光纖如何運作？完整指南

光纖技術是電信領域最重要的進步之一，它使當今世界的連接和通訊比以往任何時候都更加容易、快速和可靠。與普通電纜不同，光纖利用光作為傳輸資料的媒介，這使得連接即使在很遠的距離也能更有效地進行。

所以，知道如何光纖電纜無論您是在建立家庭網路還是改進公司的IT架構，功能都很重要。因此，在這個部落格中，我們將詳細討論光纖技術的工作流程等等。那麼，跟我們一起來吧！

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圖 1 光纖工作指南

1）光纖中光傳輸的原理

要了解如何光纖要進行這個過程，我們首先需要了解全內反射的原理。這使得光訊號能夠懸浮在光纖中，而不會發生訊號衰減。假設你用手電筒照射一根很長的玻璃管的一端，想像一下如果光線以適當的角度照射到管壁上；那麼它肯定會彈起並向前移動。因此，數據將透過光纖以極快的速度進行長距離傳輸。

折射率及其作用

光學光之所以能保留在光纖內，是因為折射率。它是材料的一種屬性，用於量化材料彎曲照射在其上的光線的能力。此外，光纖由兩個基本的同心層構成：

核心是中心透明部分，用於保存光訊號。

包層具有較低的折射率並包圍著纖芯。

由於纖芯的折射率較高，因此光將彎曲回到纖芯中，而不是逃逸到包層。折射率的差異對於發生內部反射至關重要。

圖2 光纖中光的傳輸過程

斯涅爾定律與入射角

斯涅爾定律是物理定律之一，它研究光在從一種材料移動到另一種具有不同折射率的材料時如何發生折射。入射角是衡量光線如何接近某個表面的指標，無論是穿過或反射。如果角度很陡，光線就會被打破。然而，如果在一定範圍內，它就會反彈而不會失去訊號。

簡而言之，這些原理說明了光纖效率高以及在現代通訊系統中廣泛使用的原因。

2）光纖電纜如何運作？

一個光纖電纜透過幾條細塑膠或玻璃線傳輸光訊號。這使得它與使用電信號的銅線不同。那麼，讓我們看看這條細小的光纖電纜基本上是如何運作的！

圖3 光纖工作流程圖

i) 產生光訊號

首先，光訊號由發射器產生，發射器可能是 LED 或雷射。此組件將電話或網路訊號等電子資料轉換為光脈衝。 LED 或雷射器透過快速連續閃爍來建立二進位資料流。

ii) 光進入光纖纖芯

光線被導向光纖電纜的核心。其芯線採用高級玻璃或塑膠製成，並由一層稱為包層的玻璃層屏蔽。

iii) 利用全內反射將光線保持在內部

現在，請記住，光線不僅僅是流過；由於全內反射，它會從核心的內壁反彈。這是可能的，因為：

纖芯的折射率高於包層的折射率，因此無法讓光線逸出。

當光線以特定角度照射到纖芯-包層邊界時，它會向內反射而不是穿過。

因此，由於這種反射，光線能夠以最小的損失穿越很遠的距離。

圖4 光纖工作流程

iv) 保持訊號強度

無論光的傳播效率如何，長距離傳播都會造成一些能量損失。因此，為了維持訊號，沿著電纜路徑安裝了光放大器。這些設備放大光訊號，而不必將其轉換回電能。

v) 接收光並將其轉換為數據

最後，端點處的光電探測器（接收器）會收集傳入的光脈衝並將其轉換回電訊號。然後，電腦、電話或網際網路路由器會對其進行處理，以便以可操作的形式傳遞資料。

因此，所有上述過程都以令人難以置信的速度完成，從而實現快速的互聯網、清晰的電話通話和遠距離的即時數據傳輸。

3）光纖電纜危險嗎？

絕對是的，光纖電纜是安全的，但操作不當可能會帶來危險。例如，與銅線不同，它們不帶電，因此不存在電擊、火災或短路的風險。然而，有一些危險需要小心。

! 雷射曝光： 光纖上的數據傳輸是透過使用高強度雷射來完成的。這種光通常是紅外線，這使得人們不可能看到它，但直視有源光纖電纜可能會灼傷您的視網膜。由於眼睛損傷是無痛且永久性的，因此檢查前請務必確保電纜已斷開。

! 微觀玻璃顆粒： 光纖電纜由細玻璃線組成。因此，當電纜被接合、切斷或斷裂時，細小的玻璃碎片就會飄散到空中。這些顆粒是看不見的，但可能會刺穿皮膚引起刺激。此外，這些物質進入眼睛還可能造成嚴重傷害。此外，這些物質可能會被吸入體內，這可能會損傷您的肺部。

