其實它與能輸送自來水的水管以及能輸瓦斯的瓦斯管一樣,只是管子的粗細小了許多,管徑的大小大約只有萬分之一公尺,只比頭髮稍粗。
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「光纖」的主要功用就是傳輸「光波」,因為「光波」在空氣中傳送都是沿直線進行,很容易被障礙物阻擋,所以需要「光纖」來幫忙輸送。
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其實它的作用,與水管輸送自來水和瓦斯管輸送瓦斯的功能並無不同,只是「光纖」是根據「全反射」的原理來傳輸「光波」,在「全反射」的狀況下,整條「光纖」就像一條周圍都是鏡子的管線,一旦光線進入這條管子,它就再也跑不出來,只有乖乖地從進口的這一端乖乖地跑到出口的那一端,就完成了「光波」的傳輸。
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一旦「光波」進入「光纖」,或多或少的還是會從光纖內部漏出來,跑出來量的多少,跟「光纖」的品質有很大的關係。玻璃做的光纖,品質較好,價格較貴,漏出的光量比較少;塑膠做的光纖,價格比較低廉,但相對地漏光量也較大,這也是一分錢一分貨的道理。
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可是無論漏光量的大小,聰明的科學家與工程師們,都有因應的辦法:把「玻璃光纖」使用在需要傳真度較高的訊號傳輸,例如有線電視、光纖網路等應用上,而故意把漏光量大的塑膠光纖,應用到照明的用途上,像是把「塑膠光纖」環繞游泳地的周邊,而且還有藝術的效果。這種化腐朽為神奇、把缺點變成優點的作法,其實就是能深切體會到「尺有所短,寸有所長」這個道理。
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日常生活中,我們時常聽到「光纖通訊(Optical Fiber Communications)」,但什麼是「光纖通訊」呢?它又是如何傳遞光的訊號呢?為了解這個問題,我們先從「光傳輸」的歷史講起。
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貝爾將太陽聚成一道極為狹窄的光束,照射在很薄的鏡子上,當人們發出聲音的「聲波」讓這面薄廥產生振動時,「反射光」「強度」的變化使得應應的偵測器產生變動,改變「電阻」值。而接收端則利用變化的「電阻」值產生電流,還原成原來的「聲波」。當貝爾測試「光話機」成功時,化寫下了「我聽到光線的笑聲、咳嗽聲和歌唱聲」。
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西元1970年,由貝爾實驗室製作成功,可於常溫下連續振燙之半導體雷射(Semi-Conductor-Laser)及康寧玻璃工廠(Coring
Glass Work)制造出每公里衰減小於20分貝的低損失石英質(Silica)光纖後,「光纖」技術一日千里。今日,由於光電科技的發展,每公里衰減低於1分貝,傳輸頻寬高於800MHZ的光電纜已可大量生產再配合「高階數位多工」技術的發展以及高性能「光電元件」的開發,每秒傳播速度高達九千萬「位元」,甚至到每秒四億「位元」之高速大容量光通訊系統,目前已達實用化階段。
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「光纖傳輸」的優點包括了:
1.低損失與寬頻帶 |
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| 2.尺寸小及彎曲半徑小 |
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| 3.不導電、不輻射、不感應 |
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4.重量輕等等
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| 低損失與寬頻帶所提供的大傳輸量使得「飄(Gone With The Wind)」部電影只要1秒鐘即可傳送至家裡的電視;甚至一條「光纖」中一次可容納2萬4千門電話同時通話傳送。貝爾實驗室所發展的光導系統,可結合聲音、類比數據、數位數據、影像電話及各種視訊的服務,因此,這對資訊的傳輸產生相當大的革命,這種傳輸方式是未來有線傳播視訊的主流。 |