Co je to optické vlákno?
Optické vlákno je termín pro jakýkoli druh plastového nebo skleněného potrubí určeného k přepravě světla. Zásady, které jsou za ním, jsou ve skutečnosti docela staré, ale v posledních letech se stala neuvěřitelně důležitou technologií, protože komunikační infrastruktura začala používat toto vlákno k přenosu dat při extrémně vysokých rychlostech. Kromě komunikace s optickými vlákny má však řadu aplikací v medicíně, spotřebitelských produktech a fyzice.
Tento druh vlákna nabízí oproti tradičním kovovým drátům řadu výhod, z nichž nejdůležitější je, že dochází k podstatně menší degradaci signálu. Navíc je imunní vůči elektromagnetickému rušení, které může vážně bránit přenosu dat podél normálních kovových vodičů. To také přidává další bezpečnostní opatření, protože optické vlákno může přežít elektromagnetický pulz, který by zničil kovové kabely.
Základní princip optického vlákna je poměrně jednoduchý: vlákno je potažené tak, aby bylo zcela reflexní na vnitřní straně, takže když světlo přichází, odráží se bez ztráty světla a prochází vláknem dolů na druhý konec. Tato základní myšlenka, vedení světla lomem, sahá až do 40. let 20. století. Začátkem 20. století byly vyvinuty některé praktické aplikace, zejména použití tohoto vlákna ve stomatologii k rozsvícení vnitřku úst.
Ve dvacátých letech byla stejná základní technologie použita k přenosu úplných obrázků. Během následující dekády byla tato technologie použita prakticky k osvětlení vnitřku chirurgického zákroku, což umožnilo mnohem přesnější operaci. Stále se používá v chirurgii, zejména pro usnadnění méně invazivních vnitřních operací. První skutečné optické vlákno se objevilo v 50. letech 20. století a na konci desetiletí probíhaly experimenty s typem vlákna velmi podobným vláknu používanému dnes, se skleněnými vlákny potaženými průhledným obalem.
Sedmdesátými léty, optické vlákno začalo být rafinované, redukovat hluk v signálu. Tato zdokonalení umožňovala možnost, že vlákna by mohla být použita k přenosu skutečné komunikace na velké vzdálenosti. To umožnilo vybudovat masivní komunikační páteře, které položily základy internetu. Na začátku 80. let vytvořila společnost General Electric metodu, pomocí které by bylo možné natáhnout extrémně dlouhé prameny, a to až do vzdálenosti 40 km (40 mil) najednou, což umožňuje ještě snadnější konstrukci obrovských páteř.
Díky nízké úrovni degradace nebo útlumu je optické vlákno ideální pro komunikaci na velké vzdálenosti. Zatímco kovový drát vyžaduje instalaci opakovačů na krátké vzdálenosti, aby se zajistilo, že signál zůstane silný, optická vlákna může být natažena na velké vzdálenosti bez opakovače, čímž se drasticky sníží náklady. Vlákno je navíc schopno přepravovat mnohem více informací než kovový drát, takže je výhodnější i na krátké vzdálenosti, jako jsou například ty, které se nacházejí v síti v jedné budově. Protože vlákno nevede elektřinu stejným způsobem jako kovový drát, je bezpečné jej používat v prostředích s vysokým napětím, kde by tradiční zapojení mohlo být nebezpečné.