光纖通信原理

　　導讀：想必大家對光纖通信都不陌生了吧，光纖通信憑借其傳輸容量大，保密性好，已經(jīng)成為世界上最主要的有線(xiàn)通信方式。它到底為何如此厲害呢?下面我為大家簡(jiǎn)單介紹一下光纖通信的原理吧!!!

1.光纖通信原理—簡(jiǎn)介

　　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，首先將電信號轉換成光信號，再透過(guò)光纖將光信號進(jìn)行傳遞，屬于有線(xiàn)通信的一種。光經(jīng)過(guò)調變后便能攜帶資訊。自1980年代起，光纖通訊系統對于電信工業(yè)產(chǎn)生了革命性 ，同時(shí)也在數位時(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)。光纖通信現在已經(jīng)成為當今最主要的有線(xiàn)通信方式。

2.光纖通信原理—組成部分

　　最基本的光纖通信系統由光發(fā)信機、光收信機、光纖線(xiàn)路、中繼器以及無(wú)源器件組成。其中光發(fā)信機負責將信號轉變成適合于在光纖上傳輸的光信號，光纖線(xiàn)路負責傳輸信號，而光收信機負責接收光信號，并從中提取信息，然后轉變成電信號，最后得到對應的話(huà)音、圖象、數據等信息。

　　(1)光發(fā)信機----由光源、驅動(dòng)器和調制器組成，實(shí)現電/光轉換的光端機。其功能是將來(lái)自于電端機的電信號對光源發(fā)出的光波進(jìn)行調制，成為已調光波，然后再將已調的光信號耦合到光纖或光纜去傳輸。

　　(2)光收信機----由光檢測器和光放大器組成，實(shí)現光/電轉換的光端機。其功能是將光纖或光纜傳輸來(lái)的光信號，經(jīng)光檢測器轉變?yōu)殡娦盘?，然后，再將這微弱的電信號經(jīng)放大電路放大到足夠的電平，送到接收端的電端汲去。

　　(3)光纖線(xiàn)路----其功能是將發(fā)信端發(fā)出的已調光信號，經(jīng)過(guò)光纖或光纜的遠距離傳輸后，耦合到收信端的光檢測器上去，完成傳送信息任務(wù)。

　　(4)中繼器----由光檢測器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個(gè)：一個(gè)是補償光信號在光纖中傳輸時(shí)受到的衰減;另一個(gè)是對波形失真的脈沖近行政性。

　　(5)無(wú)源器件----包括光纖連接器、耦合器等，完成光纖間的連接、光纖與光端機的連接及耦合。

3.光纖通信原理

　　光纖通信的原理就是：在發(fā)送端首先要把傳送的信息(如話(huà)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(guò)光纖經(jīng)過(guò)光的全反射原理傳送;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。

　　光通信正是利用了全反射原理，當光的注入角滿(mǎn)足一定的條件時(shí)，光便能在光纖內形成全反射，從而達到長(cháng)距離傳輸的目的。光纖的導光特性基于光射線(xiàn)在纖芯和包層界面上的全反射，使光線(xiàn)限制在纖芯中傳輸。光纖中有兩種光線(xiàn)，即子午光線(xiàn)和斜射光線(xiàn)，子午光線(xiàn)是位于子午面上的光光線(xiàn)，而斜射光線(xiàn)是不經(jīng)過(guò)光纖軸線(xiàn)傳輸的光線(xiàn)。

　　下面以光線(xiàn)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。在光纖內傳輸的子午光線(xiàn)，簡(jiǎn)稱(chēng)內光線(xiàn)，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(xiàn)在纖芯內產(chǎn)生多次反射，使光線(xiàn)沿光纖傳輸。然而，內光線(xiàn)的入射角大小又取決于從空氣中入射的光線(xiàn)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，與內光線(xiàn)入射角的臨界角θc相對應，光纖入射光的入射角θi 有一個(gè)最大值θmax。

　　當光線(xiàn)以θi>θmax入射到纖芯端面上時(shí)，內光線(xiàn)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(xiàn)在包層中折射角小于90度，該光線(xiàn)將射入包層，很快就會(huì )露出光纖。

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

　　光纖通信原理介紹完了，想要深入了解光纖通信的童鞋們快來(lái)看看下面的幾篇文章吧~~~~~

　　1.光纖通信的現狀及其未來(lái)發(fā)展與應用

　　2.深入解析光纖通信技術(shù)

　　3.光纖接入技術(shù)與光纖通信技術(shù)的發(fā)展