Har du någonsin sett kabel-tv? Den kan tillgodose användarnas behov av multimediatjänster som högupplöst tv, video on demand och internetåtkomst, men vet du hur informationen på tv överförs? Det görs genom ett nätverk av linjer under jorden eller under havet, det vill säga optisk fiber. Det mesta av informationen i världen idag överförs genom optisk fiber. Optisk fiber används också i medicinsk utrustning. Låt oss lära oss om hur optisk fiber fungerar och hur den har förändrat världen omkring oss. Optiska kablar består av tusentals optiska fibrer, och varje fiber är ungefär lika tjock som ett människohår. Optiska kablar bär information i form av ljus.
Ljushastigheten som sprider sig mellan olika medier är olika. Denna hastighetsförändring uttrycks av brytningsindex. Förändringen i ljusets hastighet leder till ett intressant fenomen - brytning. För att förstå brytning kan vi föreställa oss ett intressant experiment. Antag att ljus passerar genom ett prisma. Du kan se att ljuset böjer sig på prismats yta istället för att gå rakt. Detta fenomen kallas refraktion. Brytning uppstår när ljus passerar genom media med olika brytningsindex. När ljus passerar från ett medium med högt brytningsindex till ett medium med lågt brytningsindex kommer det att böjas mot ytan. Brytning gör att pennan som placeras i vattenkoppen ser böjd ut.
Optisk fiber använder effektivt brytningsprincipen. Låt oss nu härleda ytterligare detta prismaexperiment. Anta att vi använder några tillsatser för att kontinuerligt öka glasets brytningsindex. När vi ökar brytningsindexet kommer ljuset att komma närmare och närmare glasets yta. Efter ett tag kommer du att upptäcka att ljuset fortplantar sig längs glasets yta. Om vi fortsätter att öka brytningsindexet kommer ljuset plötsligt tillbaka till insidan av det ursprungliga mediet och bilda en ren reflektion, som kallas totalreflektion. Vi kan uppnå total reflektion genom att ändra reflektionen av infallsvinkeln utan att behöva öka brytningsindexet. Denna specifika vinkel kallas den kritiska vinkeln, och ljuset kommer att återgå till det ursprungliga mediet. Detta totalreflektionsfenomen appliceras på optisk fiberljustransmission.
Låt oss nu gå tillbaka till det ursprungliga ämnet. Hur överför optiska fibrer information som telefonsamtal eller Internet? All information kan representeras av en sekvens av {{0}}s och 1s. Anta att du vill skicka ett HEJ textmeddelande från din mobiltelefon. Först kommer detta ord att omvandlas till en binär sekvens. Efter konverteringen kommer din mobiltelefon att sända denna sträng av binära som elektromagnetiska vågor. Låt oss helt enkelt anta att 1 representeras av högfrekventa vågor och 0 representeras av lågfrekventa vågor. Det lokala basstationstornet kommer att ta emot dessa elektromagnetiska vågor. I basstationstornet kommer de högfrekventa elektromagnetiska vågorna att generera en ljuspuls, annars blir det ingen ljuspuls. Nu kan dessa ljuspulser enkelt överföras genom optiska fibrer. Ljuspulserna som bär information kommer att nå sin destination genom ett komplext optiskt fibernätverk. Därför är många optiska kablar utplacerade på jordens yta. Dessa optiska kablar är placerade på marken och på havsbotten. Dessa optiska kablar underhålls huvudsakligen av mobiloperatörer och andra organisationer.
Nedan är ett tvärsnittsdiagram av en optisk undervattenskabel. Du kan se att endast en liten del används för att placera den optiska fibern, och resten används för att skydda och förbättra den mekaniska strukturen. Så hur får förstärkaren ström på havsbotten? Eftersom det finns ett tunt kopparhölje i mitten av den optiska kabeln, tillförs ström till förstärkaren längs den optiska kabeln, det vill säga om en plats inte passerar genom den optiska kabeln kommer den platsen att bli en ö för telefon och Internet. Om vi jämför optisk fiber med traditionella kopparkabeltrådar har optisk fiber fördelar i alla aspekter. Optisk fiber kan ge större bandbredd och överföringshastigheten är mycket snabbare än kopparkabel. Strömmen i kopparkabeln kommer att generera ett elektromagnetiskt fält och till och med orsaka elektromagnetisk störning utanför ledningen, medan ljuset i den optiska fibern alltid kommer att skyddas inuti den optiska fibern, så det finns ingen störning från externa signaler; en annan egenskap hos den optiska kabeln är att ljuset som kommer in från sidoväggen är osannolikt att fortsätta att fortplanta sig längs den optiska fibern, så den optiska fibern har högre datasäkerhet.
Optisk fiber används ofta i det globala kommunikationsnätverket, offentliga telekommunikationsnätverk i olika länder och andra områden. Men vilken är hörnstenen som säkerställer den höga hastigheten och tillförlitligheten hos optisk fiber? Svaret är laser. Laser är en ljuskälla som producerar en mycket fokuserad, monokromatisk, koherent ljusstråle. Den kan omvandla elektrisk energi till ljusenergi och producera en ljusstråle med en specifik våglängd och riktning. I optiska fiberkommunikationssystem används lasrar vanligtvis för att omvandla information till optiska signaler och överföra dem till målplatsen genom optisk fiber. Dessa optiska signaler moduleras och kodas, sänds till målplatsen genom optisk fiber och demoduleras och avkodas sedan. Inom optisk fiberkommunikation är den vanligaste och mest använda typen av laser halvledarlaser.
Vår adress
B-1508 Ruiding Mansion, No.200 Zhenhua Rd, Xihu District
Telefonnummer
0086-571-8898-7800
E-post
info@brandnew-china.com
