光导纤维原理-光纤原理

 光纤原理简介，光导纤维简称光纤或光纤维，利用材料的导光性进行光信号传输。

光纤通讯：一般通讯媒介可按其速度的不同划分为三个频宽，亦即窄频传输（数据载输速度介于45至150 bps之间，如电报及电传打字之类的通讯即是。）、语言级传输（数据载输速度介于300至9600 bps之间，如一般的电话线通讯）与宽带传输（数据载输速度19200 bps至500000 bps或以上），对于宽带传输而言，其通讯媒介常用同轴电缆、光纤缆及微波等方式，而光纤在通信上的应用更是居于明日之星的地位，一根光缆中的其中一条光纤即可以取代一万条以上的电话线，光纤实在是传递信号极其优良的工具，借着如发般纤细的光蕊，可以完成大量而且多重的通信工作。


图1-1-1 光导管信号传递

人类很早就知道用光来传送讯号，而用电通信事实上不过百年来历史，1870年John Tyndal用水柱作为光介质的实验，也有人提出光导管的概念（图1-1-1），是在铁管内来传送光信号，考虑到光信号散射的问题，因此每隔一段距离便在铁管用一个透镜把散开的光束再行集中以减少光信号的散失衰减（如图1-1-1所示）。1930年开始有人尝试采用玻璃纤维来传送光。华裔科学家高锟博士于1966年提出光纤通信的理念，随后美国康宁公司于1970年完成每公里传输信号之损失小于20dB的光纤; 美国电报电话公司贝尔实验室于1974年发表化学气相沉积法 (MCVD) 之光纤制 造技术，于是商用的光纤通讯系统乃于1980年开始小规模测试，三年后各国竞相采用，为了迎接信息时代的来临，世界上各大电话公司都积极扩建光纤通讯网路，目前，光信号的传输一般已改用光纤电缆的技术。光纤技术可应用在远距离、高多任务性的网络信号或电信信号。至此，光信号的传送质量及可传送的有效距离之整体效能以大大提高。目前我国亦在长途电信通路铺设光纤，普及程度虽只限于主干线网络，但光纤的价格越来越低廉，光纤通讯零组件与施工的成本大为降低，所以未来全岛光纤化、光纤馈线网络(Fiber To The Feeder－FTTF)，光纤至里邻(Fiber To The Neighborhood－FTTN)、光纤到大楼(Fiber To The Building－FTTB)、光纤到桌上(Fiber To The Desktop－FTTD)、光纤到家(FTTH－Fiber To The Home)、随选视讯，亦即将光纤直接铺设到每一个用户的家里，同时也是多媒体推广至用户的最佳方式，这将是一个可以预见到的，光纤传输的远景可以想象将是非常璀璨的。
至于光纤在有线电视网络上最常采用“混合式光纤同轴网络”(HFC－Hybrid Fiber Coaxial)，利用光纤从同轴电缆头端传输高质量的信号到光节点或分配中心。混合式光纤同轴网络结合了光纤及同轴的特性，在光节点上利用光调制解调器将光信号转换成电信号，然后经短距离的同轴树状网络，分配给个别用户；同轴网络同时也收集个别用户的回传信号，回传至头端再将电信号转回成光信号，利用雷射发讯机输出。