資訊光纖工程

Fiber Engineering

光纖是一種將訊息轉換為光從一端傳送到另一端的媒介，主要由玻璃或塑膠纖維組成。

光纖的模式分為二種:

(1)單模光纖。光纖中只傳輸一種模式時，叫做單模光纖。單模光纖的纖芯直徑較小，約為4μm-lOμm，通常，纖芯的折射率分佈認為是均勻分佈的。由於單模光纖只傳輸基模，從而完全避免了模式色散，使傳輸帶寬大大加寬，因此，它適用於大容量、長距離的光纖通信。
(2)多模光纖。在一定的工作波長下，多模光纖是能傳輸多種模式的介質波導。早期的多模光纖採用階躍折射率分佈，為了減小色散，須採用漸變折射率分佈，它們的光波傳輸軌跡見圖3的b和c。多模光纖的纖芯直徑約為50μm，由於模色散的存在使多模光纖的帶寬變窄，但製造、耦合、連接都比單模光纖容易。

光纖的優越性:

與雙絞線和同軸電纜相比，光纖作為光纖通信系統的物理傳輸媒介，有著巨大的優越性：
(1)通信容量大。光纖通信是以光纖為傳輸媒介，光波為載波的通信系統，其載波一光波具有很高的頻率。目前用於光纖通信的光載波在紅外線波長範圍內，波長分別為850nm(頻率為350THz)、l310nm(頻率為230THz)和l550nm(頻率為200THz)，其中l310nm和1550nm波長較為常用，因此光纖具有很大的通信容量。
(2)損耗低、中繼距離長。目前，實用的光纖通信系統使用的光纖多為石英光纖，此類光纖在1．55μm波長區的損耗可低到0．18dB／km，比已知的其他通信線路的損耗都低得多，因此，由其組成的光纖通信系統的中繼距離也較其他介質構成的系統長得多。
(3)抗電磁干擾能力強。電話線和電纜一般是不能跟高壓電線平行架設的，也不能在電氣化鐵路附近鋪設。但是因為光纖通信利用的是頻率極高的光信號，不受電磁輻射的影響，可以在充滿雜訊的環境中進行通信時不受電磁干擾。
(4)保密性能好。對通信系統的重要要求之一是保密性好。在明線或電纜附近(甚至幾千米以外)設置一個特別的接收裝置，就可以獲取明線或電纜中傳送的信息。但是光纖在傳送光信號時向外泄露小，不會產生串話等干擾，因此通信保密性好。

此外，光纖還具有線徑細、質量輕、防腐、防火、耐高溫等特點。由於光纖通信具有一系列的突出優點，隨著科學技術的進步，光纖通信技術近年來發展速度之快、應用範圍之廣，出乎人們的預料，它是世界信息革命的一個重要標誌，是現代通信技術的重要組成部分。