光纤电缆如何工作?

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光纤电缆使用光传输数据。
劳伦斯·劳里/盖蒂图像

在过去20年左右的时间里,光纤线已接管并改变了长距离电话行业。光纤也是使互联网在世界各地提供的重要组成部分。当纤维取代铜长途电话互联网流量,它大大降低了成本。

要了解光纤电缆的工作原理,请想象一根长长的稻草或柔性塑料管。例如,想象一下一根长几英里的管道。现在,想象一下管道的内表面已涂上完美的镜子。现在想象一下,您正在看管的一端。在另一端几英里处,一个朋友打开手电筒并将其照射到管道上。由于管道的内部是完美的镜子,因此手电筒的灯光会从管道的侧面反射(即使管道可能弯曲和扭曲),您会在另一端看到它。如果您的朋友要打开和关闭手电筒摩尔斯密码时尚,您的朋友可以通过管道与您交流。这就是光纤电缆的本质。

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用镜子的管制作电缆会起作用,但是它会很笨重,而且很难用完美的镜子覆盖管子的内部。因此,真正的光纤电缆由玻璃制成。玻璃非常纯净,因此,即使它长了几英里,光仍然可以通过它(想象一下玻璃如此透明,以至于窗户厚几英里仍然看起来清晰)。玻璃被拉成很薄的链,其厚度与人的头发相当。然后将玻璃链涂成两层塑料。

通过用塑料涂覆玻璃,您可以在玻璃链周围获得镜子。这镜子创造了总内部反思,就像管子内部的完美镜涂层一样。您可以使用手电筒和黑暗房间中的窗户体验这种反射。如果您以90度角将手电筒通过窗户将其直接穿过玻璃。但是,如果您以非常浅的角度(几乎平行于玻璃)将手电筒发光,则玻璃将充当镜子,您会看到梁从窗户上反射出来并撞到房间内的墙壁。像这样的浅角度通过纤维弹跳,完全留在纤维中。

要通过光纤电缆发送电话对话,模拟语音信号被转换为数字信号(有关详细信息,请参见模拟和数字录音的工作方式)。一个激光管道的一端打开和关闭以发送每一点。具有单个激光器的现代纤维系统每秒可以传输数十亿位 - 激光每秒可以打开和关闭数十亿次。最新的系统使用多种具有不同颜色的激光器将多个信号拟合到同一光纤中。

现代光纤电缆可以带信号很远 - 也许60英里(100公里)。在长途线上,每40至60英里都有一个设备小屋。小屋包含拾取和重传信号以全强度向下降低信号的设备。

有关更多信息,请参见下一页。

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