开发者学习笔记【阿里云物联网助理工程师认证（ACA）：有线通信网络技术及常用场景（二）】
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有线通信网络技术及常用场景（二）
二、光纤通信
（一）光纤通信技术
光纤通信技术是光导纤维通信的简称，它的原理是利用光导纤维来传输信号，实现信息传递的一种通信方式。在传输信息的时候，要把传输的数据由电信号转换为光信号。再由光信号在光导纤维里面进行传输，也就是说光导纤维里面传输的信号其实是光信号，传输到接收方的时候，接收方再把光信号转换为电信号，按照这样的一种方式来实现通讯。实际应用中的光纤通信系统使用的不是单个的光纤。而是由许多光纤聚集在一起组成的光缆。也就是说光信号不是在单根的光纤上进行传输，而是在很多光线聚集在一起组成的光缆上进行传输。
（二）光线的结构
这个图光纤的横切面图，可以看到中间是有许多关纤聚集在一起组成的光缆是它的内心部分。中间还有一层包层，外侧还有一个光纤的保护层。
光纤主要是由三部分组成，第一部分是纤芯，第二部分是包层，第三部分是图层，纤芯一般为几十微米到几微米，中间层把它称之为包层。光信号传输就是使用纤芯和包层的折射率不同来实现光信号在纤芯内的全反射来实现光信号的传输。外层涂层的作用是增加光纤的韧性来保护光纤。
（三）光纤通信技术的特点
第一个特点是宽带信息容量大，宽带信息容量的大小，由频带的宽窄来进行决定，频带的宽窄又由材料上的载波频率来决定。如果载波频率越高，它的传输信号的频带宽度也就越大，它的宽带信系统量也就越大。光纤上传输的是光信号，光的一个频率理论值可以达到100000 G 赫兹。所以用光纤来实现光信号的传输，光纤通信容量是非常大的，光线的传输宽度比电缆线或者铜线的宽度大很多，但是对于单波长的光纤系统，由于终端的设备受到很大的限制，往往发挥不出来光线的传输宽度的优点，也就是说光的频率理论值可以达到100000 G 赫兹，但是实际上由于设备的一些限制或者传输过程中的一些耗损，它达不到这个频率。所以它不能完美的发挥出光纤传输的特点，这个就需要科学技术的进步来解决设备的限制问题，来降低它的损耗，进而增加光纤通信的容量。
第二个特点是损耗低，可长距离传送。光纤的介质它是由石英制成，现在的制造工艺非常高，所以光纤介质的制造程度是极高的。它的耗损比普通的通信耗损要低很多，可以实现长距离的通信。这一场的通信距离可以达到万米以上，而不需要中继器。
普通的通信，它由于在通信过程中的耗损，它需要中继器来加强通信信号，以达到更远距离的传输。但是在信号加强的过程中，也有可能导致信号的失真。但是光纤传输光信号的时候，就不需要考虑这个问题。另外，光纤通信传输不带电，使用安全，损耗低，可用于易燃易爆等危险场所。
第三个特点是抗电磁干扰能力强，因为光线的主要材料是以石英为材料制造出来的绝缘体材料，它是一种非金属的，这种材料绝缘性好，不容易腐蚀。所以抗电磁干扰能力非常强，这种能力可以让光纤通信过程中不受自然界的太阳黑子活动的干扰，不受电离层的变化干扰和雷电的干扰，也不受人为的电磁干扰，并且它也可以和电力导体进行复合形成复合型的光缆或者与高压电线平行架设，这对于常见领域的通信系统有很大的作用。另外，光纤通信系统也常常运用于军事中，因为它不受电磁脉冲的干扰。
第四个特点是安全性能和保密性好，在传统的电波传输中，由于电磁波在传输的过程中有泄露的现象，会造成各种传输系统互相之间的干扰，并且保密性不好。而光纤通信它主要是用光波进行传输信号，光信号在光缆中是以全反射的形式进行传输，所以它被完全限制在光波导的结构中，其他线路的一些射线也会被光纤线外的包皮吸收。即使在条件不好的环中或者拐角处，也很少有光波泄露的现象。
也就是说光缆可能在铺设的时候存在拐角或者绕成环，不能够让光线号以全反射的形式传输过去。导致有少量的光波泄露，这个泄漏的光波它也会被光线外的包皮吸收，从而也就没有泄露的现象。所以即使很多个光纤放在一个光缆内，也不会出现干扰的情况，所以光线通信它的安全性和保密性非常好。
第五个特点是耐化学腐蚀性强，使用寿命长。因为光纤本身的材料是石英，并且制造光缆的时候，它的外包装材料一般为特种工程材料，都具有极高的耐腐蚀性。所以它对环境的适应性非常强，具有耐酸、耐碱的特性。
第六个特点是重量轻，体积小，因为光线非常细，单模光纤芯线直径一般4微米到10微米，外径的话也只有125微米。再加上防水层、加强筋、护套等，用4到48根光纤组成的光缆直径不到13毫米，比标准的同轴电缆的直径47毫米要小的很多。光纤它本身是玻璃纤维，重量就非常小，所以它具有直径小、重量轻的特点，安装也非常方便。
