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什么是光通信?(2)

2019-11-28 admin

因为每次可以传输的信息有限,所以需要分时段传输。比如说,多个用户同时发送信息时,搬运信息的车道只有一条,因此装载不同信息包裹的货车需要排成一列进行搬运。车道出现堵塞时,传输速度就会变慢。

波分复用法(WDM: Wavelength Division Multiplexing)
一次能传输的信息量较多,通过改变波长,可同时传输多位用户的信息。比如说,即使多位用户同时发送信息,只要分布着多条车道就不易造成堵塞,能够流畅地运送货物(比特数),而且传输速度比较平稳。

多级调制法 (MM:Multi-level Modulation)
在 1波长的1个区间传输多个信号的方法。通过改变光的波形,在同一波长上传输多位用户的信息。具有代表性的技术是四相差分相移键控调制法 (DQPSKifferential Quadrature Phase-Shift-Keying)。通常情况下,每辆货车装载的货物是1比特,但是,使用“DQPSK”时,每辆货车可装载2比特货物。

将来的通信速度:每波长传输100Gbps

100Gbps相当于约0.4秒传输一张DVD的速度。(假设换算成容量为4.7GB的DVD)

偏振复用法(Polarization multiplexing)

光在振动的同时向前进。振动的方向叫做“偏波”,分成垂直振动前进的光(垂直偏波)和水平振动前进的光(水平偏波)两种。偏波中包含的信息不会互相干扰,可传输大量信息。比如说,1条车道上同时行驶着2辆货车,这2辆货车在传输信息时不会发生碰撞。

神通广大的光网络(实例介绍)

光纤遍布全世界,我们在各种场合都能获得高质量的服务。接下来介绍相关实例。

小故事(为什么天空是蓝色的,夕阳是红色的呢)

为什么天空是蓝色的,夕阳是红色的呢?

你有没有想过,为什么天空看起来是蓝色的呢? 天空呈现蓝色是有原因的。光的波长不同,呈现的颜色也不尽相同。太阳光进入地球的空气层(大气层)后会与空气中的灰尘(分子)发生碰撞,因此会改变光的朝 向。也就是说,因为波长较短的光(比起红光蓝光波长更短)更容易与灰尘发生碰撞,所以光线容易到处扩散。天空之所以看起来是蓝色,是因为波长较短的蓝光扩 散至整片天空。

太阳光的波长

太阳光看上去泛白,实际上因为混杂着从红光到蓝光的各色光。也就是说,太阳光中的光的波长各不相同。

天空呈现蓝色的原因(太阳光与灰尘发生碰撞)

1)太阳光进入空气层。空气层中漂浮着许多灰尘。

2)波长较短的蓝光容易与灰尘发生碰撞,光就向四周扩散。另外,波长较长的红光在灰尘间自由穿梭。

3)蓝光扩散至整片天空,从远处看,天空呈现蓝色。

夕阳呈现红色的原因

为什么蓝色的天空在傍晚时分会呈现红色呢?这与太阳光穿过空气层的距离有关。太阳下山时,太阳 的位置从我们的正上方向水平方向移动。于是,太阳光穿过空气层的距离,比起在正上方时,水平方向时变得更长,之前从灰尘缝隙中穿过的波长较长的红光开始与 灰尘发生碰撞。而且,由于蓝光的波长较短,无法到达远处,只有被红光覆盖的天空映入我们的眼帘,因此,夕阳看上去是红色。

如上图所示,夕阳呈现红色的原因是,波长较长的光即使穿过厚厚的大气层后也不容易发生散射,具有能够到达远处的特性。光通信正是利用了这一原理,为了减少光纤中的散射,实现远距离传输,使用的是波长稍长的光。

预备知识(什么是波长)

什么是波长

从字面上看,“波长”就是“波的长度”。“波”包括声波、电波和光波等。波长是指一个波到下一个波之间的“一波”之长。

波长的差异随处可见。比如说,颜色的差异和声音高低的差异都取决于波长的“长短”。

波的伙伴

波长不同,种类各异。光通信中所使用的频率是1.3微米或1.55微米,属于红外线的一种。