Vad är optisk fiber?
Optisk fiber är en term för alla slags plast- eller glaskanaler som är avsedda att transportera ljus. Principerna bakom det är faktiskt ganska gamla, men under de senaste åren har det blivit en oerhört viktig teknik, eftersom kommunikationsinfrastruktur har börjat använda denna fiber för att överföra data till extremt höga hastigheter. Förutom fiberoptisk kommunikation har den dock ett antal tillämpningar inom medicin, konsumentprodukter och fysik.
Den här typen av fiber ger ett antal fördelar jämfört med traditionell metalltråd, och det viktigaste är att det blir avsevärt mindre signalnedbrytning. Dessutom är den immun mot elektromagnetisk störning, vilket allvarligt kan hindra överföring av data längs normala metalltrådar. Detta ger en extra säkerhetsåtgärd också, eftersom optisk fiber kan överleva en elektromagnetisk puls som skulle förstöra metallkablar.
Den grundläggande principen bakom optisk fiber är ganska enkel: fibern är belagd för att göra den fullständigt reflekterande på insidan, så att när ljuset släpper in den reflekteras utan att tappa ljus, och passerar fibern till den andra änden. Denna grundidé, att vägleda ljus genom brytning, går tillbaka till 1840-talet. I början av 1900-talet hade en del praktiska tillämpningar utvecklats, framför allt användningen av denna fiber i tandvård för att lysa upp munnen på insidan.
På 1920-talet användes samma grundteknik för att överföra fullständiga bilder. Under det följande decenniet användes tekniken praktiskt för att belysa insidan av en operation, vilket möjliggjorde en mycket mer exakt operation. Det fortsätter att användas vid kirurgi, särskilt för att underlätta mindre invasiva interna operationer. Den första riktiga optiska fibern dök upp på 1950-talet, och i slutet av decenniet påbörjades experiment med en typ av fiber mycket lik den som användes idag, med glasfibrer belagda med en transparent mantel.
På 1970-talet började raffinering av optisk fiber, vilket reducerade bruset i signalen. Dessa förbättringar möjliggjorde möjligheten att fibrerna skulle kunna användas för att överföra faktisk kommunikation över långa avstånd. Detta gjorde det möjligt att bygga massiva kommunikationsryggrader, vilket gjorde grunden för Internet. I början av 1980-talet skapade General Electric en metod med vilken extremt långa trådar kunde sträckas ut, upp till 40 mil åt gången, vilket gör massiva ryggraden ännu enklare att konstruera.
På grund av dess låga nedbrytningsnivå eller dämpning är optisk fiber idealisk för kommunikation på lång avstånd. Medan metalltråd kräver att repeatrar installeras på korta avstånd, för att se till att signalen förblir stark, kan fiberoptik sträckas ut långa sträckor utan repeater, vilket minskar kostnaderna drastiskt. Dessutom har fiber möjlighet att transportera mycket mer information än metalltråd, vilket gör det att föredra även över korta avstånd, till exempel sådana inom en nätverkssituation i en enda byggnad. Eftersom fibern inte leder elektricitet på samma sätt som metalltråd gör, är det säkert att använda i högspänningsmiljöer där traditionella kablar kan vara farliga.