光纤里带信息的光速降低了吗？

Question

如题所述

Answer 1

5年前中国旅美科学家王力军及其同事在实验室中成功使激光脉冲群速度超越光速之后，瑞士洛桑科技学院研究小组近日宣布，他们采用新技术，运用简单设备就能降低或提高光的运动速度，甚至使光停止。这项研究成果将发表在22日出版的《应用物理通讯》杂志上。
　　现成光纤即可降低光速

　　瑞士研究人员说，他们通过现成的光纤就可以降低光速，而不用像以往试验那样必须依靠低温气体或结晶固体等特殊媒介。
　　研究项目负责人吕克·特沃那兹说：“作为一种简单、费用低廉而且能控制任意波长(光)的技术，这有着巨大的优势。”
　　瑞士科学家认为，他们的研究将对无线电通讯事业产生重大影响。目前，虽然信息可以通过光纤传递，但其实际传播速度却难以达到每秒30万公里的光速。因为以现有技术，光信号在生效前必须转为速度低得多的电子信号。而瑞士科学家采用的新技术可以使信息传播中省去电子信号转换这一步骤，令信息真正能以光速传递。

　　光自身能打破速度极限

　　《自然》杂志5年前曾经登载过一篇引发广泛争议的试验报告。美国日本电气公司(NEC)普林斯顿研究所科学家王力军等人当时在报告中宣布，他们已经在实验中突破了光速。

　　在爱因斯坦的狭义相对论中，没有物体或信息的运动速度可以比光在真空中的运动速度更快。但王力军说，根据测算，在试验中，光束在铯原子气室中的运动速度达到了光速的310倍左右。

　　美国加利福尼亚大学伯克利分校的赵雷蒙认为，那次试验最为惊人之处在于，它显示光自身也能打破每秒30万公里的速度极限。

　　研究成果不违反狭义相对论

　　不过，王力军说，他们的研究成果并不违反狭义相对论“物体运动速度不能大于真空光速”的基本原则，也不违反因果律，即事件的原因必须在其结果之前发生。

　　王力军等在研究中采用了一种新方法，使一束持续时间为3.7微秒的激光脉冲穿过一个长6厘米的铯原子气室。强烈的反常色散使得脉冲波峰仿佛在进入气室之前62纳秒就已离开气室，测算结果表明，这一激光脉冲在铯原子气中的群速度达到了光速的310倍左右。

　　虽然观察到的激光脉冲波峰速度超过光速，但这并不意味着实现了信号的超光速传播。光波是有长度的，只有波头的传播速度才可以算作是信号的传播速度，但波头的速度是始终超不过光速的，因而与狭义相对论是吻合的。

Answer 2

目前，我们的大多数数据都通过铜线或光纤电缆传输。即使我们通过手机通过无线电波发送数据，无线电波也以光速传播，它最终也会在某个时候穿越互联网的有线网络。用于长途信息传输的两种最常见的铜线是双绞线（首先用于电话，后用于拨号互联网和 DSL）和同芯电缆（最初用于有线电视，然后是互联网和电话）。同芯电缆是两者中速度较快的电缆，但更快的是光纤电缆。光纤电缆不是使用铜以电信号的形式传导数据，而是将数据作为光脉冲移动。

光纤电缆

通过光纤的光线不如通过真空的光快。光，当通过几乎任何介质时，比我们所知的光速的万能常数要慢。这种差别通过空气可以忽略不计，但光线通过其他介质（包括玻璃）显著降低，光纤电缆的核心组成成分是玻璃纤维。介质的折射率是真空中的光速除以介质中的光速。所以，如果你知道其中两个数字，你可以计算另一个。玻璃的折射率约为1.5，如果将光速（大约 300，000 公里）除以该折射率，则每秒大约获得 200，000 公里，这是通过玻璃的光的近似速度。有些光纤电缆由塑料制成，具有更高的折射率，因此速度更低。

