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光纤的原理|特点

  自从光纤形成产业以来,光纤的应用经历了从核心网到城域网、接入网的发展过程,未来它将继续向家庭桌面延伸,必将在国民经济中发挥重大作用。由于光纤的zhuo越特性,世界各国都投入力量进行研究开发。不论是普通光纤还是特种光纤,它们在国民经济中的作用日益显著,受到各国广泛关注。

光纤的原理

  光是一种电磁波,可见光部分波长范围是:390~760nm(纳米)。大于760nm部分是红外光,小于390nm部分是紫外光。光纤中应用的是:850nm,1310nm,1550nm三种。因为光在不同物质中的传播速度是不同的,所以光从一种物质射向另一种物质时,在两种物质的交界面处会产生折射和反射。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。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的(即不同的物质有不同的光折射率),相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。利用光纤进行的通信叫光纤通讯,而光纤通讯就是基于以上原理而形成的。

  在光纤通信中首先是光发送机把电信号转变为光信号,并用耦合技术把光信号Zda限度地注入到光纤中,而光纤作为信道传输光信号,作为光在发送机和接收机之间的传输路径。光接收机再把光信号转换为电信号。

  光纤传输理论分为模式理论和光线理论。把光作为电磁波来处理,研究电磁波在光纤中的传输规律,得到光纤中的传播模式、场结构、传输常数及截止条件。

光纤的特点

  光纤已成为、民用的热门研究课题之一,光纤技术之所以能够飞速发展,是由于光纤具有以下突出的优点。

  1、传输频带宽,通信容量大

  由信息理论可知,载波频率越高,通信容量越大。而目前使用的光波频率比微波频率高10000~100000倍,所以通信容量可增加约10000~100000倍。例如,光纤可容纳上百MHz的电视通道,传输的信息量可达每秒几十亿位,比目前的电话线多几万倍,潜力巨大,基本上可以满足目前和将来数据传输、视频传输等对带宽的要求。

  2、损耗低,中继距离长

  目前使用的光纤多为SiO2(石英)系光纤,主要靠提高玻璃纤维的纯度来减小其损耗。由于目前制成的SiO2玻璃介质的纯度极高,所以光纤的损耗极低。在1.55μm光波长附近损耗Zdi,可低至0.2dB/km,已接近理论极限值。由于光纤的损耗低,因此中继距离可以很长,在通信线路中可以减少中继器的数量,降低成本并提高通信质量。

  3、无电磁辐射,不受电磁辐射的干扰

  光纤是非金属介质材料,光波传输局限在纤芯内部,不向外辐射,因此不易被窃听,芯间串扰小,有利于保密。而且不受外界(人为和自然)电磁辐射的干扰,在强干扰环境中使用特别有利。

  4、尺寸小,重量轻,易弯曲

  光纤直径只有0.1mm左右,制成光缆后,直径比电缆细,重量也轻,可以节省安装空间,且可弯曲性好,运输及敷设比较容易。

  5、性能资源丰富

  光纤具有耐高低温能力强、抗拉强度高、抗化学腐蚀、传输稳定性好、可靠性高等优点,适合在气候和安装环境恶劣的场合应用。另外,随着环境的不同,光纤还具有不同的特性。例如,野战光纤要求耐辐照的抗核加固特性;舰载、机载数据总线要求大芯径、大数值孔径的光纤。

  光纤技术在目前和未来对民用通信系统和军事通信系统所起的作用举足轻重。作为组建现代通信网的三大支撑技术之一,干线网主体的光纤通信被大量引入到骨干网、城域网、接入网以及军事通信网的建设中,它将使现代通信的信息处理、交换、传输和存储趋向一体化,使网络管理趋于集中化、自动化,使传输手段趋向数字化、宽带化和综合化。在军事领域,光纤通信又促进了集指挥、控制、通信、信息处理及情报于一体的系统的迅速形成。


2005-01-07 浏览次数:1172次
本文来源:https://www.yiqi.com/daogou/detail_2020.html
热门标签: 光纤的发展|作用光纤的结构光纤的分类光纤的选择方法|测试方法单模光纤
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