都知道光纤能传播信息，那光纤中的光是如何传递信息的？

你在刷剧的时候，其实是一束光在千里之外拼命“奔跑”，咱们动动手指发个视频、打个电话，背后可能有无数道看不见的光，在比头发丝还细的玻璃管里飞奔数千公里。

别看那根细细的线不起眼，它可是现代信息社会的“高速公路”，全球95%以上的国际数据都是靠它传输的。可问题是，光不就是光吗？它怎么就能把你说的话原封不动地送到千里之外的朋友耳朵里？

要搞明白光纤怎么传信息，得先知道它是个啥结构，光纤说白了就是一根极细的玻璃丝，通常直径在125微米左右，比咱们的头发丝还细一点。但它不是实心的，而是分两层：中间叫“纤芯”，外面包着一层叫“包层”。

这两层玻璃的材质略有不同，关键就在于它们对光的折射率不一样。纤芯的折射率高，包层的低，这就形成了一个天然的“光导管道”。

当一束光从一端射进去，只要角度合适，它就会在纤芯和包层的交界处不断反射，像蛇一样贴着内壁往前窜，根本出不去。这种现象叫“全反射”，是光学里的基本原理，早在19世纪就被科学家发现了。

正因为有了全反射，光才能在几万公里长的光纤里跑而不漏，哪怕绕地球好几圈，信号还是稳稳的。你可能会问，那光不是直的吗，弯的线也能走？

没错，光纤是可以弯曲的，只要别折得太狠，光照样能拐着弯前进。所以你家路由器那根小线，哪怕是盘成一团，也不影响它传数据。

那光是怎么“带话”的呢？这里就得说说信息是怎么“坐上”光的。咱们平时说话、发语音、看视频，本质上都是数字信号，也就是一堆0和1组成的代码。这些代码并不会直接变成声音或画面传过去，而是先被转换成光的“开关”动作。

比如，发一个“1”，就让光源亮一下；发一个“0”，就让它灭一下。这个过程叫“调制”，用的光源通常是激光器，因为它发出的光又纯又稳定，方向性好，适合长途奔袭。

你在手机上打出“在吗”，这几个字会被拆解成二进制码，比如01000110 01101111，然后电信号驱动激光器，按这个节奏一闪一灭，光脉冲就这么出发了。

到了另一头，有个叫“光电探测器”的设备等着，它能感知这些光的明暗变化，再把它们还原成电信号，最后变回“在吗”这两个字。

整个过程快到什么程度？一秒钟能闪上百亿次，也就是说，一部高清电影，几秒钟就能传完。这可不是吹牛，根据国际电信联盟的标准，现在主流的光纤系统单通道速率已经能做到800Gbps以上，商用骨干网总容量甚至突破每秒几十Tbps。

你以为光在光纤里就是一路畅通？其实它也会“累”，也会“迷路”。虽然全反射很高效，但光在玻璃里跑久了，能量还是会慢慢损耗，这叫“衰减”。

另外光脉冲跑着跑着可能会变宽，两个脉冲挨得太近就容易混在一起，收端分不清哪个是哪个，这叫“色散”。

为了解决这些问题，工程师们想了不少招。比如在长距离传输时，每隔五六十公里就加一个“中继器”或者“光放大器”，给信号提提神，补补力气。

最常用的是掺铒光纤放大器，它不用把光变回电信号，直接在光域里把弱掉的光增强，效率特别高。还有就是用不同波长的光同时传数据，就像一条高速路分成好多车道，每条车道跑一种颜色的光，互不干扰，这叫“波分复用”技术。

这样一来，一根光纤里能同时跑上百路信号，总容量蹭蹭往上涨。中国在这一块儿走得挺靠前，像中国电信、华为这些单位参与制定的国际标准里，早就实现了单光纤传输超过100Tbps的实验记录，相当于一秒钟传完上万部高清电影。

光纤传信息，靠的不是光有多亮，而是它能不能精准地“听话”。从信息编码、激光发射、全反射传导，到接收解码，每一个环节都得严丝合缝。

而且这套系统还得扛得住风吹日晒、海底高压、电磁干扰，毕竟很多光纤是埋在地下或者铺在大洋底下的。像连接亚洲和北美之间的跨太平洋海缆，动辄上万公里，中间不能出一点岔子。

正因如此，全球通信网络才得以稳定运行，你才能随时随地刷短视频、开视频会议、玩在线游戏。可以说，没有光纤，就没有今天的数字经济，聊到这吧，下次接着聊。

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