光纖是怎麼利用光進行通信的？真是偉大發明！

可以說光纖通信是二十世紀最偉大的發明了 我們現在能有如今這麼快的網絡體驗都多虧了它 那光纖到底是怎麼利用光進行通信的呢? 我們都知道光速是宇宙中已知的最快速度了 如果要是能利用光進行網絡通信那不得是YYDS啊 但我們又知道光是按直線傳播的 而鋪設光纜不可能是一條直線 那怎麼讓光按照光纜的方向走呢? 光纖的天才設計來了 就是利用光的全內反射原理 爲了好理解我們看這個實驗 當我們從水下向水面發射光時 光線會發生兩種現象 一個是反射一個是折射 這是注意哈 當我們不斷增大光線的入射角到某一臨界角時 你會發現光線突然不再發生折射 而是完全反射回到了水裏 這種光線從折射率較高的介質進入折射率較低的介質時 光發生完全反射的現象就叫全內反射 就是根據這一原理髮明瞭光纖 光纖的核心是由高折射率的玻璃或塑料製成 外面是低折射率材料的包層 最外層是其保護作用的塑料護套層 當光線進入光纖核心層時 使光入射角大於臨界角 光線就會在覈心層和包層之間不斷反射 從而延光纖前進 不會泄露到外部 實現長距離導向傳播 那還有個問題 就是怎麼讓光傳播信息呢? 首先我們要知道 所有互聯網的信息其實都是一堆由0和1組成的二進制數據 只要我們用一種方法 讓不同光信號分別代表0和1 就可以進行數據傳播 最常用最簡單的信號編碼方式是開關鍵控 簡單來說就是有光代表1 無光代表0 當然還有用不同強度 不同相位 不同波長等方式來表示1和0的 會根據實際情況進行利用 通信時發送端通過激光器或LED將電信號轉換成光信號 然後光信號就會在光纖中傳播 如果是長距離傳輸 光會因材料吸收 散射等原因逐漸衰減 因此還需要光信號放大器或中繼器進行信號放大與中繼 而到達接收端後 光探測器將光信號重新轉換爲電信號 並由電子設備處理 最終恢復成可讀的信息 雖然光在光纖裏的傳播速度達不到在真空中的速度 但要比傳統銅線電纜快數十倍甚至更高 可以說沒有光纖 今天的互聯網速度和容量無法達到目前的規模 它推動了信息革命 促進了全球化的進一步發展