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神奇!光纖是怎樣制造出來的? 2019.06.03
互聯(lián)網(wǎng)這個詞現(xiàn)在沒人不知道,但是要問它是什么估計就說不清楚了,都知道它能上網(wǎng)干很多事情,還有利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)誕生了很多超級大公司,這就是我們對互聯(lián)網(wǎng)的印象,互聯(lián)網(wǎng)真的是像手機信號一樣,看不見摸不著的嗎?

其實互聯(lián)網(wǎng)的傳輸除了我們知道的基站外,還有遠距離傳輸?shù)墓饫|,在洲際間連接的海底光纜,目前全球有多達380多條海底光纜,負責(zé)各大洲之間95%的語言和數(shù)據(jù)傳輸,我們在看國外一場足球比賽,電視節(jié)目,打越洋電話,還有用的網(wǎng)絡(luò)都是通過海底光纜來傳輸?shù)摹?
光纜是一種通訊電纜,由兩個或者多個玻璃,塑料光纖芯及包裹層組成,光纖內(nèi)部信號傳輸一般采用激光,它具有更高的速率,更大容量,長距離傳輸?shù)奶攸c。
單根光纖數(shù)據(jù)傳輸速率可達幾Gbps,海底光纜的傳輸達到驚人的160TBps,在不使用信號放大器的情況下每次傳輸距離能達幾十公里。(1G=1024M
1T=1024G)

光纖發(fā)展歷史
古代沒有互聯(lián)網(wǎng),沒有光纜,要快速的傳送信息就只有用飛鴿了。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,人類已進入信息時代,隨著信息量的增大增多,就要尋找一種新的傳輸方式,經(jīng)過多年的研究,傳輸速度更快傳輸量更大,低損耗的光纖通訊誕生,從此人類跨入了光時代。
1870年英國物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)光的全反射原理,為以后的光纖傳輸信號奠定了基礎(chǔ)。
1880年發(fā)明了“光話機”是利用光束傳輸聲波;
1970年康寧公司研制出了衰減較小的石英玻璃光纖;
1980年第一條光纜開始商用;
1988年連接英美的跨大西洋海底光纜鋪設(shè)成功;
1978年中國自行研制出通訊光纖;
2005年超大容量的光纖通訊在上海到杭州開通;
光纖工作原理
如果把互聯(lián)網(wǎng)比作信息高速公路的話,光纜就好比是高速公路的基石,那么大容量的信息光纜是怎么高速遠距離傳輸?shù)哪?
在發(fā)射端首先把要傳輸?shù)男畔?如話音)變成電信號,然后通過激光器發(fā)射到激光束上,光的強度會隨電信號的頻率一起變化,并通過光纖發(fā)射出去,在接收端,檢測器受到光信號后把它變成電信號,經(jīng)過處理后恢復(fù)原信息。
光纖內(nèi)部用玻纖制成的光導(dǎo)纖維,可以把光信號傳輸?shù)綆浊Ч锿?,將幾百上千根光?dǎo)纖維組合在一起,制成像電纜一樣的光纜,這樣既提高了光導(dǎo)纖維的強度,又大大增加了通訊容量。
光在不同物質(zhì)中的傳播速度是不一樣的,所以從一種物質(zhì)射到另一種物質(zhì)時,兩種物質(zhì)的交界處會發(fā)生折射和反射,而且折射光的角度會隨入射光的角度變化而變化,當(dāng)入射光的角度達到或者超過某一角度時,折射光會消失,入射光全部被反射回來,這就是光的全反射。
光信號就是在光纖內(nèi)經(jīng)過一次次的折射傳輸?shù)浇K點的,光信號在一次次折射后會分散或者衰減,就需要把光信號每50公里放大一次。

光纖的制造過程
首先將光纖預(yù)制棒的胚體,主要成分是高純度二氧化硅,在1500度的溫度里燒制成光纖預(yù)制棒。
經(jīng)過20個小時后,高純度的光棒燒制成功,將長3米直徑20厘米光棒懸掛到拉絲爐內(nèi),可以在48小時內(nèi)不間斷拉絲7500公里,將一根退火管清理干凈,以防止雜質(zhì)和灰塵落到光纖上,光棒在2200攝氏度的高溫下融化成軟胚胎,經(jīng)過1米長的退火管后,逐漸冷卻成為直徑0.1毫米的玻璃絲,收線機旋轉(zhuǎn)帶動光纖拉絲并完成光纖的收集。
光纜、光纖的區(qū)別
前面說了那么多,一會光纖一會光纜的,是不是看的有點懵,他們之間有啥區(qū)別呢?
光纜是由一定數(shù)量的光纖組成纜芯,外面包裹有護套和保護層,用于通訊,遠距離大容量信息傳輸。
光纖是一種傳輸工具,就如同一根細細的塑料絲,很細的光纖會被封裝在塑料套中,用作長距離的信息傳遞。所以光纜是包含光纖的。
最后再說一個電纜,電纜是由導(dǎo)電線芯,絕緣層,密封保護層組成,是以金屬材料(大多為銅,鋁)為導(dǎo)體,用與傳輸電力或者信息的導(dǎo)線,是由幾根或者幾組導(dǎo)線絞合而成,電纜多用于交通樞紐,變電站等地方,其實電線和電纜沒有嚴格的界限,通常我們把直徑小,電芯少的叫電線,直徑大,電芯多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的叫電纜。
光纖的淘汰與否 北京光博會保持關(guān)注
隨著5G技術(shù)的發(fā)展,它用的是下一代蜂窩技術(shù),采用微波傳輸,速度快覆蓋面大,5G下載速度高達10Gbps比起當(dāng)前的1000兆光纖更快,隨著5G商用網(wǎng)絡(luò)費用降低后,有人預(yù)言5G不但會淘汰WIFI還會淘汰傳輸速度更快的光纖,你覺得呢?
在未來,光纖充滿無窮無盡的變數(shù),歡迎和光博會來一起共同期待,光博會始終堅持展出先進、尖端技術(shù)和產(chǎn)品,幫助企業(yè)把握產(chǎn)業(yè)政策及行業(yè)發(fā)展趨勢,為廠商帶來更多高端用戶和規(guī)范服務(wù)。
第十一屆光電子·中國博覽會暨第六屆中國(北京)國際高新技術(shù)交流展洽會,將于2019年8月5日到7日北京·國家會議中心舉辦,敬請期待!
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來源:制造原理