夜間的多彩噴泉，劃過一道道五彩斑斕的弧線，點綴夜空再合適不過。但不知道大家在欣賞這樣的美景時有沒有注意過這樣一個細節，光線不再是直線行進了，而是順著水流在彎曲。這是光的全反射，而光纖傳輸的原理就是光的全反射原理。

一光纖的發展歷史

　　1966年“光纖之父”高錕博士首次提出光纖通訊。

　　1970年貝爾研究所研制出在室溫下可連續工作的半導體激光器。

　　同年，康寧公司研究出損耗為20dB/Km的低損耗光纖。

　　1977年芝加哥世界上第一條45Mb/s的通信線路投入商用。

　　次年，FORT在法國首次安裝其生產的光纖。

　　我國的光纖通信的研究始于1970年郵電部武漢郵電科學研究院，至1979年拉制出我國自主研發的第一根實用光纖。時至今日，光纖已走進千家萬戶，中國的光纖年產能已達到上億公里。

二光纖的結構

　　光纖裸纖一般分為三層：

　　第一層：中心高折射率玻璃芯(不同類型光纖芯徑不一)。

　　第二層：中間為低折射率硅玻璃包層(直徑一般為125μm)。

　　第三層：最外層是加強用的樹脂涂層。

　　圖1 光纖結構示意圖

　　第一層的纖芯折射率較高，用來傳送光；第二層包層折射率低，與纖芯一起形成全反射條件；第三層保護套強度大，能承受較大沖擊，保護光纖。

三光纖的分類

　　按照纖芯折射率又可分為階躍型光纖(SIF)和漸變型光纖(GIF)。

　　階躍型光纖的中心玻璃芯到玻璃包層的折射率是突變的。其成本低，信號畸變大，模間色散高。

　　漸變型光纖的中心玻璃芯到玻璃包層的折射率是逐漸變小，可使高模光按正弦形式傳播，這能減少模間色散，提高光纖帶寬，增加傳輸距離。

　　根據光在光纖中的傳輸模式可分為：單模(SM)和多模光纖(MM)。

　　單模光纖的中心玻璃芯較細(一般為9-10μm)，只能傳輸一種模式的光，即基模(最低階模式)。單模光纖信號畸變很小，折射率分布與SIF相似，適用于長距離、大容量的光纖通信系統。

　　多模光纖的中心玻璃芯較粗(50或62.5μm)中傳輸的模式不止一個，即在光纖中存在多個傳導模式。多模光纖信號畸變大，適用于中距離、中容量的光纖通信系統。

　　綜合各類型光纖存在的差異性和缺陷，現在單模光纖都采用階躍型，多模光纖多為漸變型光纖。

　　下圖為階躍型多模光纖、漸變型多模光纖和階躍型單模光纖的性能對比。

　　圖2 各類型光纖的性能對比

四光纖傳輸的基本構架

　　光纖傳輸系統由發送單元、傳輸單元、接收單元和連接器件四大構件組成。

　　發送單元負責將電信號轉換成光信號，傳輸單元作為載送光信號的介質將信號傳遞到接收單元，將接收到的光信號轉換成電信號。連接器件在之間起到連接光纖到光源、光檢測以及其它光纖的作用。

　　圖3 光纖傳輸的基本構架

五光纖傳輸的優點

　　通過和傳統通訊手段的比較，我們能夠發現光纖通信傳輸頻帶極寬，通信容量很大，由于光纖衰減小，中繼距離長，故傳輸距離遠。光纖中的光信號抗電磁干擾，保密性好，信號傳輸質量高，而且光纖尺寸小，重量輕，利于傳輸和鋪設，特殊抗惡意損壞光纖的工作溫度可以達到300度。

　　光纖通信的優點也就決定了為什么要用光纖傳感器。光纖即使在高溫和電磁干擾復雜的環境下也能夠保證通信質量，并具有極高的數據傳輸能力，使得光纖成為傳感器輸出的最佳選擇。如WP4000變頻功率分析儀的前端數字化功能就是將前端傳感器輸出信號變成數字信號，通過光纖傳輸至分析儀，阻斷電磁干擾傳播途徑，保證數據精確性。

　　隨著光纖通信技術的不斷發展，相信光纖傳感器將會成為市場的主流。

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