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假如這個世界沒有光纖通訊? 光纖傳輸原理大揭秘!

🕛 by itfans





什麼是光纖?

假如這個世界沒有光纖通訊? 光纖傳輸原理大揭秘!

大量的光纖

光纖是光導纖維,是一種由玻璃或塑膠製成的纖維,利用光在這些纖維中以全內反射原理傳輸的光傳導工具

光纖有什麼特點呢?

  1. 光纖如果封裝在塑料保護套中,它就能夠彎曲,也不會斷裂,是一種極佳的信號傳遞工具
  2. 光纖在傳輸過程中的損耗比電在電線中的損耗,要低很多,現在較好的光導纖維,其光傳輸損失每公里只有零點二分貝;也就是說傳播一公里后只損耗4.5%;所以現在長距離的電的傳輸都是使用高壓線,以減少電能的損耗
  3. 光纖的主要的原料是矽,蘊藏量極大,較易開採,價格比較便宜;在我們的地球的地殼中的含量僅僅低於氧的含量,大約佔地表岩石的四分之一,但是有個缺點是矽主要以含氧化合物的形式,所以在工業上需要在電爐中用高純度的C(碳)去做還原反應

光纖的原理是什麼?

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一捆光纖,有點像一個遠距離的手電筒筒

光纖是一種圓柱形的介質波導,應用全內反射原理來傳導光線。 由於反射時沒有光線的損失,因此信號可以傳輸到極遠的距離

那什麼是全內反射原理呢?

通俗地講,這是一種光學現象,當光線經過兩個不同折射率的介質時,部分的光線會於介質的介面被折射,其餘的則被反射。 但是,當入射角比臨界角大時(光線遠離法線),光線會停止進入另一介面,全部向內面反射!

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海市蜃樓

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在山東省蓬萊市海面拍攝到的海市蜃樓

不知道大家見過海市蜃樓么? 也就是這個原因產生的,主要是光線從冷空氣(高空)進入到熱空氣(地面)產生了全反射,這也就解析了,在沙漠和大海上中更加容易看見海市蜃樓


這裡科普一個知識點,光線在真空中傳播的速度大約在3億米/秒。 由於光纖的特效,做不到真空的速度,但是大約也有2億米/秒。 怎麼理解呢? 12000公里的信號傳輸,會有最低0.06秒時間的延遲

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冰冰有段採訪,就是聽不到主持人的提問,但是依舊擋不住她的可愛

但是你有可能注意到一個現象,就是新聞直播中,前方記者聽不到主持人的提問,這個過程會有很大的延遲,這個主要的原因是中間的某一段信號或者是設備的問題,而不是光纖的問題


假如這個世界沒有光纖通訊? 光纖傳輸原理大揭秘!

單模光纖內部結構:1.核心:直徑8 μm2.包覆:直徑125 μm3.緩衝層:直徑250 μm4.外套:直徑400 μm

  • 目前用於通信中的光纖主要是玻璃纖維,其外徑約為250微米,中心通光部分直徑為10~60微米
  • 光纖的結構大致分為裡面的纖芯部分與外面的包覆部分
  • 為了要局限光信號於纖芯,包層的折射率必須小於纖芯的折射率。 漸變光纖的折射率是緩慢改變的,從軸心到包覆,逐漸地減小;而突變光纖在核心-包覆邊界區域的折射率是急劇改變的。

你能想像沒有光纖的世界嗎?

  • 現在你能看到的都不會那麼常見,電競遊戲,短視頻應用,5G網路,無人汽車,即時通訊,直播購物等等和網路相關的東西
  • 怎麼理解呢,所有的即時通訊,有可能都是基於衛星,歸於國際通訊還好,但是這個價格對普通人極其不友好
  • 也不會發生你拿著手機看我的文章,我優哉游哉地寫這篇文章

最後,在這裡不得不提到的是一位偉大的電機工程學家:高錕先生,正因為有了他的貢獻,我們才能享受到今天的網路世界,他解決如何在虛擬的世界中修建一條高速網路公路,讓全世界的真正的在同一個世界

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高錕先生

  • 高錕先生在上海市出生及長大(至初中)
  • 1949年定居香港
  • 1966年在英國標準電信實驗室做出劃時代的光纖實驗
    • 2009年獲諾貝爾物理學獎,**主要是表揚"在光傳輸於纖維的光學通信領域突破性成就",**諾貝爾獎評審委員會稱高錕的研究有助創建今日網路世界的基礎,為今日的日常生活創立許多革新,也為科學的發展提供新工具。
    • 2018年9月23日早上11時45分,高錕先生逝世,享壽84歲




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