Har du noen gang sett kabel-TV? Den kan dekke brukernes behov for multimedietjenester som HDTV, video on demand og Internett-tilgang, men vet du hvordan informasjonen på TV overføres? Det gjøres gjennom et nettverk av linjer under bakken eller under havet, det vil si optisk fiber. Mesteparten av informasjonen i verden i dag overføres gjennom optisk fiber. Optisk fiber brukes også i medisinsk utstyr. La oss lære om hvordan optisk fiber fungerer og hvordan det har forandret verden rundt oss. Optiske kabler består av tusenvis av optiske fibre, og hver fiber er omtrent like tykk som et menneskehår. Optiske kabler bærer informasjon i form av lys.
Hastigheten på lys som forplanter seg mellom ulike medier er forskjellig. Denne endringen i hastighet uttrykkes av brytningsindeksen. Endringen i lysets hastighet fører til et interessant fenomen - brytning. For å forstå refraksjon kan vi tenke oss et interessant eksperiment. Anta at lys går gjennom et prisme. Du kan se at lyset bøyer seg på overflaten av prismet i stedet for å gå rett. Dette fenomenet kalles refraksjon. Refraksjon oppstår når lys passerer gjennom medier med forskjellige brytningsindekser. Når lys går fra et medium med høy brytningsindeks til et medium med lav brytningsindeks, vil det bøyes mot overflaten. Refraksjon vil føre til at blyanten plassert i vannkoppen ser bøyd ut.
Optisk fiber utnytter effektivt brytningsprinsippet. La oss nå utlede dette prismeeksperimentet ytterligere. Anta at vi bruker noen tilsetningsstoffer for kontinuerlig å øke brytningsindeksen til glass. Når vi øker brytningsindeksen vil lyset komme nærmere og nærmere glassets overflate. Etter en stund vil du oppdage at lyset forplanter seg langs overflaten av glasset. Fortsetter vi å øke brytningsindeksen, vil lyset plutselig gå tilbake til innsiden av det opprinnelige mediet og danne en ren refleksjon, som kalles totalrefleksjon. Vi kan oppnå total refleksjon ved å endre refleksjon av innfallsvinkelen uten å måtte øke brytningsindeksen. Denne spesifikke vinkelen kalles den kritiske vinkelen, og lyset vil gå tilbake til det opprinnelige mediet. Dette totalrefleksjonsfenomenet brukes på lysoverføring av optisk fiber.
La oss nå gå tilbake til det opprinnelige emnet. Hvordan overfører optiske fibre informasjon som telefonsamtaler eller Internett? All informasjon kan representeres av en sekvens på {{0}}-er og 1-ere. Tenk deg at du vil sende en HEI-tekstmelding fra mobiltelefonen din. Først vil dette ordet bli konvertert til en binær sekvens. Etter konverteringen vil mobiltelefonen overføre denne strengen av binære som elektromagnetiske bølger. La oss ganske enkelt anta at 1 er representert av høyfrekvente bølger og 0 er representert av lavfrekvente bølger. Det lokale basestasjonstårnet vil motta disse elektromagnetiske bølgene. I basestasjonstårnet vil de høyfrekvente elektromagnetiske bølgene generere en lyspuls, ellers vil det ikke være noen lyspuls. Nå kan disse lyspulsene enkelt overføres gjennom optiske fibre. Lyspulsene som bærer informasjon vil nå sin destinasjon gjennom et komplekst optisk fibernettverk. Derfor er mange optiske kabler utplassert på jordoverflaten. Disse optiske kablene er plassert på bakken og på havbunnen. Disse optiske kablene vedlikeholdes hovedsakelig av mobiloperatører og andre organisasjoner.
Nedenfor er et tverrsnittsdiagram av en optisk undersjøisk kabel. Du kan se at bare en liten del brukes til å plassere den optiske fiberen, og resten brukes til å beskytte og forbedre den mekaniske strukturen. Så hvordan får forsterkeren strøm på havbunnen? Fordi det er et tynt kobberskall i midten av den optiske kabelen, tilføres strøm til forsterkeren langs den optiske kabelen, det vil si at hvis et sted ikke går gjennom den optiske kabelen, vil det stedet bli en øy for telefon og Internett. Hvis vi sammenligner optisk fiber med tradisjonelle kobberkabeltråder, har optisk fiber fordeler i alle aspekter. Optisk fiber kan gi større båndbredde og overføringshastigheten er mye raskere enn kobberkabel. Strømmen i kobberkabelen vil generere et elektromagnetisk felt, og til og med forårsake elektromagnetisk interferens utenfor ledningen, mens lyset i den optiske fiberen alltid vil være beskyttet inne i den optiske fiberen, så det er ingen interferens fra eksterne signaler; en annen funksjon ved den optiske kabelen er at lyset som kommer inn fra sideveggen er usannsynlig å fortsette å forplante seg langs den optiske fiberen, så den optiske fiberen har høyere datasikkerhet.
Optisk fiber er mye brukt i det globale kommunikasjonsnettverket, offentlige telekommunikasjonsnettverk i forskjellige land og andre felt. Men hva er hjørnesteinen som sikrer høy hastighet og pålitelighet til optisk fiber? Svaret er laser. Laser er en lyskilde som produserer en svært fokusert, monokromatisk, sammenhengende lysstråle. Den kan konvertere elektrisk energi til lysenergi og produsere en lysstråle med en bestemt bølgelengde og retning. I optiske fiberkommunikasjonssystemer brukes lasere vanligvis til å konvertere informasjon til optiske signaler og overføre dem til målstedet gjennom optisk fiber. Disse optiske signalene blir modulert og kodet, overført til målstedet gjennom optisk fiber, og deretter demodulert og dekodet. I optisk fiberkommunikasjon er den vanligste og mest brukte typen laser halvlederlaser.
Adressen vår
B-1508 Ruiding Mansion, No.200 Zhenhua Rd, Xihu District
Telefonnummer
0086-571-8898-7800
E-post
info@brandnew-china.com
