光纜（**Optical Fiber Cable**）是一種利用**光信號**來傳輸信息的通信線纜。它的核心組成部分是**光纖**（Optical Fiber），但光纜不僅僅是一根光纖，而是包含了一束或多束光纖，并包裹在多層保護結構中，使其能夠在各種環境下安全、高效地傳輸光信號。

以下是光纜的關鍵組成部分和特點：

1.  **核心：**
    *   由極細（比頭發絲還細）的高純度**玻璃（二氧化硅）**或**塑料**制成。
    *   是光信號實際傳輸的通道。

2.  **包層：**
    *   包裹在纖芯外層的材料，通常也是玻璃或塑料，但其**折射率**略低于纖芯。
    *   這個折射率差是實現光信號在纖芯內進行**全反射**的關鍵物理原理，使得光信號能夠被限制在纖芯中長距離傳輸而不會泄漏出去。

3.  **涂覆層：**
    *   一層薄薄的**保護性塑料涂層**，直接涂覆在包層外面。
    *   主要作用是保護脆弱的玻璃光纖免受物理損傷（如劃痕、微彎）和環境影響（如潮氣）。

4.  **加強構件：**
    *   通常由**芳綸紗**、**鋼絲**或**玻璃纖維棒**等材料制成。
    *   提供光纜所需的**抗拉強度**，使其在安裝（如牽引）和長期使用中承受拉力而不被拉斷。

5.  **護套：**
    *   最外層的保護性**塑料外皮**（如聚乙烯、PVC、阻燃材料等）。
    *   作用是保護內部的光纖、填充物和加強構件免受**物理損傷**（擠壓、沖擊、磨損）、**環境影響**（水分、化學品、紫外線輻射、溫度變化）以及**嚙齒動物啃咬**。

6.  **填充物/緩沖層：**
    *   在束狀光纖或光纖束與護套之間，可能填充有**油膏**（防水、防潮）或使用松套管結構。
    *   提供額外的緩沖保護，防止光纖在光纜內受到應力，并隔絕水汽。

**光纜的工作原理：**
信息（如電話通話、互聯網數據、電視信號）首先被轉換成**光脈沖**（通常由激光器或LED產生）。這些光脈沖被注入光纜的纖芯。由于纖芯和包層的折射率差，光脈沖在纖芯內通過**全反射**不斷向前傳播，直到到達接收端。在接收端，光檢測器（如光電二極管）將光脈沖轉換回電信號，再還原成原始信息。

**光纜的主要優點：**

*   **極高的帶寬：** 能夠傳輸海量數據（遠超銅纜），滿足高速互聯網、高清視頻、云計算等需求。
*   **極低的損耗：** 信號衰減非常小，允許信號傳輸**非常長的距離**（可達數十甚至上百公里）而無需中繼放大。
*   **抗電磁干擾：** 完全不受電磁干擾和射頻干擾影響，在電力設施、工業環境或雷暴天氣下也能穩定工作。
*   **無串擾：** 一根光纜中的光纖之間不會相互干擾。
*   **安全性高：** 很難在不破壞光纜的情況下進行竊聽。
*   **尺寸小、重量輕：** 比同等傳輸能力的銅纜細得多、輕得多，便于鋪設（尤其在管道空間有限時）。
*   **無接地問題/防雷擊：** 光纖是絕緣體，不存在接地回路問題，也不傳導雷電。

**光纜的主要應用：**

*   **骨干網：** 連接城市、國家甚至各大洲的通信網絡核心（如海底光纜）。
*   **接入網：** 光纖到戶、光纖到樓、光纖到路邊等，為用戶提供高速寬帶。
*   **數據中心：** 服務器之間、機柜之間、數據中心之間的高速互聯。
*   **有線電視：** 傳輸高清和超高清電視信號。
*   **電信網絡：** 移動通信基站之間的連接（前傳、中傳、回傳）。
*   **工業自動化：** 工廠內抗干擾的可靠通信。
*   **醫療設備：** 內窺鏡成像、激光手術設備等。
*   **軍事和航空航天：** 高安全性、抗干擾的通信鏈路。

**簡單來說：**
你可以把光纜想象成一條“光的管道”。信息被編碼成光，在這條特制的“玻璃管道”內部通過不斷的反射向前奔跑，最終到達目的地。它比傳統的銅線電纜（傳輸電信號）更快、更遠、容量更大、更可靠、更安全。

**光纜 vs. 電纜：**

| 特性         | 光纜                         | 傳統銅纜（電纜）             |
| :----------- | :--------------------------------- | :----------------------------------- |
| **傳輸介質** | **光** (在玻璃/塑料纖維中傳輸)      | **電** (在金屬導體中傳輸)            |
| **信號類型** | 光脈沖                           | 電信號                               |
| **帶寬**     | **極高** (Tbps 級別)              | 相對較低 (Gbps 級別，隨距離衰減嚴重) |
| **傳輸距離** | **極長** (數十至上百公里無中繼)    | 較短 (通常百米級，需中繼)           |
| **抗干擾性** | **極強** (完全不受 EMI/RFI 影響)   | 較弱 (易受電磁干擾)                  |
| **安全性**   | **高** (難以竊聽)                 | 較低 (可能被搭線竊聽)               |
| **尺寸/重量**| **小/輕**                         | 相對大/重                            |
| **成本**     | 安裝成本可能較高，但長期性價比高   | 初始材料成本可能較低，但帶寬受限     |
| **典型應用** | 骨干網、FTTH、數據中心互聯、長距離 | 短距離布線、部分局域網、電力傳輸     |

光纜是現代信息社會的基石，是高速互聯網、全球通信和數據傳輸不可或缺的基礎設施。