Au lieu d'un conducteur, un diélectrique

En 1870, le physicien anglais John Tyndall a démontré une expérience intéressante dans la propagation de la lumière à travers un jet d'eau. La lumière d'un arc de carbone est introduite à travers une lentille dans un jet d'eau. En raison des multiples réflexions internes des rayons à la frontière de deux milieux - l'eau et l'air - le jet a brillé sur toute sa longueur. Ce fut le premier guide de lumière - liquide.

Après 35 ans, un autre scientifique, Robert Wood, a suggéré que «la lumière sans grandes pertes peut être transmise d'un point à un autre, en utilisant la réflexion interne des parois d'un bâton en verre». L'idée est venue fibre transparente solide.

50 ans se sont écoulés entre l'émergence de cette idée et sa réalisation, jusqu'à la fin des années 1950, des fibres de verre à deux couches avec différents indices de réfraction ont été obtenues: grandes à l'intérieur et plus petites à la couche extérieure. Comme dans les expériences Tyndall, en raison de réflexions multiples à la frontière de deux milieux, un faisceau lumineux s'est propagé le long de la fibre - de l'extrémité émettrice à celle réceptrice.

Lorsqu'en 1966 une hypothèse a été émise quant à la possibilité d'utiliser des fibres optiques pour transmettre des signaux de communication, pour beaucoup, cela semblait utopique. Lorsqu'il était transmis sur des fibres existantes à cette époque, même constituées de verres optiques, le faisceau lumineux s'est affaibli si rapidement qu'il s'est littéralement éteint après 10 mètres.

La qualité de la transmission téléphonique sur la ligne est considérée comme satisfaisante si la puissance du signal lors du passage de l'extrémité d'émission à celle de réception ne diminue pas de plus de 1000 fois. Par conséquent, l'atténuation admissible de la puissance du signal ne doit pas dépasser 30 décibels.

Pour la résistance de divers matériaux, des indicateurs spécifiques sont utilisés, dans ce cas l'atténuation se réfère à une unité de longueur de ligne. Le coefficient d'atténuation des verres optiques disponibles au milieu des années 60 était de 3 000 décibels par kilomètre. D'où la valeur ci-dessus de la portée de transmission possible sur eux.

Le sort de la transmission du signal optique à travers les fibres de verre dépend de la possibilité d'obtenir une transparence qui réduirait considérablement le coefficient d'atténuation.

Les résultats de recherche ciblés ont dépassé les prévisions les plus optimistes. Déjà 10-15 ans après les premières expériences, la perte d'énergie dans les fibres a diminué à des valeurs comparables aux pertes dans les câbles électriques. De la distance de communication des fibres de verre de dizaines de mètres, il est devenu possible d'aller à des dizaines, et à long terme même à des centaines de kilomètres.

Comme dans la ligne de communication électrique, aux points où l'atténuation du signal optique atteint une limite acceptable, des répéteurs sont installés. Dans ceux-ci, le signal optique est d'abord converti en signal électrique, ce dernier est amplifié avec la restauration de sa forme d'origine (c'est-à-dire régénéré), puis le signal électrique est reconverti en optique, mais déjà amplifié, c'est-à-dire ramené à sa puissance d'origine. C'est ce signal qui se propage le long de la ligne jusqu'au répéteur suivant.

Ainsi, une solution radicale au problème de la conservation du cuivre dans les câbles de communication est née: un véritable substitut non métallique aux fils conducteurs en cuivre est apparu.