光纖通信與電磁波

光纖通信中使用的光波是一種比無線電波頻率高得多的電磁波，其波段處在電磁波譜中的近紅外區(qū)，波長(zhǎng)為0.8~2.0μm波段，相對(duì)應(yīng)的頻率范圍為167~375THz（1THz =1012Hz）。不過，考慮到光波在光纖中的低損耗區(qū)域（低損耗窗口），目前光纖通信使用的波長(zhǎng)有三個(gè)：0.85μm、1.31μm、1.55μm，使用的僅僅是其中很小的部分，還有大部分頻率未被使用。

光纖通信所用光波的頻率達(dá)到了THz，是非常高的，通常所說的光纖頻帶寬、通信容量大的秘密就隱藏在這高頻中。

根據(jù)杰出的香農(nóng)定理，通信信道的*大傳輸速率（信道容量）與信道帶寬之間存在明確關(guān)系，信道容量由帶寬及信噪比決定，增大帶寬、提高信噪比可以增大信道容量，所以，人們通常用“帶寬”去取代“速率”，光纖通信技術(shù)因?yàn)轭l帶較寬（頻率范圍為167~375THz，頻帶寬超過200THz），所以通信容量比普通電纜高。

光纖通信與電磁波

（光波在光纖中的低損耗窗口）

同時(shí)，光纖通信技術(shù)中還使用了密集波分復(fù)用技術(shù)，該技術(shù)將光纖的各個(gè)傳輸波段，按照一定的間隔分隔成很多較小的頻帶（波分），以每個(gè)頻帶的中心頻率為載波，用來承載不同碼速的光通路，一根光纖可以同時(shí)傳輸多個(gè)波長(zhǎng)的光通路（復(fù)用），以此將傳輸容量再次擴(kuò)大到原來的幾十倍。所以，一根光纖供兩地通話的話，可以同時(shí)支持3.1億組這樣的通話。

頻帶寬、通信容量大，只是光纖通信的優(yōu)點(diǎn)之一，而光纖的生產(chǎn)材料，同樣也是其一大優(yōu)勢(shì)。光纖的材質(zhì)本質(zhì)上是二氧化硅，在地球上的儲(chǔ)量豐富，生活中常見的沙子就是二氧化硅，所以光纖通信不用浪費(fèi)稀有的金屬資源。

光纖材質(zhì)的另一個(gè)特點(diǎn)就是質(zhì)量輕，芯徑也比較細(xì)，這使得光纖通信系統(tǒng)的整體質(zhì)量得到減少，而且光纖柔軟性很好，易于鋪設(shè)。同時(shí)，高純度的二氧化硅中，光信號(hào)的傳輸損耗非常低，可以長(zhǎng)距離傳輸，大大減少了中繼站的數(shù)量，通信系統(tǒng)的an全穩(wěn)定性以及運(yùn)行效率都進(jìn)一步提高。

此外，如今的光纖的纖芯外有對(duì)應(yīng)的保護(hù)層能夠使光纖的絕緣性能、耐腐蝕性得到提升，同時(shí)還能使其避免受到電磁問題的影響，所以光纖能夠架空鋪設(shè)，即使與高壓電線平行鋪設(shè)也不會(huì)受到影響。

光纖通信與電磁波

（光纖通信流程）

光纖通信的巨大優(yōu)勢(shì)，加上人們及時(shí)開發(fā)出了適用于長(zhǎng)波長(zhǎng)的光源、激光器、發(fā)光管、光檢測(cè)器設(shè)備，以及光纖通信配套的調(diào)制解調(diào)器、光發(fā)射機(jī)、光接收器等設(shè)備，讓長(zhǎng)距離的光纖通信迅速普及。

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