光纤电缆做什么？

光纤电缆 通过玻璃或塑料链传输信息作为光线。它们充当现代电信的骨干，使高速数据传输能够在长距离且信号损失最小。

核心功能

光纤使用发射器将电信号转换为光。光通过总内部反射通过电缆，在核心和覆层之间弹跳。在目的地，接收器将光转换回电信号。

关键组件

•核心：薄玻璃/塑料中心携带灯
•覆层：外层反射光线
•缓冲涂层：保护性塑料夹克
•力量成员：增强纤维（例如，凯夫拉尔）
•外套：抗气外套

技术规格

单模纤维（9μm芯）携带红外激光（1310-1550nm），距离超过100公里。多模纤维（50-62.5µM核心）使用LED光源用于较短的运行（≤2km）。

性能比较

信号传输力学

光脉冲通过整个内部反射保持信号完整性。临界角度计算遵循斯内尔定律：θ _c =罪 ^-1 （n ₂ /n ₁ ），n ₁ 和n ₂ 是核心和覆层的折射率。

部署方案

• 海底电缆 ： 全球130万公里的400个系统
• ftth （纤维到家） ：直接消费者连接
• 数据中心 ： 带有400Gbps链接的脊柱叶片建筑
• 工业的 ： 耐药工厂自动化

局限性和考虑因素

安装成本超过铜的10-30％。剪接所需的专用设备（每个剪接0.1db损失）。最小弯曲半径（通常为10-20×电缆直径）可防止光泄漏。

进化时间表

1977年：第一个商业装置（芝加哥）
1988年：TAT-8跨大西洋电缆（同时40,000个电话）
2016：4,000公里的记录（1TBPS单通道）
2023：海底系统每纤维对达到24Tbps

未来的发展

使用多核纤维（演示7个核心）的太空划分多路复用。空心核纤维将潜伏期减少到3μs/km。与量子加密网络集成。

技术深度潜水

光纤系统利用波长划分多路复用（WDM）来增加容量。密集的WDM（DWDM）每纤维最多支撑160个波长，每个波长载有100Gbps。信号再生是通过掺杂的纤维放大器（EDFAS）以80-100 km的间隔进行的，从而保持光学扩增而无需电气转换。在超过17dBm的功率水平上，诸如四波混合之类的非线性效应变得显着，需要分散转移的纤维设计。极化模式分散（PMD）补偿对于在100Gbps的40公里以上的链接中至关重要。

材料科学

超石融合二氧化硅（Sio ₂ ）形成核心材料，并具有增加折射率的锗掺杂。覆层使用氟掺杂的二氧化硅，折射率降低0.36％。制造涉及改性化学蒸气沉积（MCVD），其中气体沉积在1900°C的预成型管中。纤维图发生在2000°C，直径为±0.1µm。