光纤通信的基本原理_光纤通信的基本原理

什么是光纤？

大量的光纤

光纤是光导纤维，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，利用光在这些纤维中以全内反射原理传输的光传导工具

光纤有什么特点呢？

1. 光纤如果封装在塑料保护套中，它就能够弯曲，也不会断裂，是一种极佳的信号传递工具
2. 光纤在传输过程中的损耗比电在电线中的损耗，要低很多，现在较好的光导纤维，其光传输损失每公里只有零点二分贝；也就是说传播一公里后只损耗4.5％；所以现在长距离的电的传输都是使用高压线，以减少电能的损耗
3. 光纤的主要的原料是硅，蕴藏量极大，较易开采，价格比较便宜；在我们的地球的地壳中的含量仅仅低于氧的含量，大约占地表岩石的四分之一，但是有个缺点是硅主要以含氧化合物的形式，所以在工业上需要在电炉中用高纯度的C（碳）去做还原反应

光纤的原理是什么？

一捆光纤，有点像一个远距离的手电筒

光纤是一种圆柱形的介质波导，应用全内反射原理来传导光线。由于反射时没有光线的损失，因此信号可以传输到极远的距离

那什么是全内反射原理呢？

通俗地讲，这是一种光学现象，当光线经过两个不同折射率的介质时，部分的光线会于介质的界面被折射，其余的则被反射。但是，当入射角比临界角大时（光线远离法线），光线会停止进入另一界面，全部向内面反射！

海市蜃楼

在山东省蓬莱市海面拍摄到的海市蜃楼

不知道大家见过海市蜃楼么？也就是这个原因产生的，主要是光线从冷空气（高空）进入到热空气（地面）产生了全反射，这也就解析了，在沙漠和大海上中更加容易看见海市蜃楼

这里科普一个知识点，光线在真空中传播的速度大约在 3亿米/秒。由于光纤的特效，做不到真空的速度，但是大约也有2 亿米/秒。怎么理解呢？12000公里的信号传输，会有最低0.06秒时间的延迟

冰冰有段采访，就是听不到主持人的提问，但是依旧挡不住她的可爱

但是你有可能注意到一个现象，就是新闻直播中，前方记者听不到主持人的提问，这个过程会有很大的延迟，这个主要的原因是中间的某一段信号或者是设备的问题，而不是光纤的问题

单模光纤内部结构：1.核心：直径8 µm2.包覆：直径125 µm3.缓冲层：直径250 µm4.外套：直径400 µm

• 目前用于通信中的光纤主要是玻璃纤维，其外径约为250微米，中心通光部分直径为10~60微米
• 光纤的结构大致分为里面的纤芯部分与外面的包覆部分
• 为了要局限光信号于纤芯，包层的折射率必须小于纤芯的折射率。渐变光纤的折射率是缓慢改变的，从轴心到包覆，逐渐地减小；而突变光纤在核心-包覆边界区域的折射率是急剧改变的。

你能想象没有光纤的世界么？

• 现在你能看到的都不会那么常见，电竞游戏，短视频应用，5G网络，无人汽车，即时通讯，直播购物等等和网络相关的东西
• 怎么理解呢，所有的即时通讯，有可能都是基于卫星，归于国际通讯还好，但是这个价格对普通人极其不友好
• 也不会发生你拿着手机看我的文章，我优哉游哉地写这篇文章

最后，在这里不得不提到的是一位伟大的电机工程学家：高锟先生，正因为有了他的贡献，我们才能享受到今天的网络世界，他解决如何在虚拟的世界中修建一条高速网络公路，让全世界的真正的在同一个世界

高锟先生

• 高锟先生在上海市出生及长大（至初中）
• 1949年定居香港
• 1966年在英国标准电信实验室做出划时代的光纤实验
  • 2009年获诺贝尔物理学奖，主要是表扬“在光传输于纤维的光学通信领域突破性成就”，诺贝尔奖评审委员会称高锟的研究有助创建今日网络世界的基础，为今日的日常生活创立许多革新，也为科学的发展提供新工具。
  • 2018年9月23日早上11时45分，高锟先生逝世，享寿84岁

高锟先生，在1996年当选为我国中科院的外籍院士，那个年代的院士可见含金量有多高

 原文链接: 今日头条

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