Kas yra šviesolaidinis ryšys?

Šviesolaidinis ryšys yra įrenginys, siunčiantis duomenis tarp dviejų taškų, siųsdamas šviesą per optinį pluoštą, kuris nukreipia šviesą į kitą jungties galą. Kiekvienoje šviesolaidinėje jungtyje yra pats optinis pluoštas, siųstuvas ir imtuvas. Kai kuriose jungtyse taip pat yra stiprintuvai, esantys tarp siųstuvo ir imtuvo, kad išlaikytų galią per ilgesnes nuorodas. Šviesolaidinės jungtys yra nepaprastai svarbios šiuolaikinėse ryšių technologijose ir naudojamos tokioms programoms kaip telefonai, interneto ryšiai ir kabelinė televizija.

Optinės skaidulos gali būti naudojamos komunikacijai, nes tai gana lanksčios medžiagos, kurios gali būti naudojamos kaip bangolaidžiai, nukreipiantys elektromagnetinių bangų kryptį, kai jos sklinda per skaidulą. Pluoštas susideda iš dviejų dalių: išorinio apvalkalo ir vidinės šerdies. Šerdis sukurta taip, kad jos lūžio rodiklis būtų didesnis nei apvalkalas, o tai reiškia, kad šviesa šerdyje sklinda lėčiau. Kai šviesa pasiekia ribą tarp terpės, per kurią ji praeina, ir kitos terpės, kurios lūžio rodiklis mažesnis, ta šviesa visiškai atsispindės nuo ribos, jei ji atsitrenks pakankamai dideliu kampu reiškinyje, vadinamame visišku vidiniu atspindžiu. Visiškai apgaubus šerdį žemesnio lūžio rodiklio medžiaga, šviesa gali būti apribota šerdyje, kai ji sklinda per pluošto ilgį, taip sumažinant signalo susilpnėjimą.

Optinės skaidulos dažniausiai sudarytos iš silicio dioksido (silicio dioksido arba SiO2) stiklo. Kartais naudojamas ir kitų rūšių stiklas, pavyzdžiui, fluoro ir fosfato stiklai, o kai kurie pluoštai gaminami iš kristalinių medžiagų, tokių kaip korundas. Šerdis ir apvalkalas yra legiruoti nedideliais kiekiais kitų medžiagų, kad padidintų arba sumažintų jų lūžio rodiklius, kad šviesa, sklindanti per pluoštą, liktų šerdyje.

Siųstuvas šviesolaidinėje jungtyje paprastai yra šviesos diodas arba lazerinis diodas, kurie abu gamina šviesą, tiekdami elektros energiją puslaidininkyje. Tada ši šviesa išleidžiama į pluoštą tokiu kampu, kuris sukels visišką vidinį atspindį šerdyje. Informacija užkoduojama šviesoje dėl jos intensyvumo, fazės ar poliarizacijos pokyčių. Kitame šviesolaidinės jungties gale yra fotodetektorius – prietaisas, aptinkantis šviesą ir veikiantis kaip imtuvas. Dažniausiai šiam tikslui naudojamas fotodetektorių tipas yra fotodiodas, kuris naudoja puslaidininkį įeinančią šviesą paverčia elektriniais signalais.

Šviesolaidiniai ryšiai yra esminė šiuolaikinių ryšių dalis ir yra plačiai naudojami dėl savo lengvo svorio, mažo signalo praradimo ir atsparumo elektromagnetiniams trukdžiams, galintiems sutrikdyti elektros kabelius. Jų talpa didžiulė, o viena šviesolaidinė jungtis gali turėti šimtus tūkstančių telefono ryšio kanalų. Juos pagaminti ir prižiūrėti yra brangiau nei elektros prijungimą, todėl jie pirmiausia naudojami signalams perduoti daugeliui tolimojo telefono ir interneto jungčių, o elektros perdavimas naudojamas daugeliui trumpesnių jungčių. Tačiau kai kuriose srityse tai pradeda keistis, kai auga interneto pralaidumo paklausa, todėl sukuriamos didelio pralaidumo interneto paslaugos, pagrįstos šviesolaidinėmis jungtimis, kurios eina iki pat vartotojo namų ar biuro.