Jak dokładnie działa światłowód?

​Światłowód to jedno z najlepszych rozwiązań technologicznych, które trafiło do większości domów w ciągu ostatnich lat. Szybki, stabilny i bezawaryjny internet, to coś, co marzyło się każdemu i zapewne dalej marzy się posiadaczom tak zwanej radiówki. Jak więc działa ten rewolucyjny wynalazek?

Czym jest światłowód?

Omawianie działania światłowodu warto zacząć od jego budowy. Światłowód to pewien rodzaj falowodu, czyli medium transmisyjnego fali elektromagnetycznej. Brzmi skomplikowanie? Okazuje się, że budowa jest bardzo prosta. Pod lupę weźmy światłowód włóknisty, czyli najpopularniejszy rodzaj, stosowany głównie do sieci internetowych. W samym środku znajduje się rdzeń, a wokół niego płaszcz. Elementy te otoczone są warstwami ochronnymi (różną ilością). Włókna są bardzo delikatne i potrafią się łamać pod nawet najmniejszym naciskiem, dlatego też sprawiają one wiele problemów przy montażu.

Światłowody dzielimy również na jednomodowe oraz wielomodowe. Światłowód jednomodowy charakteryzuje się tym, że średnica rdzenia jest bardzo mała. Pozwala on na transmisję sygnałów bez wzmacniania na odległość nawet 100 kilometrów.

W światłowodzie wielomodowym fale wejściowe dzielą się na wiele promieni, które „odbijają się”, przez co impuls jest zniekształcony, co skutkuje zmniejszoną prędkością transmisji. Światłowody wielomodowe dodatkowo dzieli się na gradientowe i skokowe. Różnią się one głównie prędkością rozchodzenia się wiązki światła wzdłuż kabla. Gradientowe mają tę samą prędkość dla różnych modów, natomiast skokowe przez poruszanie się w rdzeniu pod różnymi kątami, mają różną drogę do przebycia. Jak wiadomo, prędkość rozchodzenia światła jest stała, dlatego czasy przejścia promieni przez światłowód są różne. Jest to przyczyną tzw. dyspersji międzymodowej, która powoduje poszerzenie impulsu docierającego na koniec światłowodu. Powoduje to ograniczenie pasma i odległości, na jaką mogą być przesyłane sygnały.

Jak to działa?

Do transmisji światłowodowej wykorzystywana jest modulowana fala świetlna (stąd nazwa), której źródłem może być laser półprzewodnikowy lub dioda LED. Warto również nadmienić, że istnieją światłowody, które jako medium transmisyjne wykorzystują powietrze. Transfery danych osiągają wtedy wartości rzędu nawet 74 Tb/s!

Światłowody nie emitują zewnętrznego pola elektromagnetycznego, w związku z czym podsłuchanie transmisji jest kosztowne i trudne. Można zatem śmiało stwierdzić, że są one bezpieczne. Światłowody mają jednak sporo wad, które naukowcy stale starają się wyeliminować.

Pierwszym z poważnych minusów jest mały promień gięcia. Światłowód musi być przeprowadzony prosto, gdyż każde mocniejsze zgięcie grozi przerwaniem delikatnego rdzenia. Manewrowanie podczas instalacji jest zatem mocno ograniczone i wymaga od ekipy montażowej sporego doświadczenia. Obecnie skoncentrowano się na poszukiwaniu polimerów o lepszych własnościach, które pomogą rozwiązać ten problem i stać się powszechnym budulcem rdzeni. Pozwoli to na szersze wykorzystanie tego medium w warunkach domowych.

Kolejną istotną wadą jest tłumienie sygnału optycznego. Spowodowane jest ono przez straty mocy optycznej, wynikające z niedoskonałości światłowodu (zgięcia, mikropęknięcia, straty falowodowe i materiałowe itp.).

Światłowód mimo posiadania swoich wad, wciąż jest bardzo użyteczny, a przy tym dość tani. W Polsce każde duże miasto ma co najmniej jedną firmę, która oferuje instalacje internetu światłowodowego. Technologia ta wchodzi również pomału do mniejszych miejscowości oraz wsi, a w ciągu kilku lat może stać się dostępna dla każdego domostwa w naszym kraju. Pamiętajmy jednak, że światłowód znalazł swoje zastosowanie również w innych dziedzinach, między innymi przy czujnikach, wziernikach czy oświetleniu. Dzięki szybkiemu internetowi, możliwy jest również rozwój firm dzięki technologii, który wymaga mocnego połączenia ze światową siecią.

Artykuł sponsorowany