Was ist Glasfasertechnologie?
Faseroptik bezieht sich auf dünne Fasern, die Licht durch interne Brechung übertragen. Das Gebiet der Faseroptik untersucht die praktischen Anwendungen dieser Technologie. Die Anwendungen des 21. Jahrhunderts, die erstmals in den 1840er Jahren erfunden wurden, umfassen Telekommunikation und Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung über das Internet. Obwohl Siliziumdioxid bei der Herstellung von Glasfasertechnologien nach wie vor das kostengünstigste Material ist, bieten neue Materialien bestimmte Vorteile. Neben dem Transport von Informationen hat die Technologie auch andere praktische Anwendungen, einschließlich der Übertragung von Elektrizität.
Ein einziger Lichtwellenleiter ist die Basis für die gesamte Lichtwellenleitertechnologie. Jede Faser hat mehrere Schichten, wobei der innere Kern für den Zweck der Faser am relevantesten ist. Das Licht wird von Anfang bis Ende im Kern reflektiert. Diese interne Reflexion garantiert, dass kein Licht verloren geht. Dieses Prinzip zeigt sich darin, dass nur die Enden von Lichtwellenleitern hell leuchten. Der Durchmesser des Kerns reguliert die Effizienz der Lichtübertragung; Ein größerer oder kleinerer Durchmesser ändert den Brechungswinkel des Lichts und beschleunigt oder verlangsamt so die Übertragungsrate.
Französische Wissenschaftler haben in den 1840er Jahren erstmals die Grundlagen der Glasfasertechnologie demonstriert. Ein amerikanischer Wissenschaftler erfand Anfang der 1950er Jahre die erste moderne Glasfaser. Verschiedene Beiträge von Wissenschaftlern aus der ganzen Welt haben die modernen Anwendungen der Glasfaser als Übertragungsmedium für die Telekommunikation unter Beweis gestellt. Die Glasfasertechnologie war ein idealer Kandidat, da die Geschwindigkeit und Geschwindigkeit der Datenübertragung erheblich höher war als bei früheren Metalldrähten.
Mit dem Aufkommen des World Wide Web Anfang der neunziger Jahre wurde die Glasfasertechnologie erneut als effizienteste Methode zur Bewältigung des nahezu exponentiellen Wachstums des Internets eingesetzt. In Verbindung mit Telekommunikationssatelliten bilden landgestützte und unterseeische Glasfaserkabel das Rückgrat des Internetübertragungsnetzes. Der Anstieg des Datenverkehrs durch Peer-to-Peer-Netzwerke und Video-Sharing-Websites wird den weiteren Ausbau dieses Glasfasernetzes erforderlich machen.
Eine Reihe von Materialien bilden die Basis für die Lichtwellenleitertechnologie. Der häufigste Bestandteil einer optischen Faser ist Siliziumdioxid. Obwohl Siliziumdioxid ein ausgezeichnetes Lichtübertragungsmedium ist, haben neuere Forschungen zur Beschichtung von Siliziumdioxidfasern mit Aluminiumdioxid zu einer höheren Übertragungseffizienz geführt. Fluorid- und Phosphatglas sind andere beliebte Materialien, die jeweils deutliche Vorteile gegenüber Siliciumdioxid aufweisen. Ab 2011 sind diese Materialien aufgrund ihrer relativ hohen Kosten bei Herstellern weniger beliebt.
Die Glasfasertechnologie kann nicht nur Daten übertragen, sondern auch Elektrizität übertragen. Einige Anwendungen sind zwar weniger effizient als Kupferdrähte, erfordern jedoch, dass ein Stromkabel kein Metall enthält. Zum Beispiel würden Magnetfelder, die von MRT-Geräten erzeugt werden, den Kupferdraht stören und das Gerät funktionsunfähig machen. Glasfaserkabel beseitigen dieses Problem.