Predstavitev optičnih vlaken

V prihodnjih letih bomo priča hitremu prehodu z bakrenih telefonskih ali koaksialnih kablov na optična vlakna. Optična vlakna so izjemno tanka steklena vlakna, ki omogočajo prenos laserskih impulzov na velike razdalje z minimalnimi izgubami. S tem lahko prenašamo različne vsebine – od običajnih podatkov, govora in televizijskih programov do popolnoma novih vsebin. Razvoj optičnih vlaken je omogočil revolucionaren napredek in razširitev komunikacijskih ter informacijskih sistemov za dolge razdalje. Ta visokozmogljiva tehnična vlakna uporabljajo svetlobo namesto elektronov za prenos signalov, zaradi česar omogočajo prenos informacij na velike razdalje brez večjih izgub.

Optična vlakna so najpogosteje izdelana iz stekla, ki je idealen material za vodenje signalov na dolge razdalje. Prva steklena optična vlakna z izredno čistočo in minimalno absorpcijo svetlobe so razvili v 70-ih letih, čeprav je princip svetlobnega prenosa znan že več kot stoletje. Ta vlakna so izjemno prozorna in izredno čista ter izdelana iz silicijevega stekla s posebnim slojevitim indeksom loma, kar omogoča optimalen prenos svetlobe z minimalnimi izgubami.

Optični kabli odpravljajo težave, povezane z veliko gostoto podatkov in slabljenjem signalov zaradi upornosti bakrenih žic. Poleg teh rešitev imajo številne druge prednosti pred klasičnimi kabli. Imajo nizko energijsko izgubo, saj je absorpcija svetlobe zaradi visoke čistoče kremenčevega stekla minimalna. Največja prednost pa izhaja iz visoke frekvence svetlobe, ki omogoča prenos večje količine informacij v primerjavi z električnimi signali, ki se prenašajo po koaksialnih kablih in paricah. Tanka optična vlakna lahko prenašajo enako količino podatkov kot več sto telefonskih kablov.

Optična vlakna ohranjajo signal močan ne glede na gostoto prenosa podatkov, medtem ko pri klasičnih kablih višja frekvenca pomeni tudi večje izgube in hitrejše pojemanje signala. Kabli z optičnimi vlakni so lažji, tanjši in manj obsežni kot bakreni, kar omogoča lažje polaganje in manjši krivinski radij. Steklo kot izolator preprečuje prenos električnega toka in indukcijo elektromagnetnega sevanja, s čimer so optična vlakna varna pred udari strele in korozijo. Prav tako so varna pred prisluškovanjem, saj se na vlakno ni mogoče priključiti brez zaznavne spremembe signala. Mesto prekinitve ali dodatnega spoja je mogoče določiti z natančnostjo nekaj centimetrov z uporabo merilne opreme iz oddaljenega vozlišča.

Uporaba optičnih vlaken

Optična vlakna omogočajo multipleksiranje velikega števila telefonskih linij na en optični kabel. Za primerjavo – bakrena parica lahko prenese 24 digitalnih telefonskih priključkov, medtem ko tipičen optični kabel podpira 32.000 digitalnih telefonskih priključkov, novejši sistemi pa celo prek 500.000 priključkov. To omogoča tudi večje hitrosti povezav do končnih uporabnikov.

Podatki v optičnih vlaknih potujejo s svetlobno hitrostjo, ki pa ni enaka hitrosti svetlobe v vakuumu (300.000 km/s), temveč približno 2/3 te vrednosti, kar je primerljivo s hitrostjo elektromagnetnih valov v bakrenih paricah, ki se še vedno uporabljajo v telekomunikacijah. Ko govorimo o hitrosti, imamo v mislih pasovno širino oziroma količino podatkov, ki jih lahko prenesemo.

Primerjava optičnih kablov z bakrenimi in koaksialnimi kabli

• Optični kabel omogoča prenos večje količine informacij z večjo natančnostjo v primerjavi z bakrenimi ali koaksialnimi vodniki.
• Podpira bistveno višje hitrosti in dolge razdalje za prenos digitalnega signala.
• Optično vlakno je skoraj popolnoma odporno na zunanje vplive, vključno z razelektritvami, in ne prevaja elektrike, zato je varno za neposreden stik z napravami, ki delujejo na visoki napetosti, kot so daljnovodi.
• Ker je vlakno iz stekla, je odporno proti koroziji in večini kemikalij, zato ga lahko zakopljemo v zemljo ali izpostavimo agresivnim atmosferam, na primer v kemičnih obratih.
• Svetloba kot edini prenašalec v vlaknu onemogoča iskrenje ob prekinitvi vlakna, kar pomeni, da v eksplozivnih atmosferah ni nevarnosti požara ali električnega udara.
• Optični kabli so odporni na zunanje atmosferske vplive in jih lahko neposredno pritrdimo na telefonske ali električne vodnike brez skrbi zaradi motenj.
• Tudi optični kabli z več vlakni so običajno manjši in lažji od bakrenih ali koaksialnih kablov z enako prenosno zmogljivostjo, kar olajša rokovanje in namestitev ter zahteva manj prostora v vodih, lahko pa se namestijo tudi brez vodov.
• Optični kabli so idealni za varnostne komunikacijske sisteme, saj je težko prisluškovati in jih nadzorovati. Iz kabla ni električnega sevanja, kar povečuje varnost in zanesljivost komunikacije.