Stāsts par optisko šķiedru kabeļiem ir nerimstoša tiekšanās pēc vienas lietas: lielāks joslas platums lielākos attālumos ar mazākiem zaudējumiem. No pirmajiem vājajiem gaismas impulsiem līdz šodienas terabitu{1}}spējām – pašas optiskās šķiedras tehniskais ceļojums liecina par cilvēka atjautību. Izsekosim galvenajiem tehnoloģiskajiem lēcieniem, kas ir veidojuši mūsu mūsdienu pasauli.
1. fāze: gaismas pieradināšana - Zema-šķiedru zuduma dzimšana
Sākotnējais izrāviens 1960. un 70. gados bija vienkārši padarīt šķiedru pietiekami caurspīdīgu, lai tā būtu noderīga. Agrīnām šķiedrām bija tik augsts signāla vājināšanās (zaudējums), ka signāls varēja pārvietoties tikai dažus metrus pirms izbalēšanas.
· Pagrieziena punkts: attīrīta silīcija stikla izstrāde bija pagrieziena punkts. Noņemot piemaisījumus, piemēram, ūdens jonus (kas izraisa hidroksilgrupas absorbcijas maksimumu), inženieri ievērojami samazināja vājināšanos. Līdz 1970. gadam Korninga zinātnieki bija izveidojuši šķiedru ar mazāk nekā 20 dB/km zudumu,{4}}kas padarīja komerciālas telekomunikācijas iespējamas.
2. fāze: vairāku krāsu izmantošana - Pāreja uz vienu-režīmu un WDM
Tā kā pasaule pieprasīja vairāk datu, nepietika ar viena gaismas signāla nosūtīšanu pa šķiedru.
· Viena{0}}režīmu šķiedra (SMF): agrīnās daudzmodu šķiedras ļāva gaismai pārvietoties pa vairākiem ceļiem, izraisot impulsu izplatīšanos un izplūšanu lielos attālumos. Pāreja uz vienmode{2}}šķiedru (SMF) ar daudz mazāku kodolu, kas nodrošina tikai vienu tiešu gaismas ceļu, kļuva par tālsatiksmes-sakaru zelta standartu. Tas samazināja hromatisko izkliedi, ļaujot signāliem pārvietoties simtiem kilometru bez reģenerācijas.
· Viļņa garuma dalīšanas multipleksēšana (WDM): šī bija īstā spēles{0}}mainītāja. Viena lāzera stara vietā WDM ļauj caur vienu šķiedru vienlaikus nosūtīt vairākus dažāda viļņa garuma (krāsu) starus. Tas ir tāpat kā vienas-joslas ceļa pārvēršana par daudzjoslu lielceļu-. Blīvā WDM (DWDM) tagad var pārvadāt 80, 96 vai pat vairāk kanālu vienā šķiedrā, eksponenciāli reizinot tās jaudu.
3. fāze: saliekšanās, nesalaužot - G.657 revolūcija
Galvenais šķērslis optiskās šķiedras izvietošanai mājās (FTTH) bija nepieciešamība saliekt kabeļus šauros stūros ēkās un savienojuma kārbās. Standarta SMF ciestu ievērojamu signāla zudumu, ja tas būtu pārāk asi saliekts.
· Inovācija: ITU-T G.657 "Bend-Insensitive" Fiber ieviešana. Šī šķiedra ir izstrādāta ar īpašu refrakcijas indeksa profilu, kas efektīvāk notver gaismu serdes iekšienē, pat ja šķiedra ir sasieta mezglā. Šis jauninājums bija ļoti svarīgs FTTH masveida izvēršanai, padarot instalācijas vienkāršākas un uzticamākas šaurās telpās.
4. fāze: nākamā robeža - aiz viena kodola
Tagad mēs pārsniedzam standarta viena{0}}kodola šķiedras fiziskās robežas. Nākamais inovāciju vilnis ietver pašas šķiedras ģeometrijas pārveidošanu.
· Kosmosa dalīšanas multipleksēšana (SDM): tas ietver tādas tehnoloģijas kā:
· Daudzkodolu šķiedra (MCF): vienas šķiedras apvalks, kas satur vairākus neatkarīgus serdeņus, efektīvi veidojot vairākus ceļus vienā kabelī.
· Maz{0}}režīmu šķiedra (FMF): šķiedra, kas paredzēta dažu konkrētu režīmu (gaismas ceļu) pārnešanai, tiem netraucējot, un katrs darbojas kā atsevišķs kanāls.
Šo tehnoloģiju mērķis ir novērst “jaudas trūkumu”, un tās veidos nākotnes aizokeāna kabeļu un īpaši{0}}blīvu datu centru mugurkaulu.
Secinājums
Optisko šķiedru kabeļa tehniskā attīstība ne tuvu nav beigusies, sākot no stikla padarīšanas tīrāka nekā jebkad agrāk iedomāties. Katra iterācija tuvina mūs neierobežotas, tūlītējas savienojamības pasaulei, pierādot, ka dažreiz visspēcīgākie ceļojumi notiek uz stikla šķipsnas.