由於θ變大,所以折射後的光線與液麵平行。
最右一條光線由於θ角度過大,導致折射後的光線依舊位於液麵以下,這就是光的全反射現象。
迴歸本題,光纖傳輸訊號的方式與光在液體中的全反射現象類似。只不過此處的介質分別由水變成了玻璃纖維。
一根光纖想要傳輸一段資訊需要光源,傳輸介質,接收器三個基本的部分。
由於光纖傳輸的優點十分明顯,容量很大,速度很快,安全性高,而且光訊號不會受到溫度,溼度等影響所以被廣泛運用到了各行各業。
望採納。
-
5 # 留白說
光纖的光傳輸原理很簡單,就是光的全反射。
1870年,英國物理學家John Tyndall展示了光全反射的原理,他在裝滿水的桶上鑽個孔讓水流出,並用燈從桶上照亮,奇蹟的是,光線從水裡照亮下來沿著水流發生了彎曲。不僅如此,人們還發現,光能沿著從酒桶中噴出的細酒流傳輸,還能順著彎曲的玻璃棒前進。這改變了人們最初對光直線傳播的印象。經過深入的研究發現,這是由於水等介質密度由於比周圍的物質(如空氣)大,當光從水中射向空氣時,當入射角大於臨界角(48°)時,光就會發生全反射而全部反射到水流中,形成了光在水流中彎曲的現象。
之後,這一特性廣泛應用於影象傳播,在醫學上有胃鏡,軍事上出現可彎曲潛望鏡,甚至應用於電視中。但由於技術的限制,光在傳播中損失嚴重。直到1950年,H.H. Hopkins 和 N.S. Kapany研究出帶有包層的光纖,這使得影象的傳導表現大大提升。N.S. Kapany提出的光纖結構基本上沿用至今。正是因為這一突破性的成就,N.S. Kapany被人們稱為是“光纖之父”。
光纖的核心部分是兩層結構,最中心部分是纖芯,是一根極細的且折光率稍高的玻璃,在纖芯周圍的是折光率略低的玻璃包層,光在這一結構內發生全內反射,從而實現了光線的傳輸。
提到光纖就不得不說光纖的最重要的應用,光纖通訊。光纖在出現的初期主要用於傳輸影象,直到中國科學家創造性地將光纖用於傳輸資訊。
光纖通訊被稱為中國的第五大發明,光纖的出現使人類通訊方式發生了根本性變化,它的發明人,被譽為光纖通訊之父的前香港大學校長高錕先生還因此獲得了2009年的諾貝爾物理學獎。
1996年,高錕和George A. Hockham發表了一篇研究論文《用於光頻的介質纖維表面波導》,創造性地提出了用石英玻璃製作光學纖維,用來傳輸通訊資訊,從而替代了傳統的電纜,光通訊已成為現代通訊的重要支柱之一。
-
6 # 科壇春秋精選
這是一個看似高深,其實很簡單的問題。
我們先來說說什麼是光纖,光纖就是光導纖維,這是一位透明的玻璃纖維絲,光纖傳播訊號使用的原理是光通訊技術,透過特殊光的形式把訊號從一端傳向另一端。著名的華裔科學家高錕就是因為提出可以用光導纖維來進行資訊通訊而獲得了2009年諾貝爾物理學獎。
那麼光纖是怎麼傳輸訊號的呢?科學家會把發光二極體或者是鐳射二極體產生的光打到光纖內部,在打光之前,會透過一個特製的光放大器,會讓光的訊號放大。我們知道二極體是一種半導體,它們的導電性可以受到人為的控制,所以我們可以透過對於發光二極體和鐳射二極體的控制,產生不一樣的光訊號,讓不一樣的光模擬訊號和光數字訊號從光纖的一頭傳到另一頭,實現資訊的傳送。當然在光接受端還有光接收器,將其轉換為可以識別的通訊訊號。
順便說一句,半導體二極體的發明真是我們人類的福音,因為它的存在讓我們的世界變得豐富多彩,我們可以人為控制電流的多寡和電訊號的強弱,各種電子方面的突破都有它的身影。
相比較過去的銅質線路,光纖的傳播速度快,資訊容量大,對電磁的抗干擾能力強,安全係數高。
回覆列表
是由發光二極體LED或注入型鐳射二極體ILD發出光訊號沿光媒體傳播,在另一端則有PIN或APD光電二極體作為檢波器接收訊號。對光載波的調製為移幅鍵控法,又稱亮度調製(Intensity Modulation)。典型的做法是在給定的頻率下,以光的出現和消失來表示兩個二進位制數字。發光二極體LED和注入型鐳射二極體ILD的訊號都可以用這種方法調製,PIN和ILD檢波器直接響應亮度調製。功率放大:將光放大器置於光傳送端之前,以提高入纖的光功率。使整個線路系統的光功率得到提高。線上中繼放大:建築群較大或樓間距離較遠時,可起中繼放大作用,提高光功率。前置放大:在接收端的光電檢測器之後將微訊號進行放大,以提高接收能力。光纜不易分支,因為傳輸的是光訊號,所以一般用於點到點的連線。光的匯流排拓撲結構的實驗性多點系統已經建成,但是價格還太貴。原則上,由光纖功率損失小、衰減少,有較大的頻寬潛力,因此,一般光纖能夠支援的接頭數比雙絞線或同軸電纜多得多。低價可靠的傳送器為0.85um波長髮光二極體LED,能支援100Mbps的傳輸率和1.5~2KM範圍內的區域網。鐳射二極體的傳送器成本較高,且不能滿足百萬小時壽命的要求。執行在0.85um波長的發光二極體檢波器PIN也是低價的接收器。雪崩光二極體的訊號增益比PIN大,但要用20~50V的電源,而PIN檢波器只需用5V電源。如果要達到更遠距離和更高速率,則可用1.3um波長的系統,這種系統衰減很小,但要比0.85um波長系統貴源。另外,與之配套的光纖聯結器也很重要,要求每個聯結器的連線損耗低於25dB,易於安裝,價格較低。光纖的芯子和孔徑愈大,從發光二極體LED接收的光愈多,其效能就愈好。芯子直徑為100um,包層直徑為140um 的光纖,可提供相當好的效能。其接收的光能比62.5/125um光纖的多4dB,比50/125um光纖多8.5dB。執行在0.8um波長的光纖衰減為6dB/Km,執行在1.3um波長的光纖衰減為4dB/Km。0.8um的光纖頻寬為150MHz/Km,1.3um的光纖頻寬為500MHz/Km。綜合佈線系統中,主幹線使用光纖做為傳輸介質是十分合適的,而且是必要的。採用一種光波波分複用技術WDM(WAVELENGTH DIVISION MULTI-PLEXING),可以在一條線路上覆用、傳送、傳輸多個位,一般按一個位元組八位並行傳輸,對每個位流使用不同的波長,所以它所需的支援電路可在低速率下執行。WDM的光纖鏈路適合於位元組寬度的裝置介面,是一種新的資料傳輸系統。