Hva er en fiberoptisk kobling?

En fiberoptisk kobling er en enhet som sender data mellom to punkter ved å sende lys gjennom en optisk fiber, som fører lyset til den andre enden av lenken. Hver fiberoptiske lenke inneholder selve den optiske fiberen, en sender og en mottaker. Noen lenker har også forsterkere på fiberen mellom sender og mottaker for å opprettholde strøm over lengre koblinger. Fiberoptiske koblinger er ekstremt viktige innen moderne kommunikasjonsteknologi og brukes til applikasjoner som telefoner, Internett-tilkoblinger og kabel-TV.

Optiske fibre kan brukes til kommunikasjon fordi de er relativt fleksible materialer som kan brukes som bølgeledere, og styrer retningen til elektromagnetiske bølger når de beveger seg gjennom fiberen. Fiberen har to deler, en ytre kledning og en indre kjerne. Kjernen er designet for å ha en høyere brytningsindeks enn kledningen, noe som betyr at lys i kjernen beveger seg saktere. Når lys treffer en grense mellom mediet det passerer gjennom og et annet medium med en lavere brytningsindeks, vil dette lyset reflekteres fullstendig av grensen hvis det treffer i en tilstrekkelig høy vinkel i et fenomen som kalles total intern refleksjon. Ved å omgi kjernen fullstendig med materiale med en lavere brytningsindeks, kan lys begrenses til kjernen når den beveger seg på fiberens lengde, og minimerer dempningen av signalet.

Optiske fibre er vanligvis sammensatt av glass (silisiumdioksyd eller SiO ₂ ) glass. Andre typer glass brukes også noen ganger, for eksempel fluorid og fosfatglass, og noen fibre er laget av krystallinske stoffer som korund. Kjernen og kledningen er dopet med små mengder andre stoffer for å heve eller senke sine brytningsindekser, slik at lys som går gjennom fiberen vil bli holdt i kjernen.

Senderen i en fiberoptisk kobling er vanligvis en lysemitterende diode eller laserdiode, som begge produserer lys ved å føre strøm gjennom en halvleder. Dette lyset frigjøres deretter i fiberen i en vinkel som vil forårsake total indre refleksjon i kjernen. Informasjon blir kodet i lyset gjennom variasjoner i intensitet, fase eller polarisering. I den andre enden av den fiberoptiske lenken er en fotodetektor, en enhet som oppdager lys og som fungerer som en mottaker. Den mest brukte typen fotodetektor for dette formålet er en fotodiode, som bruker en halvleder for å konvertere innkommende lys til elektriske signaler.

Fiberoptiske koblinger er en viktig del av moderne kommunikasjon og brukes mye på grunn av deres lette vekt, lave signaltap og immunitet mot elektromagnetisk forstyrrelse som kan forstyrre elektriske kabler. Deres kapasitet er enorm, og en enkelt fiberoptisk kobling kan ha hundretusener av kanaler for telefonforbindelser. De er mer kostbare å opprette og vedlikeholde enn elektrisk tilkobling, og brukes derfor først og fremst til å transportere signaler for et stort antall langdistanse telefon- og internettforbindelser, med elektrisk overføring som brukes til de fleste kortere koblinger. Dette begynner å endre seg på noen områder, men med en økning i etterspørselen etter båndbredde på internett, noe som fører til opprettelse av Internett-tjenester med høy båndbredde basert på fiberoptiske forbindelser som går helt til brukerens hjem eller kontor.