光纤通信有哪些特点详解
分类:科技动态

光纤即为光导纤维的简称。光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。

信息社会的到来使得人们对光纤通信厚爱有加。从理论上讲,一根头发丝粗细的光导纤维可以同时传送1000亿对电话通话。如果把全世界50亿人口分成两半同时进行通话,也只占用了它的容量的四分之一。为什么纤巧的光导纤维具有如此神奇的功能呢? 光导纤维由芯子和包层组成。芯子直径在10μm以下,主体材料为二氧化硅,为了提高光的折射率可掺杂少量氧化锗或氧化磷;包层的直径一般在100μm上下,由纯二氧化硅构成,或者在其中加入少量氧化硼或氟元素,以减少光的折射率。这样可以使芯子和包层的折光率不一致,从而保证光只能在芯子内传输。光导纤维在工作时,首先要有激光器为它提供光源。光线在光纤的芯子与包层的交界处发生反射,经过反复反射呈“之”字形传播。但是一般的光并不带有信息。要让光带上信息,就要把电信号加以调制转换成光信号,传输到接收端,再把光信号解调为电信号,进而把电信号还原成声音。 由于光纤通信是利用光波传输信息的有线光通信,所以在信息容量上就表现出十分显著的优越性。这是因为光波的频率比微波要高数千倍,相应地能容纳的信号频谱就更宽。同时,光纤通信具有极微的能量消耗,同样距离的光缆所需的中继站要比电缆少得多。这一点在远距离通信中表现出明显的优势。 光纤通信是目前世界上最先进的通信方式,在传输电话、电报、传真、数据和图像时具有很好的稳定性和保密性,在军事通信领域有广泛应用。

1955 光纤通信

 

USACO

 时间限制: 1 s

 空间限制: 128000 KB

 题目等级 : 黄金 Gold

题解

 

 

 

题目描述 Description

农民John 想要用光纤连通他的N (1 <= N <= 1,000)个牲口棚(编号1..N)。但是,牲口棚位于一个大池塘边,他仅可以连通相邻的牲口棚。John不需要连通所有的牲口棚, 因为只有某些奶牛之间想要彼此通讯。在保证这些奶牛通讯的情况下,他想使用最少的光纤完成通信网构件工作。给出想要通讯的成对奶牛的清单,要求求出最少需使用多少根光纤。

输入描述 Input Description

第1行: 2个整数, n 和 p (想要通讯的奶牛对数, 1<=p<=10,000)

第2..p 1行: 2个整数,描述想要通讯的两只奶牛的编号

 

输出描述 Output Description

仅1行,即最少使用光纤数。

样例输入 Sample Input

5 2

1 3

4 5

样例输出 Sample Output

3

数据范围及提示 Data Size & Hint

样例方案:连接1-2,连接2-3, 连接4-5

1870年,英国物理学家丁达尔在一次实验中,首先发现了弯曲的水流可以传导光。在这一启示下,科学家们开始实验用拉得很细的玻璃丝——光纤来作光的“导线”。实验表明:不管玻璃丝怎样弯曲,从它的一端射入光都会顺着它弯曲地传播,从另一端射出。这种纤维就叫光导纤维。光纤通信就是用光导纤维来传送声音、图象。光导纤维传送声音和文字和原理与电线相类似,但它要把声音和文字电信号变成相应强弱变化的光信号。光信号通过光导纤维传到另一端后,由译码器复原成声波和图像。光导纤维除了具有体积小、重量轻、造价低等优点外,光纤通信所使用的是频率很单纯的激光,它传递的信息容量是非常大的。所以光纤通信在现代生活中发挥的作用越来越大,应用的范围也越来越广泛。除了用于“光话”、“光视”计算机网络外,还广泛地用于矿内部通信、电力和铁道系统的通信、光缆传输等方面。

我国的光纤技术是从2世纪7年代进行研究的,现在我国的光纤通信技术不仅可以满足国内的网络建设的需求,而且也正在走向国际通信网络的建设中。光纤通信的发展如此迅速主要是因为光纤具有以下特点。

光纤通信是利用光波作载波,以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式,被称之为“有线”光通信。当今,光纤以其传输频带宽、抗干扰性高和信号衰减小,而远优于电缆、微波通信的传输,已成为世界通信中主要传输方式。

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开放性试题 USACO

 

AC代码:

