光纤通信的基本原理是什么?它的传输方式是怎样的?
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光纤通讯是现代重要通讯方式之一,因此光纤通讯意义重大。光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化,并通过光纤经过光的全反射原理传送;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息。光通信正是利用了全反射原理,当光的注入角满足一定的条件时,光便能在光纤内形成全反射,从而达到长距离传输的目的。光纤的导光特性基于光射线在纤芯和包层界面上的全反射,使光线限制在纤芯中传输。
光源是将电信号转换为光信号的设备,光源的种类有很多,如LED、激光器等。调制器则是将电信号转换为光信号的设备,其作用是对光信号进行调制,使其能够携带信息。光纤则是信息信号在其中传输的介质,其主要特点是能够将光信号在其中反复折射,从而实现信息的传输。解调器则是将光信号转换为电信号的设备,其作用是将光信号中携带的信息还原出来。接收器则是将解调出来的电信号转换为人们能够识别的信息信号的设备。
在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化,并通过光纤经过光的全反射原理传送;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息。
由发光二极管LED或注入型激光二极管ILD发出光信号沿光媒体传播,在另一端则有PIN或APD光电二极管作为检波器接收信号。对光载波的调制为移幅键控法,又称亮度调制(Intensity ModulaTIon)。典型的做法是在给定的频率下,以光的出现和消失来表示两个二进制数字。发光二极管LED和注入型激光二极管ILD的信号都可以用这种方法调制,PIN和ILD检波器直接响应亮度调制。
光通信正是利用了全反射原理,当光的注入角满足一定的条件时,光便能在光纤内形成全反射,从而达到长距离传输的目的。光纤的导光特性基于光射线在纤芯和包层界面上的全反射,使光线限制在纤芯中传输。光纤中有两种光线,即子午光线和斜射光线,子午光线是位于子午面上的光光线,而斜射光线是不经过光纤轴线传输的光线。
市面上主要的视频传输线有单根导线、双绞线、同轴电缆等,不论任何的电缆类型,它们都是作为信号传输的一种导体。这些不同类型的电缆,在传输不同信号的质量表现也有区别,除了部分特殊的应用,应用于音视频传输的电缆大致以单根导线、双绞线、同轴线和光纤为主。
光纤几乎不存在任何衰减,只有lc或sc头自身略有衰减,而且这并不会造成距离上的影响,通常在20dB以内,完全忽略不计。除非这条光纤距离太长,例如长达2.2公里的多模光纤,在传输中就彻底没信号了,否则只要有信号,速度就是与发送端相当的。
抗干扰性强、零掉包率,无论在光纤周围盘绕着多么复杂的强电,传输速度始终保持一致。此外,传输过程中掉包现象的概率几乎为零,测试时200成品多模跳线作为干线,电信的软件在满机时是测不出来。
使用寿命很长、兼容性高,市场上一般的光纤可以用到10年甚至更久,这一点铜缆网线是无法相比的。而且兼容性很高,光纤在未来网络高速提升中,无论是1兆10兆甚至未来的万兆,10万兆,任何一条跳线都是通用的,不会像铜缆网线那样有5类6类甚至十几类,不会存在淘汰的问题。