如何工作:光纤

康宁光纤

《玻璃科学:如何工作

《玻璃科学:如何工作

如何工作:光纤

如何工作:光纤

康宁的标志性创新继续利用光线,塑造我们今天的沟通方式

在今天这个高度互联的世界里,当我们快速打电话、浏览网站或下载视频时,所有这一切都是由于光束不断地穿过头发般细的光纤线而成为可能。

1970年,科学家们开发出了一种通过光纤传输光的方法,在传输过程中不会损失很多光,这一创新成为康宁公司最伟大的成功故事之一。

从那时起的45年里,尽管光纤的许多特性有了巨大的改进,但数据传输的基本原理仍然保持不变。

那么,纤维到底是如何工作的呢?让我们来看看。

当像计算机这样的设备有信息要发送时,这些数据以电能的形式开始。计算机中的激光将信号转换为光子(电磁能量的微小粒子,也被称为光),并将它们快速连续地发送到头发般细的光纤核心。

光子以波的形式在光纤的内芯中传播。因为这个核心区域的折射率比光纤的外包层高(即光传播更慢),光信号集中在核心区域内,防止辐射出光纤。此外,纤维芯由非常高纯度的材料(典型的二氧化硅和日耳曼)制成,以确保光能不被杂质吸收或散射。辐射、吸收和散射都是能量损失的形式,也称为衰减。通过尽可能降低损耗,光纤使得光及其所携带的信息可以从原始光源传播很远的距离。

但如果核心是光纤的唯一组成部分,光能最终会泄漏出去,在一个被称为衰减的过程中削弱信号。因此,光纤还包括由不同的玻璃成分制成的外层或覆层。包层材料具有较低的折射率,旨在将光反射回核心而不允许其逃逸。

当光子到达目的地时,一个配有光电单元的光接收器将数字光信号解码并将其转换成电能,将数据显示在其他用户的计算机、电视或其他设备上。

不是所有的纤维都是一样的

不同类型的通信信号需要不同种类的光纤才能有效传输。这就是康宁同时提供单模和多模光纤的原因。

  • 单模光纤是全球电信网络中最常见的光纤,其设计目的是在一条路径上长距离传输光能。它的内核非常小,直径只有8微米。它最常用于长途网络。因为它只容纳一条光路,重叠信号和失真的可能性更小。
  • 另一方面,多模光纤的芯更大,直径可达62.5微米。它是为必须同时沿着多条不同路径传输的光信号而设计的——通常在不到一英里的距离内。例如,数据中心和一些连接的家庭网络更喜欢多模光纤,因为它可以以一种成本和空间效率高的方式处理大量数据。

“光纤是我们标志性的创新之一,我们将继续为未来几代光纤所能做的事情而充满活力。”

纤维是如何进化的?

尽管无线通信和云计算已经扩展了通信领域,但大多数语音、视频和数据信号仍然沿着光纤网络传输。

康宁在玻璃科学方面的创新正在产生新一代高速、高容量光纤,以满足当今网络应用的需求。光纤在物理上一直都很坚固。在张力作用下,它比高张力钢和钛都更强。现在,纤维在艰难的实现中工作的能力也同样强大。新的设计允许纤维弯曲在紧密的角落或钉在墙钉上,而不影响光信号。

能力也很惊人。一条单线可以支持多达200万同时播放的高清视频流。在家庭中,新的光纤创新使计算机、操作系统、游戏机、平板电脑等之间的高速光纤连接成为可能。

康宁光纤光缆市场和技术开发总监Merrion Edwards博士说:“我们的科学家对玻璃的基本理解使产品和工艺不断创新。”“这些创新继续产生较低的衰减,从而提高了容量和速度。”

“光纤是我们标志性的创新之一,我们将继续为未来几代光纤所能做的事情而充满活力。”

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