Что такое оптическое волокно?

Оптическое волокно - это термин для обозначения любого вида пластикового или стеклянного канала, предназначенного для транспортировки света. Принципы, лежащие в его основе, на самом деле довольно старые, но в последние годы она стала невероятно важной технологией, поскольку инфраструктура связи начала использовать это волокно для передачи данных с чрезвычайно высокой скоростью. Однако, кроме волоконно-оптической связи, он имеет ряд применений в медицине, потребительских товарах и физике.

Такое волокно имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционной металлической проволокой, наиболее важным из которых является значительное снижение качества сигнала. Кроме того, он невосприимчив к электромагнитным помехам, которые могут серьезно препятствовать передаче данных по обычным металлическим проводам. Это также добавляет дополнительную меру безопасности, поскольку оптическое волокно может выдержать электромагнитный импульс, который разрушит металлические кабели.

Основной принцип, лежащий в основе оптического волокна, довольно прост: волокно покрыто, чтобы сделать его полностью отражающим внутри, так что, когда свет входит, он отражается без потери света и проходит вниз по волокну на другой конец. Эта основная идея направлять свет с помощью преломления восходит к 1840-м годам. К началу 20-го века были разработаны некоторые практические применения, в частности, использование этого волокна в стоматологии для освещения внутренней части рта.

В 1920-х годах для передачи полных изображений использовалась та же базовая технология. В течение следующего десятилетия технология использовалась практически для освещения внутренней части операции, что позволило сделать операцию намного более точной. Он продолжает использоваться в хирургии, особенно для облегчения менее инвазивных внутренних операций. Первое настоящее оптическое волокно появилось в 1950-х годах, и к концу десятилетия проводились эксперименты с типом волокна, очень похожим на тот, который используется сегодня, со стеклянными волокнами, покрытыми прозрачной оболочкой.

К 1970-м годам оптическое волокно начало очищаться, уменьшая шум в сигнале. Эти уточнения учитывали возможность использования волокон для передачи фактической связи на большие расстояния. Это позволило построить массивные коммуникационные магистрали, которые заложили основу для Интернета. На заре 1980-х годов компания General Electric разработала метод, с помощью которого можно вытягивать очень длинные пряди, до 25 миль (40 км) за один раз, что делает массивные магистрали еще проще в строительстве.

Из-за низкого уровня деградации или затухания оптическое волокно идеально подходит для дальней связи. В то время как металлическая проволока требует установки повторителей на коротких расстояниях, чтобы гарантировать, что сигнал остается сильным, волоконная оптика может быть растянута на большие расстояния без повторителя, что значительно снижает расходы. Кроме того, оптоволокно способно передавать гораздо больше информации, чем металлическая проволока, что делает его предпочтительным даже на короткие расстояния, например, в пределах сети в одном здании. Поскольку волокно не проводит электричество так же, как металлический провод, его безопасно использовать в условиях высокого напряжения, где традиционная проводка может быть опасной.