Page 156 - 计算机技术与人工智能

计算机技术与人工智能 Computer Technology and Artificial Intelligence

第五节 数据通信中的其他通信技术

一、光纤通信技术

（一）光纤
光纤（光导纤维 Optical Fibre）是用来传导光波的一种非常纤细而柔软的介
质。光纤通常由透明的石英玻璃拉成细丝，其直径均为2~125 pm。光缆由光纤

芯、包层和外套3部分组成。光纤芯是光纤最中心的部分，它由一条或多条非常
细的玻璃纤维形成；光纤芯外面是包层；最外层是外护套，外护套的作用是防止
外部潮湿气体的进入，同时也防止光纤芯的挤压与磨损。
典型的光缆的组成结构，芯材由包层包裹，形成光纤。在大多数情况下，光

纤外有一层防潮保护层。最后，整根缆线用一个外套包裹起来。芯材和包层都可
以用玻璃或塑料制成，但是必须具有不同的密度。另外，芯材必须十分纯净并且
在大小和形状上完全合乎规格。外套可以采用多种材料，包括特氟龙涂层、塑料

涂层、纤维塑料、金属管以及金属网格。材料的选择取决于光缆的安装地点。光
纤具有以下主要优点：
1.传输频带宽、容量大
在几十千米距离内数据率可达2Gbit/s；而同轴电缆在1km距离内，实际的数
据率最大值为几百兆比特每秒，双绞线为几百兆比特每秒。通常一个话路约占4

kHz频带，一个彩色电视节目占6 MHz的频带，而在一根光线上传输几十万路电
话或几十路电视节目，已不是很困难的事。

2.损耗低、中继距离长
光纤衰减比同轴电缆和双绞线衰减低很多。由于光纤损耗低，因此能实现很
长的中继传输距离，减少再生中继器的数目，既提高了可靠性，又降低了成本。
3.抗电磁干扰能力强
光纤是绝缘材料，不受输电线、电气化铁路馈电线和高压设备等电器干扰源

的影响，它还可以避免因雷电等自然因素产生的损害和危险。另外，光纤难以泄
漏及窃监听，因此保密性极强。
4.尺寸小、质量轻

一根18芯的光缆横截面积为12mm²，1m长的光缆质量仅90g；而18芯的标准
2
同轴电缆横截面积为65mm ，1m长的电缆质量为11kg。由于光纤质量轻、尺寸

144