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1、关于光纤的调研报告学院：艺术与传播学院专业：环境艺术设计班级：15 环设 1班学号：1501304107姓名：沈舒妤如今我们的生活已经离不开网络，信息高速公路的建立便利了我们的生活，而信息高速公路的建立又离不开光纤的发明。信息高速公路是以现代通信技术和计算机网络为基础，用大容量的光纤作为铺“路”材料，集话音、数据、图像和文字为一体的多媒体信息源为“车”，这些“路”和“车”便构成了“信息高速公路”。对光纤的研究、开发和利用，是以物理学为基础，经过对光传播的研究、光谱的分析、材料的筛选、以及半导体激光器和光电检测器件的研制。光纤在通信领域取得了成功，是物理学和无线电通信的完美结合。光纤1.光纤的定
2、义能够传播光的纤维丝称作“光导纤维”，简称“光纤”。是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂。通常，光纤的一端的发射装置使用发光二极管（light emitting diode,LED）或一束激光将光脉冲传送至光纤，光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。传输原理是光的全反射。2.光纤的结构实用的光纤是比人的头发丝稍粗的玻璃丝，通信用光纤的外径一般为125140 m。一般所说的光纤是由纤芯和包层组成，纤芯完成信号的传输，包层与纤芯的折射率不同，将光信号封闭在纤芯中传输并起到保护纤芯的作用。工程中一般将多条光纤固定在一起构成光缆。
3、3.光纤的分类光纤的种类很多，根据用途不同，所需要的功能和性能也有所差异。但对于有线电视和通信用的光纤，其设计和制造的原则基本相同，诸如：损耗小；有一定带宽且色散小；接线容易；易于成统；可靠性高；制造比较简单；价廉等。光纤的分类主要是从工作波长、折射率分布、传输模式、原材料和制造方法上作一归纳的。（1）根据光纤横截面上折射率的不同，可以分为阶跃型光纤和渐变型光纤，阶跃型光纤的纤芯和包层间的折射率分别是一个常数，在纤芯和包层的交界面，折射率呈阶梯型突变。渐变式光纤纤芯的折射率随着半径的增加按一定规律减小，在纤芯与包层交界处减小为包层的折射率。纤芯的折射率的变化近似于抛物线。（2）按传输模式分：分
4、为单模光纤（Single Mode Fiber）和多模光纤（Multi Mode Fiber）。光以一特定的入射角度射入光纤，在光纤和包层间发生全发射，从而可以在光纤中传播，即称为一个模式。当光纤直径较大时，可以允许光以多个入射角射入并传播，此时就称为多模光纤；当直径较小时，只允许一个方向的光通过，就称单模光纤。由于多模光纤会产生干扰、干涉等复杂问题，因此在带宽、容量上均不如单模光纤。实际通信中应用的光纤绝大多数是单模光纤。（3）按照制造光纤所用的材料分：可以分为石英系光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层石英芯光纤、全塑料光纤和氟化物光纤。其中，塑料光纤是用高度透明的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯（有机
5、玻璃）制成的。它的特点是制造成本低廉，相对来说芯径较大，与光源的耦合效率高，耦合进光纤的光功率大，使用方便。但由于损耗较大，带宽较小，这种光纤只适用于短距离低速率通信，如短距离计算机局域网链路、船舶内通信等。目前通信中普遍使用的是石英系光纤。4.光纤的传输优点直到 1960 年，美国科学家 Maiman 发明了世界上第一台激光器后，为光通讯提供了良好的光源。随后二十多年，人们对光传输介质进行了攻关，终于制成了低损耗光纤，从而奠定了光通讯的基石。从此，光通讯进入了飞速发展的阶段。 光纤传输有许多突出的优点：1.频带宽频带的宽窄代表传输容量的大小。载波的频率越高，可以传输信号的频带宽度就越大。目前
6、采用先进的相干光通信可以在 30000GHz 范围内安排 2000 个光载波，进行波分复用，可以容纳上百万个频道。2.损耗低光导纤维比同轴电缆的功率损耗要小一亿倍，使其能传输的距离要远得多。此外，光纤传输损耗还有两个特点，一是在全部有线电视频道内具有相同的损耗，不需要像电缆干线那样必须引入均衡器进行均衡；二是其损耗几乎不随温度而变，不用担心因环境温度变化而造成干线电平的波动。3.重量轻因为光纤非常细，单模光纤芯线直径一般为 4um10um ，外径也只有125um，加上防水层、加强筋、护套等，用 448 根光纤组成的光缆直径还不到 13mm，比标准同轴电缆的直径 47mm 要小得多，加上光纤是玻
