Místo vodiče, dielektrika

V roce 1870 anglický fyzik John Tyndall předvedl zajímavý zážitek v šíření světla proudem vody. Světlo z uhlíkového oblouku se zavádí čočkou do proudu vody. Kvůli mnohonásobným vnitřním odrazům paprsků na hranici dvou médií - vody a vzduchu - paprsek zářil po celé své délce. Byl to první světlovod - kapalina.

Po 35 letech navrhl další vědec Robert Wood, že „světlo bez velkých ztrát může být přenášeno z jednoho bodu do druhého pomocí vnitřního odrazu od stěn skleněné tyčinky.“ Takže nápad přišel pevné průhledné vlákno.

Od vzniku této myšlenky uplynulo 50 let, až do konce 50. let byla získána dvouvrstvá skleněná vlákna s různými indexy lomu: velká ve vnitřní a menší ve vnější vrstvě. Stejně jako v experimentech s Tyndallem se díky mnohonásobným odrazům na hranici dvou médií šíří světelný paprsek podél vlákna od vysílacího konce k přijímacímu.

Když v roce 1966 byl učiněn předpoklad o možnosti použití optických vláken k přenosu komunikačních signálů, pro mnohé se to zdálo utopické. Když byl tehdy přenášen přes existující vlákna, dokonce z optických skel, světelný paprsek oslabil tak rychle, že doslova vymizel po 10 metrech.

Kvalita telefonního přenosu po lince se považuje za uspokojivou, pokud se síla signálu při přechodu z vysílacího konce k přijímajícímu sníží nejvýše 1000krát. Proto by přípustný útlum signálu neměl přesáhnout 30 decibelů.

Pro odolnost různých materiálů se používají specifické ukazatele, v tomto případě se útlum vztahuje na jednotku délky vedení. Koeficient útlumu optických skel dostupných v polovině šedesátých let byl 3 000 decibelů na kilometr. Proto výše uvedená hodnota možného rozsahu přenosu na nich.

Osud přenosu optického signálu skleněnými vlákny závisel na tom, zda by bylo možné dosáhnout takové průhlednosti, která by významně snížila koeficient útlumu.

Účelové výsledky vyhledávání překročily nejoptimističtější prognózy. Již 10 až 15 let po prvních experimentech se úbytek energie ve vláknech snížil na hodnoty srovnatelné se ztrátami v elektrických kabelech. Z komunikační vzdálenosti skleněných vláken desítek metrů bylo možné jít na desítky av dlouhodobém horizontu dokonce na stovky kilometrů.

Stejně jako v elektrické komunikační lince jsou v místech, kde útlum optického signálu dosáhne přijatelného limitu, instalovány opakovače. V nich je optický signál nejprve přeměněn na elektrický, ten je zesílen obnovením svého původního tvaru (tj. Regenerován), pak je elektrický signál přeměněn zpět na optický, ale již zesílený, tj. Přiveden zpět na svou původní sílu. Je to tento signál, který se šíří podél linie k dalšímu opakovači.

Vzniklo tak radikální řešení problému úspory mědi v komunikačních kabelech: objevila se skutečná nekovová náhrada za měděné vodivé dráty.