//注意是环 
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<iostream>
using namespace std;
#define N 2010
int n,m;
bool a[N][N],vis[N];
int main(){
    scanf("%d%d",&n,&m);
    for(int i=1,x,y;i<=m;i  ){
        scanf("%d%d",&x,&y);
        if(x>y) swap(x,y);
        a[x][y]=1;
        a[y][x n]=1;
        a[x n][y n]=1;

    }
    int ans=n;
    for(int i=1;i<=n;i  ){//枚举将环变成链断点
        int p=0;
        memset(vis,0,sizeof vis);
        for(int j=i;j<=n i-1;j  ){//枚举环内的点 
            for(int k=n i-1;k>=j;k--){//从后向前找出和j点有关系的点 
                if(a[j][k]){
                    for(int l=j;l<k;l  ){
                        if(!vis[l]){
                            vis[l]=1;
                            p  ;
                        }        
                    }
                    break;//因为是从后向前找的,所以只找一次 
                }
            }
        }
        ans=min(ans,p);
    }
    printf("%dn",ans);
    return 0;
}

 

图片 1

1966年英籍华人高锟(Charles Kao)发表论文提出用石英制作玻璃丝,其损耗可达20dB/km,可实现大容量的光纤通信。当时,世界上只有少数人相信,如英国的标准电信实验室、美国的Corning玻璃公司,Bell实验室等领导。2010年高锟因发明光纤获得诺贝尔奖。1970年,Corning公司研制出损失低达20dB/km,长约30 m的石英光纤,据说花费了3000千万美元。1976年Bell实验室在华盛顿亚特兰大建立了一条实验线路,传输速率仅45Mb/s,只能传输数百路电话,而用中同轴电缆可传输1800路电话。因为当时尚无通信用的激光器,而是用发光二极管做光纤通信的光源,所以速率很低。1984年左右,通信用的半导体激光器研制成功,光纤通信的速率达到144Mb/s,可传输1920路电话。1992年一根光纤传输速率达到2.5Gb/s,相当3万余路电话。1996年,各种波长的激光器研制成功,可实现多波长多通道的光纤通信,即所谓“波分复用”技术,也就是在1根光纤内,传输多个不同波长的光信号。于是光纤通信的传输容量倍增。在2000年,利用WDM技术,一根光纤光纤传输速率达到640Gb/s。有人对高锟1976年发明了光纤,而2010年才获得诺贝尔奖有很大的疑问。事实上,从以上光纤发展史可以看出,尽管光纤的容量很大,没有高速度的激光器和微电子仍不能发挥光纤超大容量的作用。电子器件的速率才达到吉比特/秒量级,各种波长的高速激光器的出现使光纤传输达到太比特/秒量级(1Tb/s=1000 Gb/s),人们才认识到“光纤的发明引发了通信技术的一场革命!”

(1)宽带信息容量大。光纤通信容量大,并且光纤的传输宽度比电缆线或者铜线的宽度大很多,但是对于单波长的光纤系统,由于终端的设备受到很大的限制,往往发挥不出来光纤的传输宽度的优点。所以需要科学的技术进行增加传输的容量。

技术领域

(2)损耗低,可长距离传送。光纤通信的损耗率比普通的通信损耗率要低得多,光纤不仅损耗低,而且也可以进行长距离的通信,目前最长的通信距离可以达到万米以上,因此光纤通信更加实用于社会网络信息量比较的地方[1]。并且光纤通信性价比比较高,具有很好的安全性。

通信容量大、传输距离远;一根光纤的潜在带宽可达20THz。采用这样的带宽,只需一秒钟左右,即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。400Gbit/s系统已经投入商业使用。光纤的损耗极低,在光波长为1.55μm附近,石英光纤损耗可低于0.2dB/km,这比任何传输媒质的损耗都低。因此,无中继传输距离可达几十、甚至上百公里。

(3)抗电磁干扰能力强。光纤主要是由石英作为原材料制造出的绝缘体材料,这种材料绝缘性好,而且不容易被腐蚀。光纤通信最重要的特点是抗电磁干扰能力强,并且不受自然界的太阳黑子活动的干扰、电离层的变化以及雷电的干扰,也不会受到人为的电磁干扰。并且光纤通信还可以与电力导体进行复合形成复行型的光缆线或者与高压电线平行架设,光纤通信的这一特性对强电领域的通信系统具有很大的作用。光强通信因为可以不受电磁脉冲的效益的干扰,光纤通信系统也可以运用到军事中。

