Was ist das Prinzip und die Funktion des Glasfaserkabels?

1. Die Rolle des Glasfaserkabels

Optical Fiber kann für die optische Kommunikation genutzt werden. Der Laser hat eine starke Richtigkeit und hohe Frequenz, was ihn zu einer idealen Lichtquelle für die optische Faserkommunikation macht. Im Vergleich zur Funkwellenkommunikation kann die Glasfaserkommunikation mehr Kommunikationskanäle bereitstellen, die den Anforderungen von hochleistungsfähigen Kommunikationssystemen gerecht werden können.

Optische Faser besteht in der Regel aus zwei Schichten. Die innere Schicht wird der innere Kern genannt, mit einem Durchmesser von Dutzenden von Mikronen, aber ihr Brechungsindex ist relativ hoch. Die äußere Schicht des Glasfaserkabels wird als Verkleidung bezeichnet und ihr Brechungsindex ist relativ niedrig.

Der Lichteinfall von einem Ende der Glasfaser wird wiederholt durch den inneren Kern gebrochen und dann zum Ende übertragen. Durch die unterschiedlichen Brechungsindizes der beiden Schichten wird das in den inneren Kern eindringende Licht immer im inneren Kern übertragen.

Die Übertragungsdistanz des Lichts hängt mit dem optischen Verlust der optischen Faser zusammen. Ist der optische Verlust gering, ist der Übertragungsweg lang. Andernfalls wird ein Repeater benötigt, um das abgeschwächte Signal zu verstärken.

Das Glasfaserkabel aus neuestem Fluorglas kann optische Signale ohne Relaisstation auf die andere Seite des Pazifischen Ozeans übertragen.

Im eigentlichen Gebrauch werden oft Hunderte von optischen Fasern kombiniert und verstärkt, um ein Kabel-ähnliches optisches Kabel zu bilden, das nicht nur die Stärke der optischen Faser verbessert, sondern auch die Kommunikationskapazität stark erhöht.

Ersetzen von Kommunikationskabeln mit optischen Kabeln kann eine Menge NE-Metalle sparen, wie 1.1 Tonnen Kupfer und 2 bis 3 Tonnen Blei pro Kilometer.

Fiberoptikkabel haben die Vorteile von leichtem Gewicht, kleiner Größe, kompakter Struktur, guter Isolationsleistung, langer Lebensdauer, Fernübertragung, guter Sicherheit und niedrigen Kosten.

Die Kombination der Glasfaserkommunikation mit digitaler Technologie und Computern kann zur Übertragung von Telefonen, Bildern, Daten und zur Steuerung der elektronischen Ausrüstung und intelligenten Terminals usw. eingesetzt werden, wodurch die Rolle der Kommunikationssatelliten teilweise ersetzt wird.

Optische Fasern mit hohem optischen Verlust können über kurze Distanzen verwendet werden, besonders geeignet für die Herstellung verschiedener menschlicher Endoskope, wie Gastroskope, Zystoskopien, Proctoskope, Hysteroskope, etc., die für die Diagnose und Behandlung verschiedener Krankheiten sehr nützlich sind.

2. Das Prinzip des Glasfaserkabels

Die in der Praxis verwendete Glasfaser ist ein sehr dünnes Spezialglas mit einem Durchmesser von nur wenigen Mikrometern bis zu hundert Mikrometern, bestehend aus zwei Schichten: einem inneren Kern und einer äußeren Jacke.

Der Brechungsindex des inneren Kerns ist größer als der Außenmantel und die Gesamtreflexion erfolgt an der Schnittstelle zwischen Innenkern und Außenmantel, wenn sich das Licht bewegt.

Wenn die optischen Fasern in ein Bündel gesammelt werden, so dass die relative Position der Fasern an jedem Ende gleich ist, dann kann das Bild mit hellen und dunklen Farben von einem Ende zum anderen übertragen werden. Medizinisch werden Glasfaserkabel zur Herstellung von Endoskopen verwendet, um das Innere der menschlichen Eingeweide wie Magen, Darm und Luftröhre zu untersuchen.

Das eigentliche Endoskop ist mit zwei optischen Fasern ausgestattet. Das eine wird verwendet, um Licht ins Innere des menschlichen Körpers zu übertragen und das andere wird zur Beobachtung verwendet.

Wir wissen, dass Licht auch eine elektromagnetische Welle ist und dass es als Träger zur Übertragung von Informationen wie Radiowellen verwendet werden kann.

Der Laser, der Ton, Bild und verschiedene digitale Signale trägt, wird von einem Ende des Glasfaserkabels eingegeben, und dann kann er auf das andere Ende Tausende von Meilen entfernt entlang der Glasfaser übertragen werden, um optische Fiberkommunikation zu realisieren.