光纖通信原理

導讀：想必大家對光纖通信都不陌生了吧，光纖通信憑借其傳輸容量大，保密性好，已經成為世界上最主要的有線通信方式。它到底為何如此厲害呢?下面我為大家簡單介紹一下光纖通信的原理吧!!!

光纖通信(Fiber-optic communication)，也作光纖通訊。光纖通信是以光作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的通信方式，首先將電信號轉換成光信號，再透過光纖將光信號進行傳遞，屬于有線通信的一種。光經過調變后便能攜帶資訊。自1980年代起，光纖通訊系統對于電信工業產生了革命性 ，同時也在數位時代里扮演非常重要的角色。光纖通信傳輸容量大，保密性好等優點。光纖通信現在已經成為當今最主要的有線通信方式。

最基本的光纖通信系統由光發信機、光收信機、光纖線路、中繼器以及無源器件組成。其中光發信機負責將信號轉變成適合于在光纖上傳輸的光信號，光纖線路負責傳輸信號，而光收信機負責接收光信號，并從中提取信息，然后轉變成電信號，最后得到對應的話音、圖象、數據等信息。

(1)光發信機----由光源、驅動器和調制器組成，實現電/光轉換的光端機。其功能是將來自于電端機的電信號對光源發出的光波進行調制，成為已調光波，然后再將已調的光信號耦合到光纖或光纜去傳輸。

(2)光收信機----由光檢測器和光放大器組成，實現光/電轉換的光端機。其功能是將光纖或光纜傳輸來的光信號，經光檢測器轉變為電信號，然后，再將這微弱的電信號經放大電路放大到足夠的電平，送到接收端的電端汲去。

(3)光纖線路----其功能是將發信端發出的已調光信號，經過光纖或光纜的遠距離傳輸后，耦合到收信端的光檢測器上去，完成傳送信息任務。

(4)中繼器----由光檢測器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個：一個是補償光信號在光纖中傳輸時受到的衰減;另一個是對波形失真的脈沖近行政性。

(5)無源器件----包括光纖連接器、耦合器等，完成光纖間的連接、光纖與光端機的連接及耦合。

光纖通信的原理就是：在發送端首先要把傳送的信息(如話音)變成電信號，然后調制到激光器發出的激光束上，使光的強度隨電信號的幅度(頻率)變化而變化，并通過光纖經過光的全反射原理傳送;在接收端，檢測器收到光信號后把它變換成電信號，經解調后恢復原信息。

光通信正是利用了全反射原理，當光的注入角滿足一定的條件時，光便能在光纖內形成全反射，從而達到長距離傳輸的目的。光纖的導光特性基于光射線在纖芯和包層界面上的全反射，使光線限制在纖芯中傳輸。光纖中有兩種光線，即子午光線和斜射光線，子午光線是位于子午面上的光光線，而斜射光線是不經過光纖軸線傳輸的光線。

下面以光線在階躍光纖中傳輸為例解釋光通信的原理。

如圖所示為階躍型光纖，纖芯折射率為n1，包層的折射率為n2，且n1>n2，空氣折射率為n0。在光纖內傳輸的子午光線，簡稱內光線，遇到纖芯與包層的分界面的入射角大于θc時，才能保證光線在纖芯內產生多次反射，使光線沿光纖傳輸。然而，內光線的入射角大小又取決于從空氣中入射的光線進入纖芯中所產生折射角θ2，因此，空氣和纖芯界面上入射光的入射角θi就限定了光能否在光纖中以全反射形式傳輸，與內光線入射角的臨界角θc相對應，光纖入射光的入射角θi 有一個最大值θmax。

當光線以θi>θmax入射到纖芯端面上時，內光線將以小于θc 的入射角投射到纖芯和包層界面上。這樣的光線在包層中折射角小于90度，該光線將射入包層，很快就會露出光纖。

當光線以 θi<θmax入射到纖芯端面上時，入射光線在光纖內將以大于 的θc入射角投射到纖芯和包層界面上。這樣的光線在包層中折射角大于90度，該光線將在纖芯和包層界面產生多次反射，使光線沿光纖傳輸。

光纖通信原理介紹完了，想要深入了解光纖通信的童鞋們快來看看下面的幾篇文章吧~~~~~

1.光纖通信的現狀及其未來發展與應用

2.深入解析光纖通信技術

3.光纖接入技術與光纖通信技術的發展

關鍵詞： 光纖通信 光纖通信原理