• Kaj je optična vlakna?
• Za kaj je optična vlakna?
• Kako deluje optična vlakna?
• Lastnosti optičnih vlaken
• Prednosti optičnih vlaken
• Slabosti optičnih vlaken

Pojasnimo, kaj je optična vlakna in kako deluje. Poleg tega, čemu služi, značilnosti, prednosti in slabosti optičnih vlaken.

Optična vlakna so najnaprednejši kabelski prenosni medij.

Kaj je optična vlakna?

Optična vlakna so fizični medij prenosa informacije, pogosta v podatkovnih in telekomunikacijskih omrežjih, sestavljena iz tanke filamente steklene oz plastike, skozi katerega impulzi od svetloba laser ali led, ki vsebuje podatkov prenašati.

S prenosom teh svetlobnih impulzov se lahko informacije pošiljajo in sprejemajo z velikimi hitrostmi prek kabla, varne pred elektromagnetnimi motnjami in s hitrostmi, podobnimi radijskim. Zaradi tega je optična vlakna najnaprednejši kabelski prenosni medij.

Izvedba optičnih vlaken je dediščina stoletij raziskave Y eksperimentiranje o svetlobi in njenih lastnostih, od antičnih časov, ko so Grki komunicirali z odbojom sončne svetlobe v majhnih zrcalih, optične poskuse Znanstvena revolucija, vse do izuma optične telegrafije leta 1792 Clauda Chappeja in kasnejšega dela francoskih fizikov Jean-Daniela Colladona in Jacquesa Babineta ter Irca Johna Tyndalla, vse konec 19. stoletja.

Optična vlakna kot taka ne bi uživala obresti inženirjev do leta 1950 in leta 1970 je bil prvi kos izdelan z uporabo nečistoč titana v silicijevem dioksidu v delu Roberta Maurerja, Donalda Kecka, Petra Schultza in Franka Zimarja. Prvi prenos informacij preko tega medija je bil izveden 22. aprila 1977 v Long Beachu v Kaliforniji, v osemdesetih letih prejšnjega stoletja pa so ga izpopolnili in začeli izvajati v mednarodnem merilu.

Za kaj je optična vlakna?

Optična vlakna so idealna za kabelske telekomunikacije, saj omogočajo vzpostavitev računalniških omrežij dolgega dosega in lokalnih računalniških omrežij z minimalno izgubo informacij na poti.

Njegove aplikacije so na tem področju raznolike, kar omogoča pridobivanje omrežnega materiala, optičnih senzorjev (za temperaturo, Pritisk ali svetlobnih nivojev), svetlobni material (še posebej učinkovit, ker ne zahteva bližine svetlobnega vira), uporaben pa je tudi za dekoracijo (obstajajo drevesa božič iz optičnih vlaken) ali kot sestavni del prosojnega betona.

Kako deluje optična vlakna?

Načelo delovanja optičnega vlakna je Snellov zakon, ki omogoča izračun kota loma svetlobe pri prehodu iz enega medija v drugega z različnim lomnim količnikom.

Tako se svetlobni žarki znotraj vlakna ujamejo in širijo v jedru, glede na fizikalne lastnosti obloge in ustrezen odbojni kot ter prenašajo informacije, poslane na cilj. Pri slednjem deluje na podoben način kot telegraf.

Lastnosti optičnih vlaken

Optično vlakno, ki se danes uporablja, je sestavljeno iz jedra plastike ali steklo (silicijev in germanijev oksid), ki ima visok lomni količnik, prekrito s podobno plastiko, vendar z nižjim lomnim količnikom.

Tako je glede na notranji mehanizem širjenja svetlobe lahko optično vlakno dveh vrst:

• Enomodno vlakno. Omogoča širjenje enega načina svetlobe z zmanjšanjem premera jedra vlakna, kar omogoča pošiljanje informacij na dolge razdalje in z dobro hitrostjo prenosa.
• Multimodalna vlakna. Omogoča širjenje svetlobnih žarkov na več kot en način (več kot tisoč različnih načinov), kar poveča stopnjo napake in ga ni zelo priporočljivo za povezave na zelo dolge razdalje.

Prednosti optičnih vlaken

Optična vlakna so najbolj znana oblika kabelskega prenosa podatkov.

Optična vlakna imajo naslednje prednosti:

• Zavzame malo prostora. Glede na majhnost je izjemno prilagodljiv, kar olajša njegovo namestitev.
• Je lahka. No, tehta osemkrat manj kot običajni kabel.
• Predstavlja velik odpor. Tako mehansko kot toplotno in je dobro odporen na korozija.
• Je bolj ekološka. V primerjavi z odpadki, ki jih pušča običajna napeljava.
• Imun na elektromagnetne motnje. Glede na naravo njegovih komponent.
• Hitro, učinkovito in varno. Je najbolj znana oblika kabelskega prenosa podatkov.

Slabosti optičnih vlaken

Slabosti optičnih vlaken kažejo na naslednje:

• Krhke so. Ker je steklo v notranjosti občutljivo na zlom.
• Potrebuje pretvornike. Za vrnitev svetlobna energija v svojem informativnem smislu.
• Spoji so težki. Še posebej na podeželju.
• Ne prenaša električne energije. Zato zahteva kompleksne oddajnike in transporterje, katerih dobava Energija ni mogoče vzeti iz same vrstice.
• V prisotnosti vode se stara. Kar omejuje njegovo svetovno uporabo.
• Optičnih spominov ni.