光纖通信是一種利用光波作為信息載體,以光纖作為傳輸媒介的通信方式。從原理上看,構成光纖通信的基本物質要素是光纖、光源和光檢測器。光纖除了按制造工藝、材料組成以及光學特性進行分類外,在應用中,光纖常按用途進行分類,可分為通信用光纖和傳感用光纖。傳輸介質光纖又分為通用與專用兩種,而功能器件光纖則指用于完成光波的放大、整形、分頻、倍頻、調制以及光振蕩等功能的光纖,并常以某種功能器件的形式出現(xiàn)。
光纖通信是利用光波在光導纖維中傳輸信息的通信方式。由于激光具有高方向性、高相干性、高單色性等顯著優(yōu)點,光纖通信中的光波主要是激光,所以又叫做激光-光纖通信。光纖通信的原理是:在發(fā)送端首先要把傳送的信息(如話音)變成電信號,然后調制到激光器發(fā)出的激光束上,使光的強度隨電信號的幅度(頻率)變化而變化,并通過光纖發(fā)送出去;在接收端,檢測器收到光信號后把它變換成電信號,經(jīng)解調后恢復原信息。光纖通信是現(xiàn)代通信網(wǎng)的主要傳輸手段,它的發(fā)展歷史只有一二十年,已經(jīng)歷三代:短波長多模光纖、長波長多模光纖和長波長單模光纖。采用光纖通信是通信史上的重大變革,美、日、英、法等20多個國家已宣布不再建設電纜通信線路,而致力于發(fā)展光纖通信。中國光纖通信已進入實用階段。
光纖通信有很多優(yōu)點,以下是其中的一些:
傳輸容量大:一根光纖可以同時傳輸多個波長的光信號,每個波長可以傳輸不同的信息,因此光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量非常大。
傳輸距離遠:由于光纖的損耗很低,因此光纖通信系統(tǒng)的傳輸距離可以很遠,可以達到幾十甚至幾百公里。
抗干擾能力強:光纖通信使用光信號進行傳輸,不易受到電磁干擾、雷電干擾等干擾源的影響,因此光纖通信系統(tǒng)的抗干擾能力很強。
保密性好:光信號在光纖中傳輸時不易泄漏,因此光纖通信系統(tǒng)的保密性很好,不易被竊聽或截取。
速度快:光纖通信的傳輸速度非???,可以達到幾十甚至幾百Gbps的速度,能夠滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?
節(jié)約資源:光纖通信使用光纖作為傳輸媒介,不需要使用大量的金屬材料,因此可以節(jié)約資源,符合可持續(xù)發(fā)展的要求。
維護簡便:光纖通信系統(tǒng)的維護相對簡單,只需要對光纖和光器件進行定期檢查和清潔即可。
光纖通信除了具有傳輸容量大、傳輸距離遠、抗干擾能力強、保密性好、速度快、節(jié)約資源、維護簡便等優(yōu)點外,還有一些特別之處:
頻帶寬:光纖通信的頻帶寬度非常寬,遠遠超過了傳統(tǒng)電纜通信的頻帶寬度,這使得光纖通信系統(tǒng)能夠傳輸更多的信息。
損耗低:光纖的損耗非常低,一般每公里只有0.2分貝左右,這使得光纖通信系統(tǒng)的傳輸距離可以很遠。
體積小、重量輕:光纖非常細,直徑只有幾十微米,而且非常柔軟,可以彎曲成各種形狀,這使得光纖通信系統(tǒng)具有體積小、重量輕的優(yōu)點,方便施工和運輸。
非線性效應:光纖的非線性效應是光纖通信的一個重要特點,可以利用這種效應實現(xiàn)光信號的放大、整形、波長轉換等功能。
色散效應:光纖的色散效應也是光纖通信的一個重要特點,可以利用這種效應實現(xiàn)光信號的脈沖壓縮、展寬等功能。
安全性好:光纖通信使用光信號進行傳輸,不易受到電磁干擾、雷電干擾等干擾源的影響,而且光信號在光纖中傳輸時不易泄漏,因此光纖通信系統(tǒng)的安全性很好。
總的來說,光纖通信具有頻帶寬、損耗低、體積小、重量輕、非線性效應、色散效應和安全性好等特點,這些特點使得光纖通信系統(tǒng)在現(xiàn)代通信網(wǎng)中得到了廣泛的應用。
光纖通信的缺點主要包括以下幾點:
連接困難:光纖的連接需要專業(yè)的設備和技術,比傳統(tǒng)電纜的連接要復雜得多,這也增加了光纖通信系統(tǒng)的建設成本。
成本高:光纖通信系統(tǒng)的建設成本非常高,主要是由于光纖和光器件的價格較高,而且光纖通信系統(tǒng)的施工和維護也需要專業(yè)的設備和技術。
光纖的彎曲半徑不能過?。汗饫w的彎曲半徑不能過小,否則會導致光信號的損耗增加,這也限制了光纖通信系統(tǒng)在一些特殊場合的應用。
光纖的抗拉強度低:光纖的抗拉強度比較低,容易受到外力的破壞,這也增加了光纖通信系統(tǒng)的維護難度和成本。
保密性問題:雖然光纖通信的保密性較好,但是在一些特殊情況下,還是有可能被竊聽或截取,這也需要采取一些額外的保密措施。