دانش

داستان کابل‌های فیبر نوری یک چیز است: پهنای باند بیشتر در فواصل طولانی‌تر با تلفات کمتر. از اولین پالس‌های ضعیف نور تا رشته‌های{1}}ترابیت امروزی، سفر فنی فیبر نوری خود گواهی بر نبوغ انسان است. بیایید جهش های کلیدی تکنولوژیکی را که دنیای مدرن ما را شکل داده است، ردیابی کنیم.

فاز 1: رام کردن نور - تولد فیبر کم-از دست دادن

پیشرفت اولیه در دهه های 1960 و 70 صرفاً ایجاد یک فیبر به اندازه کافی شفاف بود که مفید باشد. فیبرهای اولیه دارای چنان تضعیف (از دست دادن) سیگنال بالایی بودند که یک سیگنال فقط می توانست چند متر قبل از محو شدن حرکت کند.

· نقطه عطف: توسعه شیشه سیلیس خالص نقطه عطف بود. مهندسان با حذف ناخالصی‌هایی مانند یون‌های آب (که باعث پیک جذب هیدروکسیل می‌شوند)، تضعیف را به‌طور چشمگیری کاهش دادند. تا سال 1970، دانشمندان کورنینگ فیبری با کمتر از 20 دسی بل/کیلومتر تلفات{4}}سطحی ایجاد کردند که ارتباطات تجاری تجاری را امکان پذیر می کرد.

فاز 2: حمل رنگ های بیشتر - تغییر به حالت تک-حالت و WDM

از آنجایی که دنیا به داده های بیشتری نیاز داشت، ارسال یک سیگنال نوری به فیبر کافی نبود.

· فیبر تک حالت-(SMF): فیبرهای چند حالته اولیه به نور اجازه می دادند چندین مسیر را طی کند و باعث پخش شدن و تار شدن پالس ها در فواصل طولانی می شد. تغییر به یک-فیبر حالت تک (SMF)، با یک هسته بسیار کوچکتر که تنها یک مسیر مستقیم را برای نور اجازه می دهد، به استاندارد طلایی برای ارتباطات طولانی- تبدیل شد. پراکندگی رنگی را به حداقل رساند و به سیگنال ها اجازه داد صدها کیلومتر را بدون بازسازی طی کنند.

· Multiplexing تقسیم طول موج (WDM): این تغییر{0} واقعی بازی بود. به جای یک پرتو لیزر، WDM اجازه می دهد چندین پرتو با طول موج های مختلف (رنگ ها) به طور همزمان از طریق یک فیبر منفرد ارسال شوند. مانند تبدیل یک جاده یک-خطی به یک بزرگراه چند خطه-. WDM متراکم (DWDM) اکنون می تواند 80، 96 یا حتی بیشتر کانال را روی یک فیبر حمل کند و ظرفیت آن را به طور تصاعدی چند برابر کند.

فاز 3: خم شدن بدون شکستن - انقلاب G.657

یک مانع اصلی برای استقرار فیبر در خانه (FTTH) نیاز به خم کردن کابل ها در گوشه های محکم داخل ساختمان ها و جعبه های اتصال بود. SMF استاندارد در صورت خم شدن خیلی شدید، سیگنال قابل توجهی را از دست می دهد.

· نوآوری: معرفی فیبر ITU-T G.657 "Bend-Insensitive". این فیبر با مشخصات ضریب شکست خاص مهندسی شده است که نور را به طور موثرتری در هسته، حتی زمانی که فیبر به صورت گره ای بسته می شود، به دام می اندازد. این نوآوری برای استقرار انبوه FTTH بسیار مهم بود و نصب ها را در فضاهای تنگ ساده تر و قابل اطمینان تر کرد.

فاز 4: مرز بعدی - فراتر از یک هسته

ما اکنون محدودیت های فیزیکی یک فیبر تک هسته ای استاندارد را افزایش می دهیم. موج بعدی نوآوری شامل طراحی مجدد هندسه الیاف است.

· Multiplexing تقسیم فضا (SDM): این شامل فناوری هایی مانند:

· فیبر چند هسته ای (MCF): روکش فیبری منفرد حاوی چندین هسته مستقل، که به طور موثر چندین مسیر را در یک کابل ایجاد می کند.

· چند-فیبر حالت (FMF): فیبری که برای حمل چند حالت خاص (مسیرهای نور) بدون تداخل آنها طراحی شده است که هر کدام به عنوان یک کانال جداگانه عمل می کنند.

هدف این فناوری‌ها شکستن «نقاط ظرفیت» است و ستون فقرات کابل‌های بین اقیانوسی و مراکز داده فوق‌{0}}تراکم آینده را تشکیل خواهند داد.

نتیجه گیری

تکامل فنی کابل فیبر نوری، از خالص‌تر کردن شیشه‌ها از آنچه تصور می‌شد تا آموزش ترفندهای جدید سبک با WDM و بی‌حساسیت{0}}خمشی، هنوز به پایان نرسیده است. هر تکرار ما را به دنیایی از اتصال بی حد و حصر و آنی نزدیک‌تر می‌کند و ثابت می‌کند که گاهی اوقات، قدرتمندترین سفرها روی یک رشته شیشه اتفاق می‌افتند.