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光纤和光纤之父

发表时间:2009/10/21 17:28:30 作者:herry


   大家都知道高锟的名,而对于他为何被称为光纤之父可能还不清楚,下文我们来了解一下:
   
    刚刚获得诺贝尔物理学奖的华裔科学家高锟发明的“光导纤维”

  ,“光纤”是光导纤维的简称,光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。光纤通信的原理是:在发送端首先把传送的信息(如话音)变成电信号,然后调制到激光器发出的激光上,使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化,并通过光纤发送出去;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息。

     光纤的基本原料是廉价的石英玻璃丝,这种材质可以做的非常细非常软,细到直径只有几微米到几十微米,一根光纤可以拉长至几十公里,只要入射角满足一定条件,光束就可以在光纤中弯弯曲曲地从一端传到另一端,几乎不会中途漏射。“这么说吧,10公里长的光纤具备的透光性要优于厚度3毫米的普通玻璃,因此它的损耗率几乎小到可以忽略不计。”

     利用光的全反射原理,1966年,高锟发表了“光通讯”基础理论,提出以一条比头发丝还要细的光纤代替体积庞大的千百万条铜线,用以传送容量几近无限的信息,他计算出如何使光在光导纤维中进行远距离传输。这项成果最终促使光纤通信系统问世,为当今互联网的发展铺平了道路。

制造出第一根光导纤维

全球60亿人同一时间两两通话只需一对光纤

说起光纤的“前世”,入19世纪以来,人类陆续发明了电报、电话等,长距离的信息交流成为可能。当时迫切需要找到一种高速、便捷、成本低廉、信号损失很小的长距离信息传递介质。虽然也有不少科学家在研究类似课题,但直到1966年,高锟发表‘光通讯’基础理论后,这一问题才得以圆满解决。

高锟提出了用玻璃代替铜线的大胆设想:利用玻璃清澈、透明的性质,使用光来传送信号。对这个设想,许多人都匪夷所思,但高锟成功论证了光导纤维的可行性。

为寻找“没有杂质的玻璃”,高锟费尽周折,去了许多玻璃工厂,到过美国的贝尔实验室及日本、德国,跟人们讨论玻璃的制法。后来,他发明了石英玻璃,制造出世界上第一根高纯光导纤维,将其内会吸收激光的杂质抽除,从此光可传送万里,使科学界大为震惊。

为了形象地表示光纤的传导作用,一束光通过光纤可以不加任何放大地传输100公里,如果做一些技术的加强,可以传输几千甚至上万公里,也就是说北京和纽约这两个分属不同大洲的城市,可以清晰地利用光纤进行光的信号传递。

“光纤信息传输能力不仅体现在距离长,也体现在容量大。”“假设现在全球有60亿人,分成两拨,每拨30亿人,让他们通过光纤在同一时间两两通话,只需一对光纤即可实现,这是多么大的容量。”

光纤不仅有效解决了信息长距离传输的问题,而且还极大地提高了效率并降低了成本,一根普通光纤,一公里仅需8毛钱左右,而一根普通金属内芯的电缆,一米就有一块多钱。光纤还具有重量轻、损耗低、保真度高、抗干扰能力强、工作性能可靠等诸多优点。

光纤正改变我们的生活

铜缆宽带只是过渡,光纤入户上网最理想、最经济

   光纤已成为信息社会的基础,正改变着我们的生活。诺贝尔奖评委会这样描述说:“光流动在细小如线的玻璃丝中,它携带着各种信息数据传递每一个方向,文本、音乐、图片和视频因此能在瞬间传遍全球。”

   光纤通信的诞生和发展是电信史上的一次重要革命,与卫星通信、移动通信并列为三大通信技术。进入21世纪后,由于因特网的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的增长,对大容量(超高速和超长距离)光波传输系统和网络有了更为迫切的需求,现在美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路,而致力于发展光纤通信,我国光纤通信也已进入实用阶段。光纤的诞生促进了光端机行业的兴旺,现在放眼整个城市,无不在用光纤,光端机传输,场所的监控,多数用的是视频光端机,远距离上网,用的也是光纤收发器,城市网络基本大多数是由各种各样的光端机组成的.

   光纤通信的应用领域很广泛,举例说,假如在北京的家中与上海的朋友打长途,信号经过的路径是北京的家——北京市话局——北京长途电信局——上海长途电信局——上海市话局——上海朋友的家中,这个过程中,除从家到电话局及从电话局到家这一部分外,其余线路都采用的是光纤通信,这使人们打长途电话的费用越来越低。
 



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