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光纤信息传输

[拼音]:guangxian xinxi chuanshu

[外文]:optical fiber communication

以光波作载体、光纤为信道传输信息的过程。又称光缆信息传输或光纤通信。光纤一般由一根折射率高的内芯和折射率低的涂料拉制而成。光进入光纤内芯后,在内芯和涂料的界面发生全反射,使光呈锯齿形前进。光纤信息传输的工作原理是:发信端将要求传输的模拟信号或数字化脉冲电信号去调制光源,进行电光变换,被调制的光波沿着光纤传送到收信端后,由解调器进行光电逆变换,检测复原成电信号,完成信息传输。当收、发信端间距离过长、信噪比降低时,加入中继器进行信号再生放大(见图)。

光纤信息传输按其结构和功能主要有三种形式:

(1)光几乎直接从细小芯径穿过的单模阶跃折射率光纤;

(2)光以全反射方式传送的多模阶跃折射率光纤;

(3)折射率随偏轴距离呈抛物线形减小,光以正弦方式传输的多模梯度折射率光纤。

光纤信息传输与传统通信方式相比,特点是频带极宽,通信容量巨大。光波频率范围大约是无线电射频有效带宽的105倍;激光频率宽度为常用微波频率的103倍,因此通信容量高出微波的 103倍。如果考虑到载波的多路复用和由偏振面获得的多路复用,则通信容量还将增大约100倍。光波长为微米数量级,光纤直径与波长成比例,因此在电缆横截面相等条件下,光通信容量将是微波通信的107~109倍。光纤通信还具有以下特点:

(1)体积小、重量轻、强度高,易于铺设。每10公里长的光纤仅重200克左右;12公里长的光纤可经受1.41万千克/平方厘米的张力。

(2)传输损耗低,中继间隔大,串音影响小,适宜远距离传输。现代光纤工艺可做到 1公里长的光纤仅衰减1分贝左右。

(3)材料资源丰富,成本低,系统建造费用省。

(4)不导电,不受外界电磁干扰,能承受恶劣环境影响。

光纤通信可以传输电话、电传、传真、彩 电视和计算机数据通信。除进行各类传统电信业务外,它广泛应用于国民经济和国防军事部门,应用于局部地区、城市、工厂和办公楼。例如可供电力系统、石油化工、钢铁冶炼等企业和机关内部的通信联络,数据传送,生产管理,调度指挥,监视控制之用。

光纤信息传输是20世纪70年代以来发展起来的通信技术,被认为是今后通信传输技术的发展方向,将对社会和日常生活产生巨大影响。美国、日本等国的光纤技术处 地位。我国从70年代后期开始研究光纤通信技术,80年代中期进入工业化生产和实际应用阶段。已研制出能传输1920路电话的长途光纤数字通信系统。在武汉、北京、广州、哈尔滨、成都等十多个城市兴建了光纤数字通信线。

参考书目

机械振兴协会编,刘时衡等译:《光通信系统》,人民邮电出版社,北京,1982。

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