История создания оптоволоконных кабелей
В современном мире оптоволоконные кабели являются одним из самых популярных средств передачи данных. Десятилетия назад перемещение терабайтов информации по таким «стеклянным световодам» казалось волшебством. Современный человек сталкивается с этой технологией каждый день. Высокоскоростной интернет, цифровое телевидение, мобильная связь – все это возможно благодаря оптоволоконным кабелям.
Первый «Световод»: история создания
Использование света для передачи информации известно давно. Можно вспомнить оптический телеграф, появившийся во Франции в 18 веке. После этого он смог удивить невероятной скоростью — всего за 15 минут он передал информацию на расстояние более 200 км. Кстати, знаменитый русский изобретатель Иван Кулибин усовершенствовал эту технологию и всего через год представил свою «дальнобойную сигнализацию». В 1824 году в России была запущена первая оптическая линия передачи, а вскоре после этого была открыта линия связи Санкт-Петербург-Варшава протяженностью 1200 км. Передачу «легких» телеграмм можно сравнить с современным интернетом, разве что по скорости.
На передачу 45 заранее подготовленных сигналов из Санкт-Петербурга в Варшаву ушло около 20 минут. Оптическая связь в ее современном понимании родилась в 1950-х годах, когда научились делать тонкое двухслойное волокно из специального прозрачного материала. Изобретение лазера в 1970-х годах сделало возможным строительство волоконно-оптических линий передачи. В Японии в 1977 году в Зеленограде была открыта первая оптическая линия связи. Кстати, советская техника в этой области не отставала от лучших мировых аналогов. Первая Европейская конференция по волоконно-оптическим телекоммуникациям в 1976 году признала Советский Союз и Японию лидерами отрасли.
Проводники света: принципы работы оптических волокон
Это означает, что свет можно использовать для передачи информации, и люди поняли это много веков назад. Сначала примитивные методы работали только на расстояниях прямой видимости, но затем оптические волокна позволили передавать свет на тысячи километров вдали от прямого пути. Но как это возможно? Ключевое слово для описания этого явления — преломление. На этом основан принцип работы оптоволокна — в нем свет многократно преломляется и остается внутри. Оптические волокна иногда называют «световодами», подобно тому, как электричество течет по металлическим проводам. Лазер становится источником света внутри кабеля. На другом конце кабеля приемное устройство ждет свет. Приемное устройство преобразует свет в электрический сигнал. Это делается очень быстро.
Лазер он включает и выключает миллиарды раз в секунду, передавая миллиарды бит данных. Для сравнения, самый распространенный 8-жильный кабель для компьютерных сетей с 4-мя витыми парами пропускает до 1000 мегабит в секунду, а одножильный оптоволоконный кабель — в три раза больше. Без сомнения, скорость является одним из главных преимуществ оптоволокна. Потому что свет — самая быстрая вещь, известная во Вселенной. Само оптическое волокно представляет собой прочную прозрачную трубку из специального материала, обладающего свойствами стекла. С этой целью ученые стали использовать кварцевое стекло. Стекло выглядит хрупким, но оптические волокна обладают особой гибкостью. Можно даже скрутить его в кольцо — это никак не влияет на свойства кабеля и свет продолжает «бегать» по кабелю без проблем.