光纖就是能導光的玻璃纖維,利用光纖傳遞光脈沖進行通信就是光纖通信,有光脈沖表示比特1,無光脈沖表示比特0。光纖具有如下顯著特點:
(1)光纖直徑小,只有0.1mm左右,因而重量輕。
(2)傳輸損耗小,中繼距離長,對遠距離傳輸特別經濟。
(3)由于可見光的頻率非常高,約為108MHZ的數量級,因此同一光纖通信系統的傳輸帶寬遠遠大于其他各種傳輸介質的帶寬。
(4)不收電磁干擾、防腐和不受銹蝕。
(5)不怕高溫,防爆、防火性能強。
(6)無串音干擾,保密性好。
(7)光纖的主要缺點是將兩根光纖精準連接需要專用設備。(光纖熔接機熱熔,冷接設備等)
光纖是一種纖細的、柔軟的固態(tài)玻璃物質,它由纖芯、包層、涂覆層三部分組成。
纖芯主要采用高純度的二氧化硅(SiO2),并摻有少量的摻雜劑,提高纖芯的光折射率n1;包層也是高純度的二氧化(SiO2),也摻有一些的摻雜劑,以降低包層的光折射率n2,n1>n2,發(fā)生全反射。
涂覆層采用丙烯酸酯、硅橡膠、尼龍,增加機械強度和可彎曲性。
◆光纖傳輸原理:全反射原理
按照幾何光學全反射原理,射線在纖芯和包層的交界面產生全反射,并形成把光閉鎖在光纖芯內部向前傳播的必要條件,即使經過彎曲的路由光線也不射出光纖之外。
◆簡析全反射原理
概念:光由玻璃介質射入空氣時,同時發(fā)生反射和折射,折射角大于入射角,隨著入射角的增大,反射光線越來越強,折射光線越來越弱,當折射角增大到90°時,折射光線完全消失,只剩下反射光線,這種現象叫做全反射.
發(fā)生全反射條件:
① 光從光密介質進入光疏介質.
② 入射角等于或大于臨界角.
多模光纖的光源為發(fā)光二極管,發(fā)出的可見光定向性較差,光以不同的角度進入纖芯。實際上,只要從纖芯中射到纖芯表面的光線的入射角大于某一臨界角,就可產品全反射,因此,存在許多條不同角度入射的光線在一條光纖里傳輸。光脈沖在多模光纖中傳輸會逐漸展寬,造成失真,因此多模光纖只適合于近距離傳輸。
單模光纖
如果光纖的直徑減小到只有一個廣東波長大小,則光纖就像一根波導那樣,它可使光纖沿直線傳播,而不會產生多次反射。單模光纖就是按這樣的原理制成的。單模光纖的纖芯很細,直徑又有幾微米,制造成本較高。同事,單模光纖的光源使用定向性很好的激光二極管。因此,單模光纖的損耗較小,傳輸距離遠。
光纖有三種鏈接方式。首先,可以將它們接入連接頭并插入光纖插座;其次,將兩根切割好的光纖的一端放在一個套管中,然后鉗起來,讓光纖通過結合處來調整;第三,兩根光纖可以被融合在一起形成堅實的鏈接。由于光纖很細,連包層一起的直徑也不到0.2mm,因此必須將光纖做成很結實的光纜。一根光纜少則一有一根光纖,多則可包含數十至數百根光纖,再加上加強元件和填充物就可以大大提高其機械強度,最后加上包帶層和外護套,就可以使抗拉強大達到幾公斤,完全可以滿足工程施工的強度要求。