因此，處理光纖時，請務必戴上防護手套和護目鏡，以消除風險並確保正確處理玻璃廢料。

圖5 光纖電纜的安全規則

! 化學塗層與保護層： 某些光纖電纜採用化學塗層來提高強度。這種塗層如果接觸皮膚或吸入則有劇毒。這就是為什麼處理光纖電纜後必須洗手以防止吞食的可能性。

! 防止資料外洩和乾擾的安全性： 與銅線相比，光纖更難竊聽，因為它們不會傳輸電訊號，因此攔截資料極為困難。光學元件也不會發出電磁幹擾，確保對附近的其他電子設備提供保護。

因此，如果維護得當，光纖電纜與通訊和網路領域的其他技術相比具有出色的安全性。

4）光纖電纜導電嗎？

不，光纖電纜中不導電。這種非導電特性使得光纖不會受到電氣危害。

為什麼光纖不導電

材質成分： 光纖電纜所使用的玻璃、塑膠等非金屬材料不可能具有導電性。

資料傳輸方式： 此外，由於光纖傳輸的是雷射或 LED 產生的光脈衝，因此不存在電流。

圖6 光纖的非導電性質

非導電性的實際好處

+ 更安全的安裝： 首先，在有水、有金屬結構或有高壓的地區，由於不存在電氣危險，使用光纖電纜進行安裝也是安全的。

+ 無電磁幹擾（EMI）： 此外，光纖可用於重型電力設備存在的地方，因為它們不會像金屬線那樣受到電磁場的干擾。

+ 更好的防雷保護： 傳統的金屬電纜容易受到雷擊，但光纖網路不會受到影響，因為它們不會傳導電流。

5）光纖電纜由什麼製成？

構成光纖電纜的兩種主要材料是玻璃和塑膠。之所以選擇這些材料，是因為它們能夠將光傳輸到很遠的距離，而且質量損失很小。以下是光纖電纜是如何製造的:

i）核心

光穿過芯線，即電纜的中間部分。核心通常由玻璃或塑膠製成：

玻璃： 幾乎所有光纖電纜都是由高純度矽玻璃製成的，因為它可以使光在很遠的距離上傳輸，而訊號衰減很小。此外，玻璃非常堅固且有彈性，非常適合用於電信和互聯網基礎設施。

塑膠: 一些短距離或廉價電纜用塑膠芯代替玻璃。雖然價格較便宜，但它們也存在訊號衰減的明顯缺點。這意味著它們在遠距離上比玻璃光纖損失更多的光。

ii) 包層

包層包裹著纖芯。它通常也由玻璃或塑膠製成，但折射率低於纖芯。包層具有同樣重要的作用，它透過反射確保光保留在纖芯內部，從而使光訊號能夠透過全內反射進行長距離傳輸。

圖7 光纖材料成分

iii) 塗層

通常在纖芯和包層上施加保護層，以避免光纖受到損壞和環境影響。這種保護層通常由聚合物（塑膠成分）製成。

塗層還可以保護光纖，並提供必要的強度和柔韌性，以免輕易斷裂或損壞。

iv) 實力成員

還加入了強度構件，為電纜提供結構支撐並防止其拉伸。這些組件由鋼或凱夫拉縴維製成。凱夫拉縴維是一種輕盈、耐用的材料，常用於防彈背心，它能增強電纜的強度和彈性。

v) 外套

外護套可保護電纜免受潮濕、物理損壞和環境條件的影響，同時提供其他保護因素。外套由 PVC 和特氟龍等塑膠製成，這些塑膠以其抗化學物質、紫外線和溫度變化的強度而聞名。

總而言之，光纖電纜外包層和內包層的主要成分是玻璃和塑料，而保護層和強度構件則用於在更廣泛的應用中提供額外的可靠性。

6）光纖電纜會發出輻射嗎？

光纖電纜不會像 X 射線或微波那樣發出任何輻射。相反，它們攜帶光訊號，構成一種電磁能，即紅外光。紅外線無害，且波長比紫外線或X射線更長。

此外，雷射和 LED 被用作光纖中的光源，雖然它們的光強度很高，但光僅沿著光纖發送，不會從系統中輻射出來。此外，與電纜相反，光纖不受電磁幹擾 (EMI) 的影響。這意味著它們不會幹擾附近的電子設備。

由於不存在此類輻射，因此這些光纖在電子訊號幹擾可能造成難題的地方（例如醫院和軍事設施）受到青睞。

7）結語

簡而言之，光纖技術是透過光訊號傳輸資料最快、最可靠、最安全的方法。它在幾乎所有指標上都明顯優於傳統的銅纜，尤其是距離和高速。如果您想購買優質光纖電纜，Dekam Fiber 是一個絕佳的選擇。我們的產品可靠耐用，可確保根據您的網路需求提供卓越的價值。所以，聯絡我們今天！