光纖通信的基本原理是什么?它的傳輸方式是怎樣的?
光纖通訊是現(xiàn)代重要通訊方式之一,因此光纖通訊意義重大。光纖通信是以光波作為信息載體,以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。從原理上看,構(gòu)成光纖通信的基本物質(zhì)要素是光纖、光源和光檢測(cè)器。在發(fā)送端首先要把傳送的信息(如話音)變成電信號(hào),然后調(diào)制到激光器發(fā)出的激光束上,使光的強(qiáng)度隨電信號(hào)的幅度(頻率)變化而變化,并通過光纖經(jīng)過光的全反射原理傳送;在接收端,檢測(cè)器收到光信號(hào)后把它變換成電信號(hào),經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)原信息。光通信正是利用了全反射原理,當(dāng)光的注入角滿足一定的條件時(shí),光便能在光纖內(nèi)形成全反射,從而達(dá)到長(zhǎng)距離傳輸?shù)哪康摹9饫w的導(dǎo)光特性基于光射線在纖芯和包層界面上的全反射,使光線限制在纖芯中傳輸。
光源是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的設(shè)備,光源的種類有很多,如LED、激光器等。調(diào)制器則是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的設(shè)備,其作用是對(duì)光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制,使其能夠攜帶信息。光纖則是信息信號(hào)在其中傳輸?shù)慕橘|(zhì),其主要特點(diǎn)是能夠?qū)⒐庑盘?hào)在其中反復(fù)折射,從而實(shí)現(xiàn)信息的傳輸。解調(diào)器則是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的設(shè)備,其作用是將光信號(hào)中攜帶的信息還原出來。接收器則是將解調(diào)出來的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為人們能夠識(shí)別的信息信號(hào)的設(shè)備。
在發(fā)送端首先要把傳送的信息(如話音)變成電信號(hào),然后調(diào)制到激光器發(fā)出的激光束上,使光的強(qiáng)度隨電信號(hào)的幅度(頻率)變化而變化,并通過光纖經(jīng)過光的全反射原理傳送;在接收端,檢測(cè)器收到光信號(hào)后把它變換成電信號(hào),經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)原信息。
由發(fā)光二極管LED或注入型激光二極管ILD發(fā)出光信號(hào)沿光媒體傳播,在另一端則有PIN或APD光電二極管作為檢波器接收信號(hào)。對(duì)光載波的調(diào)制為移幅鍵控法,又稱亮度調(diào)制(Intensity ModulaTIon)。典型的做法是在給定的頻率下,以光的出現(xiàn)和消失來表示兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)字。發(fā)光二極管LED和注入型激光二極管ILD的信號(hào)都可以用這種方法調(diào)制,PIN和ILD檢波器直接響應(yīng)亮度調(diào)制。
光通信正是利用了全反射原理,當(dāng)光的注入角滿足一定的條件時(shí),光便能在光纖內(nèi)形成全反射,從而達(dá)到長(zhǎng)距離傳輸?shù)哪康摹9饫w的導(dǎo)光特性基于光射線在纖芯和包層界面上的全反射,使光線限制在纖芯中傳輸。光纖中有兩種光線,即子午光線和斜射光線,子午光線是位于子午面上的光光線,而斜射光線是不經(jīng)過光纖軸線傳輸?shù)墓饩€。
市面上主要的視頻傳輸線有單根導(dǎo)線、雙絞線、同軸電纜等,不論任何的電纜類型,它們都是作為信號(hào)傳輸?shù)囊环N導(dǎo)體。這些不同類型的電纜,在傳輸不同信號(hào)的質(zhì)量表現(xiàn)也有區(qū)別,除了部分特殊的應(yīng)用,應(yīng)用于音視頻傳輸?shù)碾娎|大致以單根導(dǎo)線、雙絞線、同軸線和光纖為主。
光纖幾乎不存在任何衰減,只有l(wèi)c或sc頭自身略有衰減,而且這并不會(huì)造成距離上的影響,通常在20dB以內(nèi),完全忽略不計(jì)。除非這條光纖距離太長(zhǎng),例如長(zhǎng)達(dá)2.2公里的多模光纖,在傳輸中就徹底沒信號(hào)了,否則只要有信號(hào),速度就是與發(fā)送端相當(dāng)?shù)摹?
抗干擾性強(qiáng)、零掉包率,無(wú)論在光纖周圍盤繞著多么復(fù)雜的強(qiáng)電,傳輸速度始終保持一致。此外,傳輸過程中掉包現(xiàn)象的概率幾乎為零,測(cè)試時(shí)200成品多模跳線作為干線,電信的軟件在滿機(jī)時(shí)是測(cè)不出來。
使用壽命很長(zhǎng)、兼容性高,市場(chǎng)上一般的光纖可以用到10年甚至更久,這一點(diǎn)銅纜網(wǎng)線是無(wú)法相比的。而且兼容性很高,光纖在未來網(wǎng)絡(luò)高速提升中,無(wú)論是1兆10兆甚至未來的萬(wàn)兆,10萬(wàn)兆,任何一條跳線都是通用的,不會(huì)像銅纜網(wǎng)線那樣有5類6類甚至十幾類,不會(huì)存在淘汰的問題。