Χαρακτηριστικά καλωδίου οπτικών ινών

Τα καλώδια οπτικών ινών αποτελούνται από πολλαπλούς κλώνους οπτικών ινών, σκέλη που μοιάζουν με τρίχες από καθαρό γυαλί, σχεδιασμένα να μεταδίδουν φως. Όταν εκατοντάδες ή χιλιάδες από αυτά τα σκέλη συνδυάζονται, είναι σε θέση να μεταδώσουν κύματα φωτός έως και 60 μίλια. Τα ηλεκτρικά σήματα, όπως σήματα τηλεόρασης, φωνής ή δεδομένων, μετατρέπονται σε οπτικά σήματα υψηλής ποιότητας χρησιμοποιώντας έναν οπτικό πομπό και αποστέλλεται με την ταχύτητα του φωτός, παράγοντας μια γρήγορη, υψηλής ποιότητας μέθοδο δεδομένων μετάδοση.

Η έννοια της καθοδήγησης ανακλώμενου φωτός αποδείχθηκε ήδη από τη δεκαετία του 1840, όταν οι Γάλλοι επιστήμονες Daniel Colladon και Jacques Babinet μπόρεσαν να μεταδώσουν φως κατά μήκος ενός ρεύμα υγρού, που ονομάστηκε "ελαφρός σωλήνας". Χρησιμοποιώντας αυτή την αρχή, το καλώδιο οπτικών ινών αναπτύχθηκε για πρώτη φορά εμπορικά τη δεκαετία του 1970, φέρνοντας επανάσταση στις τηλεπικοινωνίες βιομηχανία. Μέχρι τότε, τα σήματα αποστέλλονταν και λαμβάνονταν με χρήση χάλκινων κλώνων ή δορυφορικών συστημάτων, τα οποία πλέον έχουν αντικατασταθεί σε μεγάλο βαθμό από την τεχνολογία οπτικών ινών.

Οι οπτικές ίνες αποτελούνται από έναν καθαρό γυάλινο πυρήνα που περιβάλλεται από πολλαπλά στρώματα. Το πρώτο στρώμα είναι μια ανακλαστική επένδυση, η οποία λειτουργεί σαν ένας μακρύς, εύκαμπτος καθρέφτης, αντανακλώντας το φως σε όλο το μήκος του γυάλινου πυρήνα. Αυτή η αρχή είναι γνωστή ως συνολική εσωτερική αντανάκλαση. Στη συνέχεια, εφαρμόζεται ένα εξωτερικό προστατευτικό στρώμα γνωστό ως επίστρωση "buffer" για την προστασία της ίνας από ζημιές και υγρασία. Οι δέσμες αυτών των οπτικών ινών περικλείονται στη συνέχεια από ένα ενισχυτικό στρώμα νήματος αραμιδίου και τέλος ένα πλαστικό "μπουφάν" για να δημιουργηθεί ένα πλήρες καλώδιο οπτικών ινών.

Τα καλώδια οπτικών ινών χρησιμοποιούνται πλέον ως η κυρίαρχη μορφή μετάδοσης στις επικοινωνίες, την καλωδιακή τηλεόραση και το Διαδίκτυο. Η συνεχής ανάπτυξη της τεχνολογίας του Διαδικτύου κατέστη δυνατή μόνο μέσω της χρήσης οπτικών ινών. Η πιο πρόσφατη εξέλιξη είναι μια άμεση σύνδεση στο Διαδίκτυο, που ονομάζεται "fiber to the home" (FTTH), η οποία προσφέρει ανώτερη ταχύτητα και ποιότητα σύνδεσης. Οι υπηρεσίες FTTH εξακολουθούν να είναι πολύ περιορισμένες επειδή το κόστος σε σύγκριση με τις τυπικές συνδέσεις Διαδικτύου είναι πολύ υψηλό.

Τα καλώδια οπτικών ινών παρέχουν ανώτερης ποιότητας μεταδόσεις σε σύγκριση με δορυφορικά και χάλκινα συστήματα. Οι τηλεπικοινωνίες μεγάλων αποστάσεων που χρησιμοποιούν δορυφορική τεχνολογία είναι επιρρεπείς σε αδύναμες συνδέσεις και ηχώ, οι οποίες βελτιώνονται σημαντικά όταν χρησιμοποιείται οπτική ίνα. Τα χάλκινα καλώδια που χρησιμοποιούνται για την ηλεκτρική μετάδοση είναι πολύ μεγαλύτερα και βαρύτερα, έχουν πολύ μικρότερο εύρος ζώνης χωρητικότητα, επηρεάζονται από ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και είναι επιρρεπείς σε υψηλότερα ποσοστά απώλειας για μεγάλο χρονικό διάστημα αποστάσεις. Αυτά τα προβλήματα ουσιαστικά εξαλείφονται με τη χρήση τεχνολογίας οπτικών ινών.

Παρά τα πολλά πλεονεκτήματά τους, τα καλώδια οπτικών ινών εξακολουθούν να παραμένουν η πιο ακριβή επιλογή σχεδόν σε κάθε εφαρμογή. Ανάλογα με τον τύπο και την κλίμακα του έργου, άλλες επιλογές μπορεί να εξακολουθούν να είναι ευνοϊκές οικονομικά σε σύγκριση με τις οπτικές ίνες. Συγκεκριμένα, το «μάτισμα» ή η ένωση των καλωδίων σε μεγάλες αποστάσεις είναι δύσκολο και δαπανηρό. Επιπλέον, η καλωδίωση οπτικών ινών δεν έχει τη δυνατότητα μεταφοράς ισχύος επιπλέον δεδομένων, σε σύγκριση με την παραδοσιακή χάλκινη καλωδίωση.