Co je vlákno-optický opakovač?

Datová vedení z optických vláken používají k přenosu informací optický signál. Procesem známým jako totální vnitřní odraz je uvnitř optického vlákna držen puls světla. Jak světlo putuje klikatým vzorem po délce vláknité linie, zeslabuje se. Útlum je pokles síly pulsu světla, který dosahuje na vzdálený konec vlákna. Optický zesilovač překonává útlum tím, že obnovuje puls světla zpět do své původní síly, než jej odešle na další etapu síťové linky.

V optických sítích přenášejí velmi tenká vlákna skleněného drátu pulzy světla. Tyto světelné pulzy jsou v blízké infračervené vlnové délce, protože tato vlnová délka má nejnižší rychlost útlumu. U síťových přepínačů jsou tyto přicházející pulzy světla převedeny na elektronický binární signál. Tento datový signál lze poté přenést do jednotlivých počítačů.

Pomocí opakovače z optických vláken každých 28-43 mil (45-70 km) lze datový signál přenášet na velké vzdálenosti. Některé z nejdelších linií optických vláken procházejí Atlantským oceánem. Opakovače vyžadují elektřinu, takže pro každý opakovač musí být stále k dispozici konvenční elektrické dráty.

Staré analogové signály používaly zesilovače k ​​prodloužení vzdálenosti signálu. Zesilovače však měly nežádoucí účinek zesílení elektrického šumu i původního signálu. Na druhé straně zesilovače z optických vláken odstraňují šum, který vstoupil do signálu. Důvodem je, že digitální signály lze elektronicky oddělit od nežádoucího šumu. Na rozdíl od analogových signálů lze i slabý a zkreslený optický signál vyčistit a poslat dále po síťové lince.

Jak se optický signál pohybuje, má přirozený sklon měnit svůj tvar. Tento jev se nazývá rozptyl, změna rychlosti světla s vlnovou délkou světla. Zjednodušeně řečeno, úzký puls světla se rozšiřuje čím dál to cestuje. Optický zesilovač má schopnost obnovit přirozený tvar světelného pulsu. Poté, co byl obnoven opakovačem, je signál znovu přenesen do další sekce s optickými vlákny.

Vláknová optika má mnoho výhod oproti jiným metodám přenosu dat. Skleněná vlákna nevedou elektřinu, takže nejsou ovlivněna elektromagnetickými poruchami nebo světelnými bouřkami. Kromě toho je množství informací, které může nést jeden kabel z optických vláken, větší než měděný kabel nebo bezdrátová spojení. Teoreticky může jedna linka z optických vláken přenášet 50 miliard hlasových rozhovorů na jediném paprsku světla, ačkoli tento limit nebyl v praxi dosažen.

Vlákno-optický opakovač nemá schopnost rozlišovat pulsy světla, které mají různé vlnové délky. To omezuje schopnost opakovače opakovaně přenášet hustou optickou informaci. Světelné informace o různých vlnových délkách mohou být přenášeny na větší vzdálenosti pomocí zesilovačů vlákniny dopovaných erbiem namísto opakovačů. Tyto zesilovače mají schopnost zvýšit sílu jednotlivých vlnových délek světla.