光纖即光導(dǎo)纖維，是一種由玻璃或塑料制成的纖維，可作為光傳導(dǎo)工具，傳輸原理是“光的全反射”。 微細(xì)的光纖封裝在塑料護(hù)套中，使得它能夠彎曲而不至于斷裂。通常，光纖一端的發(fā)射裝置使用發(fā)光二極管或一束激光將光脈沖傳送至光纖，光纖的另一端的接收裝置使用光敏元件檢測脈沖。光纖具備多方面的優(yōu)勢。
損耗低。在同軸電纜組成的系統(tǒng)中，的電纜傳輸800?MHz信號(hào)每公里損耗40?dB以上。相比之下，光纖損耗則要小得多，傳輸1.31?μm的光每公里損耗0.35?dB以下，若傳輸1.55?μm的光每公里損耗更小到0.2?dB以下。比同軸電纜的功率損耗要小一億倍，而傳輸距離遠(yuǎn)得多。
重量輕。光纖非常細(xì)，單模光纖芯線直徑一般為4?μm～10?μm，外徑125?μm，加上防水層、加強(qiáng)筋、護(hù)套等，用4～48根光纖組成的光纜直徑不到13?mm，比標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜直徑47?mm小得多，加上光纖是玻璃纖維，比重小，使它具有直徑小、重量輕的特點(diǎn)，安裝十分方便。
抗干擾能力強(qiáng)。光纖的基本成分是石英，只傳光，不導(dǎo)電，故光纖傳輸對(duì)電磁干擾、工業(yè)干擾有很強(qiáng)的抵御能力。也正因?yàn)槿绱?，光纖傳輸?shù)男盘?hào)不易被竊聽，更利于信息保密。
保真度高。光纖傳輸一般不需要中繼放大，不會(huì)因?yàn)榉糯笠胄碌姆蔷€性失真。只要激光器的線性好，就可高保真地傳輸電視信號(hào)。實(shí)際測試表明，好的調(diào)幅光纖系統(tǒng)的載波組合三次差拍比C/CTB在70?dB以上，交調(diào)指標(biāo)也在60?dB以上，遠(yuǎn)高于一般電纜干線系統(tǒng)的非線性失真指標(biāo)。
性能可靠。一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備越多，發(fā)生故障的機(jī)會(huì)越大。因?yàn)楣饫w系統(tǒng)包含的設(shè)備數(shù)量少，可靠性自然更高，加上光纖設(shè)備的壽命都很長，無故障工作時(shí)間達(dá)50～75萬小時(shí)。
光纖用于管道系統(tǒng)通訊，傳導(dǎo)性能良好，傳輸信息容量大。
光纖預(yù)警系統(tǒng)利用與同溝敷設(shè)的通信光纜作為連續(xù)分布式傳感器，檢測管道沿線土壤振動(dòng)情況，能夠預(yù)警外界破壞事件。光纖在運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)或受到壓力時(shí)，會(huì)導(dǎo)致形態(tài)干擾而產(chǎn)生光信號(hào)相位的改變。根據(jù)光纖上有擾動(dòng)時(shí)的“彈光”效應(yīng)，光纖內(nèi)的傳輸光將受到相位調(diào)制。如果使兩束光發(fā)生干涉，通過對(duì)干涉光信號(hào)作頻譜分析，可以提取擾動(dòng)源的特征信息。
光纖光柵是一種通過一定方法使光纖纖芯的折射率發(fā)生軸向周期性調(diào)制而形成的衍射光柵，是一種無源濾波器件，其諧振波長對(duì)溫度、應(yīng)變、折射率、濃度等外界環(huán)境的變化比較敏感，因此在傳感領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，可用于感溫火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)。
來源：《管道保護(hù)》2022年第5期 作者：董博
