光纤通讯基本原理(光纤通讯利用光的什么)

大家好，我是讯享网，很高兴认识大家。

现在没有人知道互联网这个词，但是很难说它是什么。大家都知道它在互联网上可以做很多事情，利用互联网技术诞生了很多超大型公司。这是我们对互联网的印象。互联网真的像手机信号一样看不见摸不着吗？

其实除了我们知道的基站之外，各大洲之间还有长距离传输光缆和海底光缆连接。目前，全世界有380多条海底光缆，承担着各大洲之间95%的语言和数据传输。我们在看一场国外的足球赛，看电视节目，打越洋电话，所有有用的网络都是通过海底光缆传输的。

光缆是一种通信电缆，由两根或两根以上玻璃、塑料光纤芯和包层组成。光纤内部信号传输一般采用激光，具有速度更高、容量更大、传输距离更远的特点。

单根光纤的数据传输速率可以达到几个Gbps，海底光缆的传输可以达到惊人的160TBps，在不使用信号放大器的情况下，每次传输距离可以达到几十公里。(1G=1024M 1T=1024G)

光纤的发展历史

古代没有互联网，没有光缆，飞鸽传书是快速传递信息的唯一方式。随着科学技术的飞速发展，人类已经进入了信息时代。随着信息量的增加，有必要寻找新的传输方式。经过多年的研究，传输速度更快，传输量更大，低损耗光纤通信诞生了。从此，人类进入了光学时代。

1870年，英国物理学家发现了光的全反射原理，为以后的光纤传输信号奠定了基础。

1880年，“光学电话”的发明利用光束传输声波。

1970年，康宁公司开发出衰减小的应时玻璃纤维。

1980年，第一根光缆投入商业使用。

1988年，连接英美的跨大西洋海底光缆成功铺设。

1978年，中国研制出自己的通信光纤。

2005年，上海至杭州开通超大容量光纤通信。

光纤的工作原理

如果把互联网比作信息高速公路，光缆就好比是高速公路的基石。那么大容量信息光缆如何高速长距离传输呢？

在发射端，要传输的信息(如语音)先转换成电信号，再通过激光器传输到激光束上。光的强度会随着电信号的频率而变化，然后通过光纤传输。在接收端，探测器接收光信号，将其转换成电信号，经过处理后恢复原始信息。

玻璃纤维制成的光纤可以将光信号传输到数千公里以外，数百根光纤组合在一起可以制成类似电缆的光缆，不仅提高了光纤的强度，还大大增加了通信容量。

光在不同物质中的传播速度不同，所以当它从一种物质射向另一种物质时，两种物质的交界处会发生折射和反射，折射光的角度会随着入射光的角度而变化。当入射光的角度达到或超过一定角度时，折射光就会消失，所有入射光都会被反射回来，这就是光的全反射。

光在光纤中通过反复折射传输到终点，光信号经过反复折射后会发生色散或衰减，所以每隔50公里就要对光信号进行放大。

光纤的制造工艺

首先，将主要成分为高纯二氧化硅的光纤预制棒坯体在1500℃下烧制，制成光纤预制棒。

20小时后，高纯度光杆烧制成功。把长3米、直径20厘米的光杆挂在拉丝炉里，48小时内可连续拉丝7500公里。清洗退火管以防止杂质和灰尘落在光纤上。光杆在2200摄氏度的高温下熔化成软胚，通过1米长的退火管后，逐渐冷却成为直径0.1毫米的玻璃细丝，绕线机旋转带动光纤拉丝，完成光纤。

光缆和光纤的区别

说了这么多，一会儿看光纤一会儿看光缆是不是有点傻？两者有什么区别？

光缆是由一定数量的光纤组成的缆芯，外包护套和保护层，用于通信和长距离大容量信息传输。

光纤是一种传输工具，就像一根细细的塑料线。极细的光纤将被封装在塑料套管中，用于长距离信息传输。因此，光缆包含光纤。

再来说说最后一根电缆。电缆由导电芯、绝缘层和密封保护层组成。它是由金属材料(多为铜和铝)作为导体，用来传输电力或信息的导线由几根或几组导线绞合而成。电缆多用于交通枢纽、变电站等场所。事实上，电线和电缆并没有严格的界限。通常我们把线径小电池少的电线称为线径大电池多结构。

华为手机业务发展迅速，现已超越苹果成为全球第二大手机厂商。或许是因为华为手机业务发展得太好，掩盖了公司的主营业务:信息通信业务。在海缆工程领域，很多通信技术都是华为提供的。华为目前拥有数十个海底光缆项目，从2015年到2020年，华为的海底光缆占全球的四分之一。太神奇了！华为除了做手机，还有这么强大的技术。

随着5G技术的发展，它采用下一代蜂窝技术，采用微波传输，速度快，覆盖范围大。5G的下载速度高达10Gbps，比现在的1000兆光纤还快。随着5G商用网络成本的降低，预测5G不仅会淘汰WIFI，还会淘汰传输速度更快的光纤。你怎么想呢?

更多机械、制造、原理干货文章请关注我们的微信微信官方账号制造原理。