求光纤传输数据的原理?

Question

如题所述

Answer 1

光纤传输具有衰减小、频带宽、抗干扰性强、安全性能高、体积小、重量轻等优点，所以在长距离传输和特殊环境等方面具有无法比拟的优势。传输介质是决定传输损耗的重要因素，决定了传输信号所需中继的距离，光纤作为光信号的传输介质具有低损耗的特点，光纤的频带可达到1．0GHz以上，一般图像的带宽只有8MHz，一个通道的图象用一芯光纤传输绰绰有余，在传输语音、控制信号或接点信号方面更为优势t光纤传输中的载波是光波，光波是频率极高的电磁波，远远比电波通讯中所使用的频率高，所以不受干扰。且光纤采用的玻璃材质，不导电，不会因断路、雷击等原因产生火花，因此安全性强，在易燃，易爆等场合特别适用。

光纤传输系统主要由三部分组成：光源(又称光发送机)，传输介质、检测器(又称光接收机)。计算机网络之间的光纤传输中，光源和检测器的工作一般都是用光纤收发器完成的，光纤收发器简单的来说就是实现双绞线与光纤连接的设备，其作用是将双绞线所传输的信号转换成能够通过光纤传输的信号(光信号)。当然也是双向的，同样能将光纤传输的信号转换能够在双绞线中传输的信号，实现网络间的数据传输。在普通的视、音频、数据等传输过程中，光源和检测器的工作一般都是由光端机完成的，光端机就是将多个E1信号变成光信号并传输的设备，所谓E1是一种中继线路数据传输标准，我国和欧洲的标准速率为2．048Mbps，光端机的主要作用就是实现电一光、光一电的转换。由其转换信号分为模拟式光端机和数字式光端机。因此，光纤传输系统按传输信号可分为数字传输系统和模拟传输系统。模拟传输系统是把光强进行模拟调制，将输入信号变为传输信号的振幅(频率或相位)的连续变化。数字传输系统是把输入的信号变换成“1”，“O”脉冲信号，并以其作为传输信号，在接受端再还原成原来的信号。当然，随着光纤传输信号的不同所需要的设备有所不同。光纤作为传输介质，是光纤传输系统的重要因素。可按不同的方式进行分类：按照传输模式来划分： 光线只沿光纤的内芯进行传输， 只传输主模我们称之为单模光纤(Single—Mode)。有多个模式在光纤中传输，我们称这种光纤为多模光纤(Multi-Mode)。

按照纤芯直径来划分：缓变型多模光纤、缓变增强型多模光纤和缓变型单模光纤按照光纤芯的折射率分布来划分：阶跃型光纤(Step index fiber)，简称SIF；梯度型光纤(Graded index fiber)，简称GIF；环形光纤（river fiber)；W 型光纤。

光缆：点对点光纤传输系统之间的连接通过光缆。光缆含1根光纤(称单纤)，有2根光纤(称双纤)，或者更多。

Answer 2

问：为何光纤速度快?原理解析篇！
答：一说到“光纤”，人们首先就会联想到与铜线传导电信号相比，其数据传输速度更快。这是为什么呢？下面就来介绍一下这方面的情况。

　　光具有每秒可环绕地球7圈半的速度。也许有人认为这一点是光通信比使用铜线的电通信快的原因，其实完全错了。因为通信中所说的速度不是信号传输的快慢，而是传输数据的能力。仅从信号传输的速度来看，在铜线中传导的电信号与在光纤中传导的光信号并没有太大的差别。但在相同时间里，使用光纤通信的线路所传输的数据量远大于铜线，所以速度就快。

　　在光纤通信中，发送方将电信号转换成了激光的闪烁（即激光信号）。要想在短时间内传输大量的信息，就要增加闪烁次数。也就是说，短时间内能够多大程度地使激光闪烁，将决定数据传输速度的高低。

　　使用铜线传导电信号时原理也是如此。通过打开和关闭电信号，或反转正、负极性，来传输数据。能多大程度地更快地打开和关闭电信号、反转电极极性，将决定其数据传输速度。

　　两者的不同就在于光纤打开和关闭信号的速度（即频率）极限远远高于铜线。这就是使用光纤能够进行高速通信的最主要的原因。

　　使用铜线的通信不仅是电信号的打开和关闭，还通过各种方法提高传输速度。使用双绞线的千兆位以太网，通过详细地改变电压值，可一次传输5位信息，而不是打开和关闭的2位信息，而且还通过把4对双绞线组成一束实现了1Gbit/秒的传输速度。千兆位以太网的传输方式可以说作为电信号通信技术现今为止已经接近了极限。

　　而光纤通信使用一根光纤就已经实现了相当于千兆位的1000倍的Tbit /秒级通信。而且，光纤通信速度目前远远没有达到极限。据美国贝尔实验室2001年6月公布的估算结果称，从理论上来讲在光纤通信中足以实现100Tbit/秒的传输速度。现有技术丝毫没有充分发挥光纤的潜力。

　　与已经接近极限的电信号通信技术相比，光纤通信技术仍有巨大的发展空间。从电信号通信技术发展历程来看光纤通信技术的发展阶段，目前的光通信技术可以说只相当于十几年前1200bit/秒的调制解调器。本回答被网友采纳

Answer 3

光纤传输，即以光导纤维为介质进行的数据、信号传输。光导纤维，不仅可用来传输模拟信号和数字信号，而且可以满足视频传输的需求。光纤传输一般使用光缆进行，单根光导纤维的数据传输速率能达几Gbps，在不使用中继器的情况下，传输距离能达几十公里。
传输过程
是由发光二极管LED或注入型激光二极管ILD发出光信号沿光媒体传播，在另一端则有PIN或APD光电二极管作为检波器接收信号。对光载波的调制为移幅键控法，又称亮度调制（Intensity Modulation）。典型的做法是在给定的频率下，以光的出现和消失来表示两个二进制数字。发光二极管LED和注入型激光二极管ILD的信号都可以用这种方法调制，PIN和ILD检波器直接响应亮度调制。
功率放大:将光放大器置于光发送端之前，以提高入纤的光功率。使整个线路系统的光功率得到提高。在线中继放大:建筑群较大或楼间距离较远时，可起中继放大作用，提高光功率。前置放大:在接收端的光电检测器之后将微信号进行放大，以提高接收能力。详情

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