光纤传输相关问题及讨论
光纤传输相关问题及讨论2017200504022
电子科技大学 格拉斯哥学院 2017级 齐思齐 同组同学 无
在电子科技大学格拉斯哥学院的新生研讨课上，教授提及了光纤传输，在这方面我想进行一定程度的深入讨论，以下是光纤传输相关问题及讨论。
“光纤传输，即以光导纤维为介质进行的数据、信号传输。光导纤维，不仅可用来传输模拟信号和数字信号，而且可以满足视频传输的需求。光纤传输一般使用光缆进行，单根光导纤维的数据传输速率能达几Gbps，在不使用中继器的情况下，传输距离能达几十公里。”
在亚历山大·格雷厄姆·贝尔于1876年发明电话之后的一个世纪里，所有的电话信息都是通过铜线传输的电流调制，或者在较小程度上，调制通过空气传输的无线电波。在该框架内，有多代改进，其中许多是由AT＆T贝尔电话实验室开发的，包括金属双线电路，负载线圈，真空管放大器，同轴电缆和微波无线电中继系统。 这些创新共同实现了更好的传输质量，更远的距离，更大的容量和更低的成本的目标。直到20世纪60年代，所有传输都是模拟的，进入21世纪以来，信息产业得到了蓬勃的发展，显然需要一个保证速度和准确的传输工具。光纤传输应运而生，作为通信传输的最基本材料，使所有以前的电话网络传输媒体成为历史—— 到2000年，大部分铜线只存在于电话交换机和个人用户之间的本地环路中，同时微波系统已基本退役。将电话呼叫发送到地球上任何光纤电缆范围内的地方的成本几乎为零，地球被光纤传输更紧密地编织成一个即时通信网络，可以说是全球网络互通的一个基础。
光缆传输的实现和发展到现在，具有颇多优点。相比较于“铜线的2.5GB /秒的运行速率，光纤网络的速率为每秒1.54MHz”。光纤具备较大的信息容量，这意味着可以利用小尺寸的电缆，而且将来没必要更新或加强传输电缆中的信号。使用“发光二极管或注入激光器产生光脉冲，并且使用透镜将光脉冲集中到光纤介质上以使光脉冲沿着光纤介质中的线行进”，根据内部全反射原理，光脉冲易于沿光纤线移动。光纤的内部全反射原理表明入射角跨越临界值时，光不会从玻璃上射出，而是被反射回玻璃中。依据全反射制作光纤多芯电缆，光纤传输具有“衰减小、频带宽、抗干扰性强、安全性能高、体积小、重量轻”等优点。光纤被用作电信和计算机网络的媒介，因为它是灵活的，并且可以捆绑。这对于长距离通信尤其有利，因为与电缆相比，光以更低的衰减传播通过光纤，只需很少的中继器即可实现长距离传输。对于短距离应用，例如办公楼中的网络，光纤布线可以节省电缆管道中的空间。这是因为单根光纤可以承载比电缆更多的数据，例如标准的5类以太网电缆，通常以100 Mbit / s或1 Gbit / s的速度运行。不同电缆中的信号之间没有串扰，也没有环境噪声的影响，同时也更加不容易被窃听（在这种情况下，光纤分接）。
光纤通常也用于设备之间的短距离连接。比方说大多数高清电视提供数字音频光学连接。这允许使用TOSLINK协议通过光传输音频。光纤传输中的载波是光波，光波是频率极高的电磁波，远远高于无线电波通信频率，不易受到干扰。 而光纤中使用的玻璃材料是不导电的，不会因破坏、雷击等产生火花，因此十分安全。但是光纤传输仍然存在很多问题。同时我也给这些问题提供了一些解决办法。
其一，本身特性限制程度大。光纤对于材质要求很高，即便是小小气泡和突起现象也会影响传输质量，造成附加损耗。解决方案建议使用仪器进行检查，现在常用OTDR仪器进行全面检查。
其二，熔接技术和断线技术的不足。二者都会直接影响到传输的质量，附加损耗与传输损耗。建议设定严格的熔接标准，做好端面的清洁工作，保证接续仪器清洁干净即可。
总而言之，光纤传输对于人类社会发展来说是一项创举，在今后的日子也将会发挥至关重要的作用，全球化步伐日渐加快，全球互联网的良好联通需要光纤传输，人类的历史车轮滚滚向前，光纤传输必将继续留下浓墨重彩的一笔。
参考资料：
[1]https://www.7428.cn/page/2018/0909/32089/
[2]https://baike.baidu.com/item/光纤传输/8239300?fr=aladdin
[3]姜树森， 姜剑锋， 高伟. 浅谈通信传输的常见问题与技术要点[J].数字技术与应用，2011，123-124.
[4]杨莉， 郭红英. 浅谈光纤通讯传输的常见问题与解决方法[J].数字技术与应用，2011，134-135.
[5]https://ethw.org/Fiber_Optics
[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Optical_fiber
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