¿Cuáles son los principales componentes de la fibra óptica?

El componente principal de la fibra óptica es la sílice.

No fue hasta 1960 que el científico estadounidense Maiman inventó el primer láser del mundo, que proporcionaba una buena fuente de luz para las comunicaciones ópticas. Durante las siguientes dos décadas, se realizaron investigaciones sobre medios de transmisión óptica y finalmente se fabricaron fibras ópticas de bajas pérdidas, sentando así las bases para las comunicaciones ópticas. Desde entonces, la comunicación óptica ha entrado en una etapa de rápido desarrollo.

El ex presidente de la Universidad China de Hong Kong, Kao Kun, propuso en un artículo en 1965 que el uso de fibras de vidrio a base de cuarzo para la transmisión de información a larga distancia supondría una revolución en la industria de las comunicaciones. , y propuso que cuando la tasa de pérdida de fibra de vidrio caiga a 20 dB/km, la comunicación por fibra óptica (ahora conocida como comunicación por fibra óptica) tendrá éxito. Desencadenó un auge en la investigación y el desarrollo de fibras ópticas. En 1970, Corning Company fue la primera en inventar y fabricar la primera fibra óptica del mundo que podía usarse para comunicaciones ópticas, lo que hizo que las comunicaciones por fibra óptica se utilizaran ampliamente. Se considera uno de los hitos de la comunicación por fibra óptica, y Kao Kun es reconocido internacionalmente como el "Padre de la fibra óptica". Kao Kun también ganó el Premio Nobel de Física en 2009.

La fibra óptica es un filamento de fibra de vidrio transparente con un diámetro de solo aproximadamente 1 ~ 100 μm. Está compuesto por dos capas: un núcleo interior y una cubierta exterior. El índice de refracción del núcleo interior es mayor que el índice de refracción de la cubierta exterior. La luz entra por un extremo y sufre múltiples reflexiones totales en la interfaz entre el núcleo interior. y la chaqueta exterior, y emerge por el otro extremo.

La fibra óptica es una mezcla y amorfa.

Los láseres utilizados para la comunicación generalmente se propagan en tuberías especiales-------fibras ópticas. En la actualidad, el principal componente de la fibra óptica es la sílice.

La transmisión por fibra óptica tiene muchas ventajas destacadas:

Ancho de banda de frecuencia

El ancho de la banda de frecuencia representa el tamaño de la capacidad de transmisión.

Cuanto mayor sea la frecuencia de la portadora, más amplio será el ancho de banda de frecuencia que puede transmitir señales. En la banda VHF, la frecuencia portadora es de 48,5MHz~300Mhz. El ancho de banda es de aproximadamente 250 MHz, con lo que sólo se pueden transmitir 27 televisores y docenas de aparatos de radio FM. La frecuencia de la luz visible alcanza los 100.000 GHz, que es más de un millón de veces mayor que la banda de frecuencia VHF. Aunque el ancho de banda de frecuencia se ve afectado porque las fibras ópticas tienen diferentes pérdidas para la luz de diferentes frecuencias, el ancho de banda de frecuencia en el área de menor pérdida también puede alcanzar los 30.000 GHz. En la actualidad, el ancho de banda de una única fuente de luz solo representa una pequeña parte (la banda de frecuencia de la fibra multimodo es de unos pocos cientos de MHz, y una buena fibra monomodo puede alcanzar más de 10 GHz). Comunicación óptica coherente avanzada, se pueden disponer 2.000 fuentes de luz en el rango de 30.000 GHz. La onda portadora está multiplexada por división de longitud de onda y puede acomodar millones de canales.

Bajas pérdidas

En un sistema compuesto por cables coaxiales, los mejores cables tienen una pérdida de más de 40dB por kilómetro al transmitir señales de 800MHz. Por el contrario, la pérdida de la fibra óptica es mucho menor. Cuando transmite luz de 1,31 um, la pérdida por kilómetro es inferior a 0,35 dB. Si transmite luz de 1,55 um, la pérdida por kilómetro es aún menor, hasta menos de 0,2 dB. Esto es 100 millones de veces menor que la pérdida de potencia del cable coaxial, lo que le permite transmitir mucho más lejos. Además, la pérdida de transmisión de fibra óptica tiene dos características: primero, tiene la misma pérdida en todos los canales de televisión por cable y no es necesario introducir un ecualizador para la ecualización como una línea troncal de cable; segundo, su pérdida apenas cambia con la temperatura; por lo que no hay que preocuparse por fluctuaciones en el nivel de red debido a cambios en la temperatura ambiente.

