204张家源206郭婉君洪淑仪：光纤与通讯之浅论.PDF

投稿類別：資訊類 篇名： 光纖與通訊之淺論 作者： 郭婉君。私立三信家商。高二 6 班 洪淑儀。私立三信家商。高二 6 班 張家源。私立三信家商。高二 4 班 指導老師： 陳怡伶老師   光纖與通訊之淺論  壹●前言 資訊科技，是人類從幾百年前至今，以倍數成長的重要突破之一。訊息的流 通從早期的人力、獸力傳送直到交通工具的出現，傳遞方式的進步從未中斷過， 其中又以訊息流通的效率，影響一段文明的興盛最為顯著。而最近這幾十年快速 竄起的「網際網路」，突破了空間和地域的限制，減少了人力的消耗與時間的流 失，提升資訊交流的頻繁與便利。 而網路的進步也絕非一飛即衝天，在經過了長時間的汰舊換新，與傳送材質 循序漸進的改良，才締造了今 日傳輸材質中的強勢新星— 「光纖」。光和電是空 中往來的能量，由於光的頻率比電來得高 ，所以光束在傳遞訊息的能力明顯優於 電。早期的人類，雖然已懂得利用光來做為通訊的方法（例如烽火、手旗等）， 卻苦於當時沒有很好的光源與引導光的波導介質，只能做簡單的訊息傳遞。經過 人類幾百年的研究與發展，「光纖」的發明終於問世，並且迅速成為通訊工業的 主流。 那麼，「光纖」有著什麼樣的優勢，能使其迅速成為通訊業的新寵？而將其 應用在通訊上又會如何呢？在本篇論文之 中，將會簡述光纖通訊的各項功能與應 用層面，進而針對整個通訊產業的影響來進行探討。 貳●正文 一、光纖之簡介 （一）何謂光纖及光纖通訊？ 光纖是可以傳送光線的一種纖維，管徑在一百微米左右，其外形十分細 微，約為一根頭髮粗細般，大多數人認為光纖就像是條堅韌而不易斷的釣魚 線。而光纖在光纖通訊中，主要的功能為資料或訊號在輸入光束後，會根據 全反射原理加以傳送，整條光纖就像是充滿鏡面的管線，光線進入後，會不 斷地反射與前進（如圖一），直到出口的另一端。 「而光纖通訊（optical fiber communication ），也稱做光纖通信，是一 種有線通信，係指利用光與光纖傳遞訊息的一種方式」 ，光經過調變後便可 攜帶資訊，自 1980 年起，光纖通訊系統便迅速地崛起，對通訊工業和數位時代 產生了革命性的作用，成為當今最主要的有線通信方式之一。（註一） 1   光纖與通訊之淺論  圖一、光線於光纖中被全反射之示意圖 （註一） （二）光纖之構造 光纖是一種圓柱形的光波導，基本上可分為三個部分，最裡層部分稱為 核心，即為傳遞光訊號的主要管線；第二層稱為覆層 ，亦可稱為外殼或纖殼 ，核心部分的折射率則會略高於覆蓋層，以滿足疏密介質（如圖二），最外 層則是用鍍膜包覆的保護層。光纖通訊的主要材質為石英纖維，其機械強度 十分脆弱，因此必須層層保護，通常第一層會以較柔軟的矽樹做為材料，第 二層則是以質地較為堅硬的尼龍來做為保護內層。 圖二、光纖的切面 （註一） （三）光纖相關元件 「整體而言，光纖通訊產業的範圍相當廣泛，以目前可商業化量產的產 品而言，粗略可分為三大類：光纜 、光主動元件、光被動元件」，有關光纖 相關之物件分類如表一所示。（註二） 表一、光纖相關之元件 類別 相關應用內容 光纜 單模光纜、多模光纜、海底光纜等。 光主動元件 光發送器、光接收器、光收發器、光放大器等。 光被動元件 光耦合器、光衰減器、光訊號調變器、光隔絕器、濾波器等。 其他 DWDM 系統與其