光纖通信是利用什么傳播?光纖通信原理分析

　　光纖通信（Fiber-opTIc communicaTIon），也作光纖通訊。光纖通信是以光作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的通信方式，首先將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，再透過(guò)光纖將光信號(hào)進(jìn)行傳遞，屬于有線通信的一種。光經(jīng)過(guò)調(diào)變后便能攜帶資訊。自1980年代起，光纖通訊系統(tǒng)對(duì)于電信工業(yè)產(chǎn)生了革命性 ，同時(shí)也在數(shù)位時(shí)代里扮演非常重要的角色。光纖通信傳輸容量大，保密性好等優(yōu)點(diǎn)。光纖通信現(xiàn)在已經(jīng)成為當(dāng)今最主要的有線通信方式。

　　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。光纖除了按制造工藝、材料組成以及光學(xué)特性進(jìn)行分類外，在應(yīng)用中，光纖常按用途進(jìn)行分類，可分為通信用光纖和傳感用光纖。傳輸介質(zhì)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(diào)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)。

　　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(guò)光纖經(jīng)過(guò)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?。光纖的導(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(guò)光纖軸線傳輸?shù)墓饩€。

　　下面以光線在階躍光纖中傳輸為例解釋光通信的原理。

　　如圖所示為階躍型光纖，纖芯折射率為n1，包層的折射率為n2，且n1》n2，空氣折射率為n0。在光纖內(nèi)傳輸?shù)淖游绻饩€，簡(jiǎn)稱內(nèi)光線，遇到纖芯與包層的分界面的入射角大于θc時(shí)，才能保證光線在纖芯內(nèi)產(chǎn)生多次反射，使光線沿光纖傳輸。然而，內(nèi)光線的入射角大小又取決于從空氣中入射的光線進(jìn)入纖芯中所產(chǎn)生折射角θ2，因此，空氣和纖芯界面上入射光的入射角θi就限定了光能否在光纖中以全反射形式傳輸，與內(nèi)光線入射角的臨界角θc相對(duì)應(yīng)，光纖入射光的入射角θi 有一個(gè)最大值θmax。

　　當(dāng)光線以θi》θmax入射到纖芯端面上時(shí)，內(nèi)光線將以小于θc 的入射角投射到纖芯和包層界面上。這樣的光線在包層中折射角小于90度，該光線將射入包層，很快就會(huì)露出光纖。

　　當(dāng)光線以 θi《θmax入射到纖芯端面上時(shí)，入射光線在光纖內(nèi)將以大于 的θc入射角投射到纖芯和包層界面上。這樣的光線在包層中折射角大于90度，該光線將在纖芯和包層界面產(chǎn)生多次反射，使光線沿光纖傳輸。