光纤通信的工作原理以及为什么将其用于高速通信，光纤通信是一种通信方法，其中信号以光的形式传输，并使用光纤作为将这些光信号从一个地方传输到另一个地方的介质。在光纤中传输的信号从电信号转换为光，在接收端又从光转换回电信号。发送的数据可以是音频、视频或遥测数据的形式，这些数据要远距离或通过局域网发送。光纤通信在长距离高速数据传输中具有良好的效果，已被用作各种通信目的的应用。
光纤通信如何工作？
光纤通信过程以光的形式传输信号，首先将电信号转换为光并传输，然后在接收侧发生反之亦然。
这个过程可以用如下图来解释：
发射端：
在发送端，如果数据是模拟的，首先将其发送到编码器或转换器电路，将模拟信号转换为 0、1、0、1……的数字脉冲（取决于数据的形式）并通过光源发射电路。如果输入是数字输入，则直接通过光源发射电路发送，该电路将信号转换为光波形式。
光纤电缆：
从发射器电路接收到光缆的光波现在从源位置传输到目的地，并在接收器块处接收。
接收方：
现在在接收器侧，光电管（也称为光检测器）接收来自光纤电缆的光波，使用放大器将其放大并将其转换为适当的数字信号。现在，如果输出源是数字的，则信号不会进一步改变，如果输出源需要模拟信号，则使用解码器电路将数字脉冲转换回模拟信号。
将电信号从一个点传输到另一个点，通过将其转换为光并使用光纤电缆作为传输源的整个过程称为光纤通信。
为什么使用纤维？
光纤线已经取代了铜线作为传输电缆，因为它比电缆具有更多的优势。
- 传输容量大：单根石英光纤可以承载数十万个电话信道，仅利用理论容量的一小部分。
- 损耗小：现代单模石英光纤的信号损耗约为 0.2 dB/km，因此可以在不放大信号的情况下桥接数十公里。
- 轻松放大：如果需要非常大的传输距离，可以在单个光纤放大器中重新放大大量通道。
- 低成本：由于可实现巨大的传输速率，每个传输位的成本可以极低。
- 重量轻：与电缆相比，光缆非常轻。
- 无干扰：光纤电缆不受电缆产生的问题的影响，例如接地回路或电磁干扰 (EMI、。
原因清楚地解释了光纤电缆远优于同轴铜电缆，这就是为什么光纤电缆优于传统传输介质的原因。
为什么是光而不是电？
光或激光（准确地说）用于光纤通信，因为激光是单波长光源。虽然其他光信号（如太阳光或灯泡光）具有许多波长的光，因此，如果用于通信，它们会产生功率非常低的光束，另一方面，具有单光束的激光器会导致更强大的光束作为输出。
因此，更少的色散、更多的信号传输和更少的时间使光成为通信的良好来源。
光纤通信的特点
在光纤通信中，光被用作在光缆内部传输的信号。这种沟通方式具有值得讨论的重要特征，使其成为一种良好的沟通方式。
- 带宽——单激光色散意味着每秒可以传输大量的信号（信息以比特为单位传输），从而实现长距离的高带宽。
- 直径更小——光缆的直径约为 300 微米。
- 重量轻——与铜缆相比，光纤电缆的重量较轻。
- 长距离信号传输——由于激光不分散，因此可以很容易地长距离传输。
- 低衰减——光纤由玻璃制成，激光穿过它，传输的信号只有 0.2 dB/km 的损耗。
- 传输安全——光学加密和不存在电磁信号使数据在光纤上的安全。
光纤的应用
光纤通信主要用于电信行业，将光纤用于：
- 电话信号传输。
- 互联网通讯。
- 有线电视信号传输。
除此之外，如今的光纤在家庭、工业、办公室中无处不在，用于长距离和小距离通信。
光纤对 IoT（物联网）的影响
光纤通信将对物联网产生巨大影响，列出的这些内容将向您解释物联网如何需要光纤。
- 快速传输媒体——未来将是物联网，我们所有的设备和事物都将连接到互联网，这需要良好的通信和高速。支持这种要求的唯一传输介质是光纤。未来需要物联网，物联网需要光纤来实现最佳通信，可以帮助达到无线数据速度高达 100 Gbps 的速度，使通信和大容量数据在几秒钟内传输。
- 数据安全——当我们考虑在连接在一起的数十亿设备之间传输大量数据时，物联网的安全是主要关注点。除非是光纤，否则从通信媒体中窃取数据是可能的。光纤很难破解，在不被发现的情况下破解它们几乎是不可能的。同样，光纤可以帮助保护数据并以非常高的速度传输数据。
- 不会因干扰而丢失数据——光纤电缆可以安装在任何地方（甚至是水下或高温区域），并且没有任何电磁干扰，不会因干扰而导致数据丢失。
