Priča o optičkim kabelima neumoljiva je potraga za jednom stvari: veća propusnost na većim udaljenostima s manje gubitaka. Od prvih slabašnih impulsa svjetlosti do današnjih terabit-spajalica, tehničko putovanje samog optičkog vlakna dokaz je ljudske genijalnosti. Pratimo ključne tehnološke skokove koji su oblikovali naš moderni svijet.
Faza 1: Ukroćivanje svjetla - Rođenje vlakana s niskim-gubitkom
Početni napredak u 1960-im i 70-im jednostavno je napravio vlakno dovoljno prozirnim da bude korisno. Rana vlakna imala su tako visoku atenuaciju signala (gubitak) da je signal mogao putovati samo nekoliko metara prije nego što je nestao.
· Prekretnica: razvoj pročišćenog silicijevog stakla bio je prekretnica. Uklanjanjem nečistoća poput iona vode (koji uzrokuju vrhunac apsorpcije hidroksila), inženjeri su dramatično smanjili prigušenje. Do 1970. znanstvenici Corninga stvorili su vlakno s gubitkom manjim od 20 dB/km-što je razina koja je komercijalne telekomunikacije učinila izvedivima.
Faza 2: Prenošenje više boja - Prijelaz na pojedinačni-način i WDM
Kako je svijet zahtijevao više podataka, jednostavno slanje jednog svjetlosnog signala vlaknom nije bilo dovoljno.
· Jedno-modno vlakno (SMF): rana višemodna vlakna dopuštala su svjetlu da putuje više puta, uzrokujući širenje i zamućivanje impulsa na velike udaljenosti. Prelazak na jedno-optično vlakno (SMF), s puno manjom jezgrom koja dopušta samo jedan izravan put svjetlosti, postao je zlatni standard za-komunikacije na dugim udaljenostima. Minimizirao je kromatsku disperziju, dopuštajući signalima da putuju stotinama kilometara bez regeneracije.
· Multipleksiranje valne duljine (WDM): ovo je bila stvarna promjena-igre. Umjesto jedne laserske zrake, WDM omogućuje slanje više zraka različitih valnih duljina (boja) istovremeno kroz jedno vlakno. To je kao pretvaranje ceste s jednom-trakom u autocestu s više-traka. Gusti WDM (DWDM) sada može nositi 80, 96 ili čak više kanala na jednom vlaknu, eksponencijalno povećavajući svoj kapacitet.
Faza 3: Savijanje bez loma - G.657 revolucija
Velika prepreka za postavljanje optičkih vlakana u kuću (FTTH) bila je potreba za savijanjem kabela oko uskih kutova unutar zgrada i priključnih kutija. Standardni SMF bi pretrpio značajan gubitak signala ako bi se preoštro savio.
· Inovacija: uvođenje ITU-T G.657 vlakana "neosjetljivog na savijanje". Ovo vlakno izrađeno je s posebnim profilom indeksa loma koji učinkovitije hvata svjetlost unutar jezgre, čak i kada je vlakno zavezano u čvor. Ova je inovacija bila ključna za masovnu primjenu FTTH-a, čineći instalacije jednostavnijim i pouzdanijim u skučenim prostorima.
Faza 4: Sljedeća granica - izvan jedinstvene jezgre
Sada pomičemo fizičke granice standardnog jedno-jezgrenog vlakna. Sljedeći val inovacija uključuje redizajn same geometrije vlakana.
· Space Division Multiplexing (SDM): Ovo uključuje tehnologije kao što su:
· Vlakno s više-jezgri (MCF): omotač od jednog vlakna koji sadrži nekoliko neovisnih jezgri, učinkovito stvarajući više puteva unutar jednog kabela.
· Few{0}}Mode Fiber (FMF): Vlakno dizajnirano za prijenos nekoliko specifičnih modova (staza svjetlosti) bez njihovog ometanja, a svaki djeluje kao zasebni kanal.
Te tehnologije imaju za cilj prekinuti "krču kapaciteta" i činit će okosnicu budućih prekooceanskih kabela i ultra{0}}centra podataka s velikom gustinom.
Zaključak
Od izrade stakla čišćeg nego što se ikad moglo zamisliti do podučavanja svjetla novim trikovima s WDM-om i neosjetljivosti-na savijanje, tehnička evolucija optičkog kabela daleko je od kraja. Svaka nas iteracija približava svijetu neograničene, trenutne povezanosti, dokazujući da se ponekad najmoćnija putovanja događaju na staklenoj niti.