7、璃纤维，比重小，使它具有直径小、重量轻的特点，安装十分方便。4.抗干扰能力强 光纤的基本成分是石英，只传光，不导电，不受电磁场的作用，在其中传输的光信号不受电磁场的影响，故光纤传输对电磁干扰、工业干扰有很强的抵御能力。因为如此，在光纤中传输的信号不易被窃听，因而利于保密。）5.保真度高因为光纤传输一般不需要中继放大，不会因为放大引入新的非线性失真。只要激光器的线性好，就可高保真地传输电视信号。6.工作性能可靠7.成本不断下降5.光纤的系统运用高分子光导纤维开发之初，仅用于汽车照明灯的控制和装饰。现在主要用于医学、装饰、汽车、船舶等方面，以显示元件为主。在通信和图像传输方面，高分子光导纤维的应用
8、日益增多，工业上用于光导向器、显示盘、标识、开关类照明调节、光学传感器等。1.通信应用多模光导纤维做成的光缆可用于通信，它的传导性能良好，传输信息容量大，一条通路可同时容纳数十人通话。可以同时传送数十套电视节目，供自由选看。利用光导纤维进行的通信叫光纤通信。一对金属电话线至多只能同时传送一千多路电话，而根据理论计算，一对细如蛛丝的光导纤维可以同时通一百亿路电话！铺设 1000 公里的同轴电缆大约需要 500 吨铜，改用光纤通信只需几公斤石英就可以了。沙石中就含有石英，几乎是取之不尽的。2.医学应用光导纤维内窥镜可导入心脏和脑室，测量心脏中的血压、血液中氧的饱和度、体温等。用光导纤维连接的激光手
9、术刀已在临床应用，并可用作光敏法治癌。另外，利用光导纤维制成的内窥镜，可以帮助医生检查胃、食道、十二指肠等的疾病。3.传感器应用光导纤维可以把阳光送到各个角落，还可以进行机械加工。计算机、机器人、汽车配电盘等也已成功地用光导纤维传输光源或图像。如与敏感元件组合或利用本身的特性,则可以做成各种传感器,测量压力、流量、温度、位移、光泽和颜色等。在能量传输和信息传输方面也获得广泛的应用。4.艺术应用由于光纤的良好的物理特性，光纤照明和 LED 照明已越来越成为艺术装修美化的用途。5.井下探测技术6.光纤收发器光纤收发器是一种将短距离的双绞线电信号和长距离的光信号进行互换的以太网传输媒体转换单元，在很
10、多地方也被称之为光电转换器。产品一般应用在以太网电缆无法覆盖、必须使用光纤来延长传输距离的实际网络环境中，且通常定位于宽带城域网的接入层应用；同时在帮助把光纤最后一公里线路连接到城域网和更外层的网络上也发挥了巨大的作用。6.光纤之父2009年 10月 6日，瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布，将 2009年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科学家高锟。从 1957年开始，高锟即从事光导纤维在通讯领域运用的研究。由于他取得的成果，有超过 10亿公里的光缆以闪电般的速度通过宽带互联网，为全球各地的办事处和家居提供数据。 由于他在光纤领域的特殊贡献，获得巴伦坦奖章、利布曼奖、光电子学奖等，被称为“光纤之父”。7
11、.光纤在国内发展光纤作为宽带接入一种主流的方式，有着通信容量大、中继距离长、保密性能好、适应能力强、体积小重量轻、原材料来源广价格低廉等的优点，未来在宽带互联网接入的应用可预料会非常广泛。根据市场研究与预测公司 IDC 预计 2012 年中国光纤接入用户数将超过2660 万户，未来 5 年保持 56.4%的年复合增长率，而且中国已成为全球最大的光网络设备市场之一。截至 2011 年底，中国光纤接入端口数已超过 1 亿个，同比增长超过 100%；中国光纤接入用户数已达 1556 万户，同比增长超过 370%。比起中国 1.58 亿的宽带用户数，光纤接入用户数还将会有非常广阔的上升空间。根据我国光
12、纤宽带发展计划，到 2015 年全国互联网出口带宽达到 5T，城市家庭带宽接入能力基本达到 20M 以上，农村家庭带宽能力基本达到 4M 以上；家庭光纤接入覆盖超过 500 万户；无线局域网的公共运营热点规模将超过 15 万个；届时将实现全市公益性机构光纤到达率 100%，实现全部科技园区、工业园区、商务楼宇、宾馆酒店等商务类场所的光纤到楼、到办公室。这些数据都表明，中国的宽带市场蕴藏着巨大的潜力，必将是未来宽带运营商对抗的主战场之一。而光纤宽带的普及也是大势所趋。所以未来宽带市场的斗争很大程度上是光纤宽带的斗争。资料来源：http:/ 百度文库http:/ 年诺贝尔物理学奖百度百科光纤在通讯领域中的应用王明东
