采用光纤进行数据传输的原理是什么?
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光具有每秒可环绕地球7圈半的速度。也许有人认为这一点是光通信比使用铜线的电通信快的原因,其实完全错了。因为通信中所说的速度不是信号传输的快慢,而是传输数据的能力。仅从信号传输的速度来看,在铜线中传导的电信号与在光纤中传导的光信号并没有太大的差别。但在相同时间里,使用光纤通信的线路所传输的数据量远大于铜线,所以速度就快。
在光纤通信中,发送方将电信号转换成了激光的闪烁(即激光信号)。要想在短时间内传输大量的信息,就要增加闪烁次数。也就是说,短时间内能够多大程度地使激光闪烁,将决定数据传输速度的高低。使用铜线传导电信号时原理也是如此。通过打开和关闭电信号,或反转正、负极性,来传输数据。能多大程度地更快地打开和关闭电信号、反转电极极性,将决定其数据传输速度。两者的不同就在于光纤打开和关闭信号的速度(即频率)极限远远高于铜线。这就是使用光纤能够进行高速通信的最主要的原因。
光纤传输,即以光导纤维为介质进行的数据、信号传输。光导纤维,不仅可用来传输模拟信号和数字信号,而且可以满足视频传输的需求。光纤是传输讯号极为方便的一种工具,缆线其中一根纤细的光蕊,就可以取代上千条以上的实体的通讯线路,完成大量及长距离的通讯工作。点到点的光学传输系统由三个基本部分构成:产生光信号的光发送机、携带光信号的光缆和接收光信号的光接收机。光纤是一种采用玻璃作为波导,以光的形式将信息从一端传送到另一端的技术。今天的低损耗玻璃光纤相对于早期发展的传输介质,几乎不受带宽限制并具有独一无二的优势。
光纤通信是利用光的全反射原理,将光信号通过光纤进行传输的一种通信方式。光纤是一种具有高折射率的玻璃或塑料材料,能够将光线在内部反射,从而实现光信号的传输。光纤通信系统主要由光源、光纤传输介质、光探测器等组成。光源产生光信号,通过光纤传输介质传输到接收端,接收端的光探测器将光信号转换为电信号,完成数据传输。
光纤内部用玻纤制成的光导纤维,可以把光信号传输到几千公里外,将几百上千根光导纤维组合在一起,制成像电缆一样的光缆,这样既提高了光导纤维的强度,又大大增加了通讯容量。光在不同物质中的传播速度是不一样的,所以从一种物质射到另一种物质时,两种物质的交界处会发生折射和反射,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者超过某一角度时,折射光会消失,入射光全部被反射回来,这就是光的全反射。光信号就是在光纤内经过一次次的折射传输到终点的,光信号在一次次折射后会分散或者衰减,就需要把光信号每50公里放大一次。光纤放大器能够在信号传输过程中增强光信号的强度,从而提高传输距离和传输速率。光纤放大器主要有掺铒光纤放大器、掺铒掺钕光纤放大器、半导体光纤放大器等,不同的放大器适用于不同的应用场景。
光纤通信有着无比的优越性,首先是它的容量大得惊人,一根细细的光纤可以同时传输数万人甚至上亿路电话,可以传输数千套电视节目,这是其他传输手段无法比拟的。其次,光纤传输的是光信号,它不受外界电磁场的干扰,也不怕潮湿、不怕腐蚀、无污染、保密性强等。光纤传输信号的损耗也小,只有电缆的十分之一。光纤通信是一种基于光的传输原理实现数据传输的高速、高带宽通信方式。其基本原理是利用光的全反射原理,将光信号通过光纤进行传输。在光纤通信中,常用的传输方式有单模光纤、多模光纤和光纤放大器等。随着技术的不断发展,光纤通信已经成为现代通信领域的重要组成部分。