Diriģenta vietā dielektrisks

1870. gadā angļu fiziķis Džons Tindals demonstrēja interesantu pieredzi gaismas izplatīšanā caur ūdens straumi. Gaisma no oglekļa loka caur objektīvu tiek ievadīta ūdens plūsmā. Sakarā ar daudzkārtējiem iekšējiem staru atstarojumiem uz divu barotņu - ūdens un gaisa - robežas, strūkla mirdzēja visā tās garumā. Tas bija pirmais gaismas ceļvedis - šķidrs.

Pēc 35 gadiem cits zinātnieks Roberts Vuds ierosināja, ka "gaismu bez lieliem zaudējumiem var pārnest no viena punkta uz otru, izmantojot iekšējo atstarojumu no stikla nūjas sienām". Tātad ideja radās cieta caurspīdīga šķiedra.

50 gadi pagāja no šīs idejas parādīšanās līdz tās realizācijai, līdz 50. gadu beigās tika iegūtas divslāņu stikla šķiedras ar atšķirīgiem refrakcijas rādītājiem: lielas iekšējā un mazāka ārējā slānī. Līdzīgi kā Tyndall eksperimentos, daudzkārtēju atstarojumu dēļ uz divu barotņu robežas gaismas stars izplatījās gar šķiedru no raidītā gala uz uztverošo.

Kad 1966. gadā tika pieņemts pieņēmums par iespēju optisko šķiedru izmantošanu sakaru signālu pārraidīšanai, daudziem tas šķita utopiski. Pārraidot pa tajā laikā esošajām šķiedrām, pat no optiskām brillēm, gaismas stars novājinājās tik ātri, ka burtiski izzuda pēc 10 metriem.

Tālruņa pārraides kvalitāte pa līniju tiek uzskatīta par apmierinošu, ja signāla stiprums, pārejot no raidīšanas gala uz saņēmēju, samazinās ne vairāk kā 1000 reizes. Tāpēc signāla jaudas pieļaujamais samazinājums nedrīkst pārsniegt 30 decibelus.

Dažādu materiālu pretestībai tiek izmantoti īpaši indikatori, šajā gadījumā vājināšanās attiecas uz līnijas garuma vienību. Sešdesmito gadu vidū pieejamo optisko stiklu vājinājuma koeficients bija 3000 decibelu uz kilometru. Tādējādi iepriekš norādītā iespējamā pārraides diapazona vērtība uz tiem.

Optiskā signāla pārraidei caur stikla šķiedrām liktenis bija atkarīgs no tā, vai ir iespējams sasniegt tādu caurspīdīgumu, kas ievērojami samazina vājināšanās koeficientu.

Mērķtiecīgi meklēšanas rezultāti pārsniedza visoptimistiskākās prognozes. Jau 10–15 gadus pēc pirmajiem eksperimentiem enerģijas zudumi šķiedrās samazinājās līdz vērtībām, kas salīdzināmas ar zudumiem elektriskajos kabeļos. No vairāku desmitu metru stikla šķiedru saziņas attāluma kļuva iespējams nokļūt desmitos, un ilgtermiņā pat simtiem kilometru.

Tāpat kā elektrisko sakaru līnijā, vietās, kur optiskā signāla vājināšanās sasniedz pieņemamu robežu, tiek uzstādīti atkārtotāji. Tajos optiskais signāls vispirms tiek pārveidots par elektrisku, pēdējais tiek pastiprināts ar sākotnējās formas atjaunošanu (tas ir, reģenerēts), pēc tam elektriskais signāls tiek pārveidots atpakaļ par optisku, bet jau pastiprinātu, tas ir, tiek atjaunots sākotnējā jaudā. Tas ir šis signāls, kas izplatās pa līniju uz nākamo atkārtotāju.

Tādējādi radās radikāls risinājums vara taupīšanas problēmai sakaru kabeļos: parādījās reāls nemetālisks vara vadošu vadu aizstājējs.