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为什么可用光来传送声音和图像
发布时间发布时间:2021-06-01 20:21

  1993 年 10 月 15 日,纵贯北京到广州,途经 8 个省市、22 个地市,总长 4700 千米的光缆通信干线正式开通。说起光纤通信,你可知道为什么能够用光来传送声音和图像呢?

  自古以来,就有利用光来传送信息的记载。我国数千年前用火光报告敌人入侵的烽火台,以及近代舰艇上用的旗语和灯号,都是用光作通信手段的实例。可是利用光来传送声音和图像却是新鲜的事。

  其实,光波像广播电台发出的中、短波和电视台发出的超短波一样,都是电磁波。所以,光完全可以用来作载波,传送声音和图像。只是用来作通信的光的波长,比最短的无线电波还要短得多。一般看得见的光,波长为 0.4~0.7 微米。而光纤通信中用的光,波长在 0.8~1.2 微米,是看不见的 近红外 光。这个波长范围内的光在光导纤维里的传输衰耗较小。

  那么,光传送信号为什么还要有光导纤维作通道呢?这是因为,光在空气中是直线传播的,一旦碰到障碍物,如大雨或大雾,光线就被阻挡,折射损耗。所以为了使光通信实用化,科学家研制成功一种损耗较小的玻璃丝——光导纤维(简称光纤)。这种光纤能把光传送过去,就像电线能把电传送过去一样。

  光在光纤内传输,是利用全反射的原理来减少损耗。我们在游泳的时候,在水底下往上望,看不见水面上的景物。这就是因为水和空气的折射率不一样,在水和空气的界面上产生了全反射的缘故。同样,光纤的圆心和圆周部分的折射率不同。由于全反射,在一定的入射角范围内,光束不会散射出去,被完全限制在光纤内部传输,避免不必要的 漏 射损耗。

  光纤很细,直径一般在 50~150 微米的范围内。为了增加它的机械强度,通常要在它的表面上敷上一层高分子材料,使它具有一定的抗拉强度和抗弯强度。

  光纤通信的优点很多。它的传输容量大,频带可达 1000 兆赫,也就是说,用它来载波,就有可能同时传送十万余路双向电话,或上百个电视节目。它不怕电磁干扰,串话极小,保密性强。用多根光纤构成的光缆,分量很轻,敷设方便。它用的原料是资源丰富,取之不尽,用之不竭的二氧化硅(玻璃),因此可以节省大量的有色金属。

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