Namiesto vodiča, dielektrika

V roku 1870 anglický fyzik John Tyndall preukázal zaujímavý zážitok v šírení svetla prúdom vody. Svetlo z uhlíkového oblúka sa privádza cez šošovku do prúdu vody. V dôsledku mnohonásobných vnútorných odrazov lúčov na hranici dvoch médií - voda a vzduch - prúdil po celej svojej dĺžke žiarenie. Bol to prvý svetelný sprievodca - tekutina.

Po 35 rokoch ďalší vedec Robert Wood navrhol, že „svetlo bez veľkých strát sa môže prenášať z jedného bodu do druhého pomocou vnútorného odrazu od stien tyče zo skla.“ Tak prišiel nápad pevné priehľadné vlákno.

Od vzniku tejto myšlienky uplynulo 50 rokov až do jej uskutočnenia, až do konca 50. rokov 20. storočia sa získali dvojvrstvové sklenené vlákna s rôznymi indexmi lomu: veľké vo vnútornej a menšie vo vonkajšej vrstve. Rovnako ako v Tyndallových experimentoch sa v dôsledku mnohonásobných odrazov na hranici dvoch médií šíril svetelný lúč pozdĺž vlákna - od vysielacieho konca k prijímajúcemu.

Keď sa v roku 1966 predpokladalo použitie optických vlákien na prenos komunikačných signálov, pre mnohých sa to zdalo utopické. Keď sa v tom čase prenášal cez existujúce vlákna, dokonca aj vyrobené z optických skiel, svetelný lúč zoslabil tak rýchlo, že doslova vymizol po 10 metroch.

Kvalita telefonického prenosu cez linku sa považuje za uspokojivú, ak sa sila signálu pri prechode z vysielacieho konca na prijímaciu zníži najviac 1000-krát. Preto by povolený útlm výkonu signálu nemal prekročiť 30 decibelov.

Pre odolnosť rôznych materiálov sa používajú špecifické ukazovatele, v tomto prípade sa útlm vzťahuje na jednotku dĺžky vedenia. Koeficient útlmu optických skiel dostupných v polovici šesťdesiatych rokov bol 3 000 decibelov na kilometer. Preto vyššie uvedená hodnota možného rozsahu prenosu na nich.

Osud prenosu optického signálu cez sklenené vlákna závisel od toho, či by bolo možné dosiahnuť takú priehľadnosť, ktorá by významne znížila koeficient útlmu.

Účelové výsledky vyhľadávania prekročili najoptimistickejšie predpovede. Už 10 až 15 rokov po prvých pokusoch sa strata energie vo vláknach znížila na hodnoty porovnateľné so stratami v elektrických kábloch. Z komunikačnej vzdialenosti sklenených vlákien desiatok metrov bolo možné ísť na desiatky av dlhodobom horizonte dokonca na stovky kilometrov.

Rovnako ako v elektrickej komunikačnej linke, v miestach, kde útlm optického signálu dosiahne prijateľný limit, sa inštalujú zosilňovače. V nich je optický signál najskôr premenený na elektrický, ten je zosilnený obnovením pôvodného tvaru (tj regenerovaný), potom je elektrický signál prevedený späť na optický, ale už zosilnený, to znamená, že je vrátený späť na svoju pôvodnú silu. Je to tento signál, ktorý sa šíri pozdĺž línie k nasledujúcemu zosilňovaču.

Vzniklo tak radikálne riešenie problému šetrenia medi v komunikačných kábloch: objavila sa skutočná nekovová náhrada za medené vodivé drôty.