當你打開這篇文章瀏覽時,也許你正在使用著光纖寬帶搭載著WIFI信號,將圖文信息源源不斷地傳輸到你的手機,也許你在使用5G移動信號,通過信號塔上傳、下載數據,而這其中扮演重要的介質的便是我們日常有所耳聞的光導纖維。為何從前幾年開始,移動聯通數據通信公司開始撤掉原始的電話線寬帶,轉而全面普及建設光導纖維了呢?毫不客氣的說,那當然是因為網速會變快,信號會變強!那又為何會使網速變快、使信號變強呢?
首先,光導傳能光纖纖維傳輸數據是通過“光的全反射”來完成的,我們最為熟知的就是反射,當光照在表面粗糙度很低的平面或者曲面上時,會改變傳播路徑,比如燈光照射到鏡子上發生反射。同理,當光按照指定角度照射到光導纖維里時,會發生有規律的反射,而這種反射因為是在密閉的光導纖維中發生的,因此并不會有任何的光泄露或者被吸收,這就是光的全反射。
要想實現光的全反射并不容易,雖然我們至今獲得了突破性的成果,但是光線傳輸仍然有進步空間,光導纖維結構是中空的,傳輸通道的材質大部分是SiO2(二氧化硅——玻璃的主要構成材料),也有塑料的,通道外有一層物質,是用來防止光線逸出的,這樣的光導纖維通道的折射率非常低,這樣就使得信號傳輸衰弱的更慢,也就是傳輸距離更長。
盡管光纖折射率極低,但是任何產品都不會如此完美,注定是會有衰弱的,因此在光纖系統中搭建中繼器和放大器是非常必要的。中繼器用于光纖傳輸信號衰弱至一定程度的一處,但不能是減弱到沒有,中繼器的作用主要是將衰弱了的光轉化為電信號后再轉化為光信號。放大器的作用類似,都是為了使信號傳播更遠。
光導纖維具有價格優勢,而且還具有重量優勢,光纖制成電纜通常是集成化的,數以百計的光纖捆綁在一起,每根光纖都可獨立傳輸海量數據,因此光纖具有的優勢是巨大的。
光纖的應用范圍是極其廣泛的,不僅用于數據傳輸,還可用于醫療、信息處理、傳能傳像、遙測遙控、照明等方面。