Свет как средство передачи информации, например в виде сигнальных костров, использовался уже в древних цивилизациях. Подобные примеры существуют и в наши дни в использовании маяков, светофоров, фар автомобилей. 200 лет назад человечество начало разрабатывать методы передачи информации на расстояния с помощью света. Так, во Франции около 1790 г. Клод Шапп смастерил первую систему оптического телеграфа, которая включала в себя цепь семафорных башен с подвижными сигнальными рейками. Информация, передаваемая по ней за 15 минут доходила на расстояние 200 км. Система устарела только после изобретения электрического телеграфа.
В Америке в 1880 г. Александром Беллом был изобретен фотофон. Речь здесь передавалась с помощью света. От этого изобретения пришлось отказаться, из за влияния погодных условий на качество работы.
Физик из Великобритании Джон Тиндаль в свою очередь показал, что свет может передаваться в потоке воды. Он использовал принцип внутреннего отражения света, который успешно применяется в современных оптических шнурах.
Новая эпоха оптоволокна
В 1934 г. американец Норман Френч запатентовал первую оптическую телефонную систему. В ней речевые сигналы передавались с помощью оптического кабеля, который должен был быть из чистого стекла или похожего материала, имеющего небольшой коэффициент затухания. Реализована эта концепция лишь спустя два с половиной десятилетия, когда был найден подходящий передатчик – источник света. В 1958 г. лауреатами Нобелевской премии был разработан лазер, который впервые заработал в 1960 г.
Проблема изготовления лазеров из полупроводниковых материалов решена в 1962 г. Тогда же появляется приемник в виде полупроводниковых фотодиодов. Оставалось найти подходящую передающую среду.
Ученые пробовали передавать свет по полому световоду, имеющему зеркальные края и системы специальных линз. Англичане Чарльз Као и Джордж Хокем в 1966 г. предложили стекловолокно в качестве среды для передачи света. Однако, чтобы система связи была эффективной, необходимо было, чтобы волокно имело коэффициент затухания не более 20 дБ/км. Потери в современных видах кабеля составляли около 1000 дБ/км. Тем не менее в сфере медицинских технологий уже в 50х были внедрены световоды, передающие изображения на короткие расстояния.
В 1970 г. компания “Corning inc.” создала оптические волокна с коэффициентом затухания < 20 дБ/км при длине волны 633 нм. В 1972 г. удалось добиться затухания 4 дБ/км. Современные одномодовые волокна при длине волны 1550 нм. имеют коэффициент затухания 0,2 дБ/км. Передатчики и приемники в свою очередь значительно усовершенствованы, увеличена их мощность, чувствительность, а также их срок эксплуатации.
Современные технологии
Первые виды оптического кабеля начали эксплуатироваться в телефонной связи на кораблях ВМФ США в 1973 г. Компания “Bell systems” впервые испытала работу оптического кабеля длиной более 3 км, а фирма “General Telephone” – оптического кабеля длиной более 9 км. Корпорация “Siecor Corp.” – совместное предприятие “Siemens AG” и “Corning Inc”, была первым поставщиком одномодового оптического кабеля для телефонной компании в Нью-Йорке в сентябре 1983 г. Первое подводное оптоволокно было успешно проложено через Атлантический океан в 1988 г.
Первая полноценная волоконно-оптическая линия связи для “Deutsche Telekom AG” была построена АО “Siemens” в 1977 г. Со следующего года весь мир начал применять новую технологию с использованием многомодового оптического кабеля. В наши дни ежегодно прокладывается более 7 миллионов километров одномодового оптического кабеля.А купить оптоволокно проще простого.
