当你打开这篇文章浏览的时候,也许你正在用光纤宽带承载WIFI信号,源源不断地向手机传输图文信息。也许你正在使用5G移动信号,通过信号塔上传下载数据,而发挥重要作用的光纤就是我们每天都听说的。为什么前几年中国移动联通开始拆除原有的电话线宽带,普及光纤建设?说白了,那当然是因为网速会变快,信号会变强!那为什么会让网速更快,信号更强?
首先,光纤是通过“光的全反射”来传输数据的。我们最熟悉的是反射。当光线照射在表面粗糙度较低的平面或曲面上时,会改变传播路径,比如光线在镜子上反射。同样,当光以指定的角度射入光纤时,会有规则的反射,而由于这种反射发生在封闭的光纤中,所以不会有漏光或吸收,这就是光的全反射。
实现光的全反射并不容易。虽然目前为止我们已经取得了突破性的成果,但是光传输还是有进步空。光纤结构为介质空,传输通道大部分由SiO2(玻璃的主要构成材料)和塑料制成,通道外还有一层材料。
虽然光纤的折射率极低,但是任何产品都不会如此完美,注定是弱的,所以在光纤系统中搭建中继器和放大器是非常必要的。直放站用于信号弱到一定程度,但不能弱到没有的光纤传输。中继器的主要作用是将微弱的光转换成电信号,再转换成光信号。放大器有类似的功能,都是为了让信号传播得更远。
光纤有价格优势,也有重量优势。光纤制作的线缆通常是集成的,几百根光纤绑在一起,每根光纤都可以独立传输海量数据,所以光纤的优势是巨大的。
光纤的应用范围极其广泛,不仅用于数据传输,还用于医疗、信息处理、能量传输和图像传输、遥测遥控、照明等。