上一篇讲到数据包经过路由器后 , 由路由器进行转发进入互联网内部 , 并分析了路由器的工作原理 , 还没有看过的同学请查看我的文章:
手机连接WIFI后为什么可以上网?路由器和交换机的区别是什么?
那么当数据包经过路由器转发 , 进入互联网内部后去了哪里呢?
这个时候就要介绍一下光纤了 , 什么是光纤?
光纤就是利用光来传输信息的一种技术 , 光纤的结构如下图所示 , 它是由一种双层结构的纤维状透明材质(玻璃和塑料)构成的 , 通过在里面的纤芯中传导光信号来传输数字信息 。
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信号是由多个频段的信号组成的 , 比较复杂 , 但光信号却非常简单 , 亮表示 1 , 暗表示 0 。
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但是数字信号并不能直接转换成光信号 , 需要先把数字信号转换成电信号 , 然后再把电信号转换成光信号 。而电信号非常简单 , 用高电压表示1 , 用低电压表示0 。
将这样的电信号输入LED、激光二极管等光源后 , 这些光源就会根据信号电压的变化发光 , 高电压发光亮 , 低电压发光暗 。
这样的光信号在光纤中传导之后 , 就可以通过光纤到达接收端 。接收端有可以感应光线的光敏元件 , 光敏元件可以根据光的亮度产生不同的电压 。
当光信号照射到上面时 , 光亮的时候就产生高电压 , 光暗的时候就产生低电压 , 这样就将光信号转换成了电信号 。最后再将电信号转换成数字信息 , 我们就接收到数据了 。
这就是光纤的通信原理 。
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其中光纤还分为 , 单模光纤和多模光纤 , 他们有什么区别呢?
单模光纤的纤芯更细 , 多模光纤的纤芯比较粗 , 单模光纤更贵传输距离更远 , 多模光纤比单模光纤便宜但是传输距离没有单模光纤远 。
【光纤原来长这样,光纤的通信原理你知道吗】很多人可能会问 , 不是应该越粗的越贵吗?其实不是的 , 越细的光纤制作的工艺要求就越高 , 你想想做越小的东西是不是越难 , 越难的东西当然也越贵了 。
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纤芯的直径对光的传导影响很大 , 光纤通信的关键技术就是能够传导光信号的光纤 。
光在透明材质中传导似乎听起来很简单 , 但实际上光的传导方式是非常复杂的 , 不同材质的 光纤其透光率和折射率也不同 , 纤芯的直径等因素也会影响光的传导 。
我们在初中都学过光的折射和反射 , 光纤其实就是一根圆柱形的玻璃 , 光可以穿过它产生折射和反射 , 折射部分会损耗掉 , 而全反射部分的光线就可以传输到光纤的另一端 。
因为光源在所有方向上都会发光 , 因此会有各种角度的光线进入纤芯 , 但入射角度太大的光线会在纤芯和包层(纤芯外沿部分)的边界上折射出去 , 只有入射角较小的光线会被包层全反射 , 从而在纤芯中前进 。
但是也不是所有的全反射光线都能在光纤中传导 , 因为光也是一种波 , 是波就会有损耗 , 当光线在纤芯和包层的边界上反射时 , 会由于反射角产生相位变化 。
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