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光纖是如何傳輸信號的?

互聯網這個詞現在沒人不知道,但是要問它是什么估計就說不清楚了,都知道它能上網干很多事情,還有利用互聯網技術誕生了很多超級大公司,這就是我們對互聯網的印象,互聯網真的是像手機信號一樣,看不見摸不著的嗎?

光纖是如何傳輸信號的?

其實互聯網的傳輸除了我們知道的基站外,還有遠距離傳輸的光纜,在洲際間連接的海底光纜,目前全球有多達380多條海底光纜,負責各大洲之間95%的語言和數據傳輸,我們在看國外一場足球比賽,電視節目,打越洋電話,還有用的網絡都是通過海底光纜來傳輸的。

光纖是如何傳輸信號的?

光纜是一種通訊電纜,由兩個或者多個玻璃,塑料光纖芯及包裹層組成,光纖內部信號傳輸一般采用激光,它具有更高的速率,更大容量,長距離傳輸的特點。

單根光纖數據傳輸速率可達幾Gbps,海底光纜的傳輸達到驚人的160TBps,在不使用信號放大器的情況下每次傳輸距離能達幾十公里。(1G=1024M 1T=1024G)

光纖發展歷史

古代沒有互聯網,沒有光纜,要快速的傳送信息就只有用飛鴿了。隨著科學技術的飛速發展,人類已進入信息時代,隨著信息量的增大增多,就要尋找一種新的傳輸方式,經過多年的研究,傳輸速度更快傳輸量更大,低損耗的光纖通訊誕生,從此人類跨入了光時代。

1870年英國物理學家發現光的全反射原理,為以后的光纖傳輸信號奠定了基礎。

1880年發明了“光話機”是利用光束傳輸聲波

1970年康寧公司研制出了衰減較小的石英玻璃光纖。

1980年第一條光纜開始商用

1988年連接英美的跨大西洋海底光纜鋪設成功

1978年中國自行研制出通訊光纖

2005年超大容量的光纖通訊在上海到杭州開通

光纖是如何傳輸信號的?

光纖工作原理

如果把互聯網比作信息高速公路的話,光纜就好比是高速公路的基石,那么大容量的信息光纜是怎么高速遠距離傳輸的嘞?

在發射端首先把要傳輸的信息(如話音)變成電信號,然后通過激光器發射到激光束上,光的強度會隨電信號的頻率一起變化,并通過光纖發射出去,在接收端,檢測器受到光信號后把它變成電信號,經過處理后恢復原信息。

光纖是如何傳輸信號的?

光纖內部用玻纖制成的光導纖維,可以把光信號傳輸到幾千公里外,將幾百上千根光導纖維組合在一起,制成像電纜一樣的光纜,這樣既提高了光導纖維的強度,又大大增加了通訊容量。

光在不同物質中的傳播速度是不一樣的,所以從一種物質射到另一種物質時,兩種物質的交界處會發生折射和反射,而且折射光的角度會隨入射光的角度變化而變化,當入射光的角度達到或者超過某一角度時,折射光會消失,入射光全部被反射回來,這就是光的全反射。

光纖是如何傳輸信號的?

光信號就是在光纖內經過一次次的折射傳輸到終點的,光信號在一次次折射后會分散或者衰減,就需要把光信號每50公里放大一次。

光纖是如何傳輸信號的?

光纖的制造過程

首先將光纖預制棒的胚體,主要成分是高純度二氧化硅,在1500度的溫度里燒制成光纖預制棒。

光纖是如何傳輸信號的?

經過20個小時后,高純度的光棒燒制成功,將長3米直徑20厘米光棒懸掛到拉絲爐內,可以在48小時內不間斷拉絲7500公里,將一根退火管清理干凈,以防止雜質和灰塵落到光纖上,光棒在2200攝氏度的高溫下融化成軟胚胎,經過1米長的退火管后,逐漸冷卻成為直徑0.1毫米的玻璃絲,收線機旋轉帶動光纖拉絲并完成光纖的收集。

光纖是如何傳輸信號的?

光纜,光纖的區別

前面說了那么多,一會光纖一會光纜的,是不是看的有點懵,他們之間有啥區別呢?

光纜是由一定數量的光纖組成纜芯,外面包裹有護套和保護層,用于通訊,遠距離大容量信息傳輸。

光纖是如何傳輸信號的?

光纖是一種傳輸工具,就如同一根細細的塑料絲,很細的光纖會被封裝在塑料套中,用作長距離的信息傳遞。所以光纜是包含光纖的。

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最后再說一個電纜,電纜是由導電線芯,絕緣層,密封保護層組成,是以金屬材料(大多為銅,鋁)為導體,用與傳輸電力或者信息的導線,是由幾根或者幾組導線絞合而成,電纜多用于交通樞紐,變電站等地方,其實電線和電纜沒有嚴格的界限,通常我們把直徑小,電芯少的叫電線,直徑大,電芯多,結構復雜的叫電纜。

光纖是如何傳輸信號的?

這些年華為的手機業務發展迅猛,現在已經超越了蘋果是全球第二大手機廠商,也許是因為華為在手機業務方面發展得太好了,已經掩蓋住了公司主要業務:信息與通訊業務,在海底電纜工程領域,很多通訊技術都是由華為提供的,華為公司目前擁有幾十個海底光纜項目,2015年到2020年華為鋪設的海底光纜占全球1/4,驚嘆!華為除了做手機,還有這么厲害的技術。

光纖是如何傳輸信號的?

隨著5G技術的發展,它用的是下一代蜂窩技術,采用微波傳輸,速度快覆蓋面大,5G下載速度高達10Gbps比起當前的1000兆光纖更快,隨著5G商用網絡費用降低后,有人預言5G不但會淘汰WIFI還會淘汰傳輸速度更快的光纖,你覺得呢?

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