信号干扰小、保密性能好;

(4)安全性能和保密性好。在以往电波的传输中,由于电磁波在传输的过程中有泄露的现象,因此会造成各种传输系统的干扰,并且保密性不好。但是光纤通信主要是利用光波进行传输信号的,光信号完全被限制在光波导的结构中,而其他的泄露的射线都会被光纤线外的包皮吸收,即使在条件不好的环中或者是拐角处也很少有光波泄露的现象。并且在光纤通信的过程中,可以使很多的光纤线放进一个光缆内,也不会出现干扰的情况。因此光纤通信具有很强的抗干扰能力和保密性,并且光纤通信的安全性能也是非常高的。光纤通信除了上述的一些具体的特点外,还有很多的优点,如光纤的原材料成本低,资源丰富,光纤柔软、重量轻、容易进行铺设,并且光纤的使用寿命长、稳定性好。并且光纤的通信应用范围比较广泛,不仅可以用于电力通信中,而且在工业领域和军事领域以及其他的领域中用途是非常广泛的。

抗电磁干扰、传输质量佳,电通信不能解决各种电磁干扰问题,唯有光纤通信不受各种电磁干扰。

图片 2

光纤尺寸小、重量轻,便于铺设和运输;

我司是专业的智能建筑、智能影音音响工程配套供应商。主要产品有网络线、电话线、电源线、监控线、电视线、高保真音响线(白金银线)、音响工程专用线(RVH)、麦克风双咪线(话筒线)、HDMI成品线、VGA成品线、模块、水晶头、面板网络跳线光纤光缆及其配件(耦合器、终端盒、ODF架、跳线)等。

材料来源丰富,环境保护好,有利于节约有色金属铜。

图片 3

无辐射,难于窃听,因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外。

恩瑞智能,让我们一同链接世界。

光缆适应性强,寿命长。

恩瑞智能(中国)有限公司

质地脆,机械强度差。

Enri-Link(China)CO.,LTD

光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术。

//www.enri-link.cn

分路、耦合不灵活。

光纤光缆的弯曲半径不能过小

有供电困难问题。

利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式.由于激光具有高方向性、高相干性、高单色性等显著优点,光纤通信中的光波主要是激光,所以又叫做激光-光纤通信.

原理与应用

光纤通信的原理是:在发送端首先要把传送的信息变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度变化而变化,并通过光纤发送出去;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息.

随着信息技术传输速度日益更新,光纤技术已得到广泛的重视和应用。在多微机电梯系统中,光纤的应用充分满足了大量的数据通信正确、可靠、高速传输和处理的要求。光纤技术在电梯上的应用,大大提高了整个控制系统的反应速度,使电梯系统的并联群控性能有了明显提高。电梯上所使用的光纤通信装置主要由光源、光电接收器和光纤组成。

发展

光纤通信是现代通信网的主要传输手段,它的发展历史只有一二十年,已经历三代:短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤.采用光纤通信是通信史上的重大变革,美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路,而致力于发展光纤通信.中国光纤通信已进入实用阶段.

光纤通信的诞生和发展是电信史上的一次重要革命与卫星通信、移动通信并列为20世纪90年代的技术。进入21世纪后,由于因特网业务的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的增长,对大容量光波传输系统和网络有了更为迫切的需求。

光纤通信就是利用光波作为载波来传送信息,而以光纤作为传输介质实现信息传输,达到通信目的的一种最新通信技术。

通信的发展过程是以不断提高载波频率来扩大通信容量的过程,光频作为载频已达通信载波的上限,因为光是一种频率极高的电磁波 ,因此用光作为载波进行通信容量极大,是过去通信方式的千百倍,具有极大的吸引力,光通信是人们早就追求的目标,也是通信发展的必然方向。

光纤通信与以往的电气通信相比,主要区别在于有很多优点:它传输频带宽、通信容量大;传输损耗低、中继距离长;线径细、重量轻,原料为石英,节省金属材料,有利于资源合理使用;绝缘、抗电磁干扰性能强;还具有抗腐蚀能力强、抗辐射能力强、可绕性好、无电火花、泄露小、保密性强等优点,可在特殊环境或军事上使用。

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