速度下降的部分原因是光的双重性，它同时具有粒子和波的属性。光实际上是由称为光子的粒子组成的，它们通过电缆不会以直线移动。当光子击中物质分子时，它们会向不同方向反弹。介质的光折射和吸收最终导致一些能量和数据丢失。这就是为什么信号不能无限期地传播，必须定期放大信号以覆盖长距离。然而，并不是所有光的减速是坏消息，一些杂质被添加到光纤中，以控制速度，并有助于有效地传递信号。

光在介质中折射

光缆传输比铜线快得多，并且不会受到电磁干扰的影响。光纤的速度可以达到每秒数百千兆位，甚至 TB 位。家庭互联网连接没有达到这样的超高速，因为部分小区的许多家庭共享网络布线，甚至使用光纤的网络通常最后一段用铜线进入人们的家庭。但随着光纤进入到您家庭，您可以获得每秒 50 到 100 兆比特的数据传输带宽，而 DSL 线路平均则为每秒 1 到 6 兆比特，同芯电缆的传输速度为每秒 25 兆比特。当然，实际数据速度因位置、提供商和您选择的服务项目而异。

Answer 3

　　具体分析：光速为每秒三十万公里(理论数据)，而电流传输速度也是光速，因此，只要是通过光信号和电信号传输的宽带网络，都可以称为是光速宽带，这其中也包含使用电话线作为传输载体的ADSL网络。其信号传输速度都可以是光速。因此这个概念只能说是运营商用来忽悠的一个噱头。
　　而只要是使用光纤作为载体，其带宽均可以实现数十G甚至成百上千G，这种情况和现在最大只能达到16兆（1024兆=1G）带宽的ADSL比较，其扩展性，稳定性均有极大改善。因此现在的主流宽带网络，均为光纤宽带网络，这个又分为光纤到楼以及光纤直接入户两种网络方式，在此就不赘述了。可以
英国南安普敦大学的研究团队近日让光纤传输速度真正接近了宇宙的速度极限——光速。弗朗西斯科·伯乐蒂（Francesco Poletti）和他的团队制造的光纤能够以99.7%的光速传输数据，换成数据量73.7Tb/s，即大约10TB/s，这个速度比现在常用的40Gb级的光纤电缆要快一千多倍，并且大大降低了传输时延。相关研究论文已经发表在《自然》杂志的光电子刊上。

光在真空中的传播速度为299,792,458米每秒，而在其余介质中的光速会大为降低。在普通光纤（材质为石英玻璃）中，光的传播速度将降低31%。由于光在空气中的传播速度要快于在玻璃中的传播速度，研究团队也因此萌生了相当有创意的想法——他们要制造一种空心光纤，空气将成为这种光纤的主要组成材质。


空气光纤在传输中的损耗数据。

以空气为主要材质的光纤听起来很不现实，但仔细想想，我们每天都能以肉眼看到光在空气中传播的真实案例。事实上，科学家在之前也多次没尝试过制造“空气光纤”，但他们遇到的最大问题便是这样制造出来的光纤难以弯曲。对于普通光纤来说，玻璃/塑料材质拥有一定的折射率，光线因为全反射可以在光纤内曲折前进。但是，当光纤内部存在中空时，一旦光纤发生弯曲，

Answer 4

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光纤传输信息速度真的能到光速吗？

首先光纤内部是有透明材料的，而光在材料中的传播速度必然小于真空中的光速，并且光在光纤中并不是以直线，或者说直接沿着光纤传播的，要经过很多次的反射，这会加长光程。所以光纤的信息传播速度是小于光速的。但是这个速度仍然很快（我想应该是c这一数量级的）。

编辑于 2020-10-25 · 著作权归作者所有
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Answer 5

光纤里带信息的光速是不会降低的，因为光纤里的光速比其它物品快得多，所以光纤里带信息的光速是不会降低的。