Wat is een glasvezelverbinding?
Een glasvezelverbinding is een apparaat dat gegevens tussen twee punten verzendt door licht door een optische vezel te sturen, die het licht naar het andere uiteinde van de verbinding geleidt. Elke glasvezelverbinding bevat de optische vezel zelf, een zender en een ontvanger. Sommige links hebben ook versterkers op de vezel tussen de zender en ontvanger om stroom te behouden over langere links. Glasvezelverbindingen zijn uiterst belangrijk in de moderne communicatietechnologie en worden gebruikt voor toepassingen zoals telefoons, internetverbindingen en kabeltelevisie.
Optische vezels kunnen worden gebruikt voor communicatie omdat het relatief flexibele materialen zijn die kunnen worden gebruikt als golfgeleiders, die de richting van elektromagnetische golven geleiden terwijl ze door de vezel reizen. De vezel bestaat uit twee delen, een buitenbekleding en een binnenkern. De kern is ontworpen om een hogere brekingsindex te hebben dan de bekleding, wat betekent dat licht in de kern langzamer reist. Wanneer licht een grens raakt tussen het medium waar het doorheen gaat en een ander medium met een lagere brekingsindex, zal dat licht volledig van de grens worden gereflecteerd als het onder een voldoende hoge hoek valt in een fenomeen dat totale interne reflectie wordt genoemd. Door de kern volledig te omringen met materiaal met een lagere brekingsindex, kan licht worden beperkt tot de kern terwijl deze de lengte van de vezel aflegt, waardoor de demping van het signaal wordt geminimaliseerd.
Optische vezels zijn meestal samengesteld uit siliciumdioxide (siliciumdioxide of Si02) glas. Soms worden ook andere soorten glas gebruikt, zoals fluoride- en fosfaatglazen, en sommige vezels zijn gemaakt van kristallijne stoffen zoals korund. De kern en de bekleding zijn elk gedoteerd met kleine hoeveelheden andere substanties om hun brekingsindices te verhogen of te verlagen zodat licht dat door de vezel reist in de kern zal worden gehouden.
De zender in een glasvezelverbinding is meestal een lichtemitterende diode of laserdiode, die beide licht produceren door elektriciteit door een halfgeleider te laten lopen. Dit licht wordt vervolgens onder een hoek in de vezel afgegeven die totale interne reflectie in de kern veroorzaakt. Informatie wordt gecodeerd in het licht door variaties in de intensiteit, fase of polarisatie ervan. Aan het andere uiteinde van de glasvezelverbinding bevindt zich een fotodetector, een apparaat dat licht detecteert en dat als een ontvanger fungeert. Het meest gebruikte type fotodetector voor dit doel is een fotodiode, die een halfgeleider gebruikt om binnenkomend licht in elektrische signalen om te zetten.
Glasvezelverbindingen zijn een essentieel onderdeel van moderne communicatie en worden veel gebruikt vanwege hun lichte gewicht, laag signaalverlies en immuniteit voor elektromagnetische interferentie die elektrische kabels kan verstoren. Hun capaciteit is enorm en een enkele glasvezelverbinding kan honderdduizenden kanalen hebben voor telefoonverbindingen. Ze zijn duurder om te maken en te onderhouden dan een elektrische verbinding en worden dus voornamelijk gebruikt voor het overdragen van signalen voor grote aantallen telefoon- en internetverbindingen over lange afstand, waarbij elektrische transmissie wordt gebruikt voor de meeste kortere verbindingen. Dit begint op sommige gebieden echter te veranderen, met de toename van de vraag naar internetbandbreedte, wat leidt tot het creëren van internetdiensten met hoge bandbreedte op basis van glasvezelverbindingen die helemaal naar het huis of kantoor van de gebruiker gaan.