Peso ligero

Debido a que la fibra óptica es muy delgada, el diámetro del núcleo de la fibra óptica monomodo es generalmente de 4 um a 10 um, y el diámetro exterior es de solo 125 um, además de una resistencia al agua. capa, nervaduras de refuerzo, funda, etc., el diámetro del cable óptico compuesto de 4 a 48 fibras ópticas es inferior a 13 mm, que es mucho menor que el diámetro del cable coaxial estándar de 47 mm. Además, la fibra óptica es. Fibra de vidrio y tiene un peso específico pequeño, lo que lo hace de diámetro pequeño y liviano. La instalación es muy sencilla.

Fuerte capacidad antiinterferencias

Debido a que el componente básico de la fibra óptica es el cuarzo, solo transmite luz, no conduce electricidad y no se ve afectado por los campos electromagnéticos. Los campos electromagnéticos transmitidos en él no se ven afectados, por lo que la transmisión de fibra óptica tiene una fuerte resistencia a las interferencias electromagnéticas y las interferencias industriales. Debido a esto, las señales transmitidas en la fibra óptica no son fáciles de escuchar, lo que favorece la confidencialidad.

Alta fidelidad

Debido a que la transmisión de fibra óptica generalmente no requiere amplificación por relé, no causará nueva distorsión no lineal debido a la amplificación. Siempre que la linealidad del láser sea buena, las señales de televisión se pueden transmitir con alta fidelidad.

Las pruebas reales muestran que la relación de tercer latido C/CTB de la combinación de portadoras de un buen sistema de fibra óptica AM está por encima de 70 dB, y el índice de intermodulación cM también está por encima de 60 dB, que es mucho más alto que el índice de distorsión no lineal del sistema troncal de cable general.

Rendimiento de trabajo confiable

Sabemos que la confiabilidad de un sistema está relacionada con la cantidad de dispositivos que lo componen. Cuanto más equipo haya, mayores serán las posibilidades de fallo. Debido a que el sistema de fibra óptica contiene una pequeña cantidad de equipos (a diferencia del sistema de cable que requiere docenas de amplificadores), la confiabilidad es naturalmente alta. Además, la vida útil del equipo de fibra óptica es muy larga, con un tiempo de trabajo sin problemas. de 500.000 a 750.000 horas Entre ellos, el láser del transmisor óptico tiene la vida más corta y la vida mínima es de más de 100.000 horas. Por lo tanto, el funcionamiento de un sistema de fibra óptica bien diseñado, correctamente instalado y depurado es muy confiable.

Los costes siguen bajando

Actualmente, alguien ha propuesto una nueva Ley de Moore, también llamada Ley Óptica. Esta ley establece que el ancho de banda de transmisión de información por fibra óptica se duplica cada 6 meses, mientras que el precio disminuye en un factor de 1. El desarrollo de la tecnología de comunicación óptica ha sentado una muy buena base para el desarrollo de la tecnología de banda ancha de Internet. Esto supera el último obstáculo para que los grandes sistemas de televisión por cable adopten la transmisión de fibra óptica. Dado que la fuente de materiales (cuarzo) para fabricar fibras ópticas es muy abundante, con el avance de la tecnología, el costo se reducirá aún más, mientras que las materias primas de cobre necesarias para los cables son limitadas, el precio será cada vez más alto; Evidentemente, la transmisión por fibra óptica tendrá una ventaja absoluta en el futuro y se convertirá en el método de transmisión más importante para establecer redes de televisión por cable provinciales e incluso nacionales.

Bajo ruido

Las fibras ópticas emiten muy poco ruido al transmitir información. Incluso cuando la capacidad de transmisión de información es muy grande, la fibra óptica no emitirá mucho ruido.

La fibra óptica tiene una capacidad muy fuerte para conducir la luz. Puede comunicarse mediante cables ópticos y puede transmitir una gran cantidad de información al mismo tiempo. Por ejemplo, un canal de cable óptico puede dar cabida a mil millones de personas hablando al mismo tiempo y también puede transmitir múltiples series de programas de televisión al mismo tiempo. La fibra óptica tiene un buen rendimiento antiinterferencias, no produce radiación eléctrica, tiene una alta calidad de comunicación y puede evitar escuchas ilegales. Los cables ópticos son pequeños y delgados, no temen la corrosión y son fáciles de colocar, por lo que son muy buenos materiales de comunicación. En la actualidad, muchos países han utilizado cables ópticos como troncales de comunicaciones de larga distancia. China también ha comenzado a producir fibras ópticas y las ha puesto en uso en algunas regiones y ciudades. Con el avance de los tiempos y el desarrollo de la ciencia, las comunicaciones por fibra óptica definitivamente se volverán más populares.

Además de utilizarse para las comunicaciones, las fibras ópticas también se pueden utilizar en muchos aspectos como tratamiento médico, procesamiento de información, transmisión de energía y transmisión de imágenes, telemetría y control remoto, iluminación, etc. Por ejemplo, se puede introducir un endoscopio de fibra óptica en el corazón para medir la presión arterial, la temperatura, etc. en el corazón. Las fibras ópticas también se utilizan ampliamente en la transmisión de energía e información.