بدلا من موصل ، عازل

في عام 1870 ، أظهر الفيزيائي الإنجليزي جون تيندال تجربة ممتعة في نشر الضوء عبر مجرى مائي. يتم إدخال الضوء من قوس الكربون من خلال عدسة في مجرى مائي. نظرًا للانعكاسات الداخلية المتعددة للأشعة على حدود وسيطين - الماء والهواء - كانت الطائرة تتوهج بطول كامل طولها. وكان أول دليل الضوء - السائل.

بعد 35 عامًا ، اقترح عالم آخر ، روبرت وود ، أن "الضوء بدون خسائر كبيرة يمكن أن ينتقل من نقطة إلى أخرى ، باستخدام انعكاس داخلي من جدران عصا مصنوعة من الزجاج". لذا جاءت الفكرة الألياف شفافة صلبة.

مرت 50 عامًا من ظهور هذه الفكرة إلى إدراكها ، حتى في أواخر الخمسينيات ، تم الحصول على ألياف زجاجية ثنائية الطبقة ذات مؤشرات انكسارية مختلفة: كبيرة في الطبقة الداخلية وأصغر في الطبقة الخارجية. كما هو الحال في تجارب Tyndall ، بسبب الانعكاسات المتعددة على حدود وسيطتين ، تم نشر شعاع ضوئي على طول الألياف - من طرف الإرسال إلى المستلم.

عندما تم في عام 1966 افتراض حول إمكانية استخدام الألياف الضوئية لنقل إشارات الاتصال ، بدا هذا بالنسبة للكثيرين مثاليًا. عندما تنتقل عبر الألياف الموجودة في ذلك الوقت ، وحتى مصنوعة من النظارات البصرية ، ضعفت شعاع الضوء بسرعة بحيث تلاشت حرفيًا بعد 10 أمتار.

تعتبر جودة نقل الهاتف عبر الخط مرضية إذا انخفضت قوة الإشارة عند المرور من طرف الإرسال إلى المستقبِل بأكثر من 1000 مرة. لذلك ، يجب ألا يتجاوز التوهين المسموح به لقدرة الإشارة 30 ديسيبل.

لمقاومة المواد المختلفة ، يتم استخدام مؤشرات محددة ، في هذه الحالة يشير التوهين إلى وحدة من طول الخط. كان معامل التوهين للنظارات الضوئية المتاحة في منتصف الستينيات 3000 ديسيبل لكل كيلومتر. ومن هنا تأتي القيمة أعلاه لنطاق الإرسال المحتمل عليها.

يعتمد مصير نقل الإشارات الضوئية عبر الألياف الزجاجية على ما إذا كان من الممكن تحقيق هذه الشفافية التي من شأنها أن تقلل إلى حد كبير من معامل التوهين.

تجاوزت نتائج البحث الهادفة أكثر التوقعات تفاؤلاً. بالفعل بعد مرور 10-15 سنة على التجارب الأولى ، انخفض فقدان الطاقة في الألياف إلى قيم مماثلة للخسائر في الكابلات الكهربائية. من مسافة اتصال الألياف الزجاجية التي تصل إلى عشرات الأمتار ، أصبح من الممكن الانتقال إلى عشرات ، وعلى المدى الطويل حتى مئات الكيلومترات.

كما هو الحال في خط الاتصال الكهربائي ، عند النقاط التي يصل فيها توهين الإشارة البصرية إلى حد مقبول ، يتم تثبيت أجهزة إعادة الإرسال. فيها ، يتم تحويل الإشارة الضوئية أولاً إلى إشارة كهربائية ، ويتم تضخيم الأخيرة باستعادة شكلها الأصلي (أي ، يتم تجديده) ، ثم يتم تحويل الإشارة الكهربائية مرة أخرى إلى إشارة ضوئية ، ولكن يتم تضخيمها بالفعل ، أي ، إلى قوتها الأصلية. هذه هي الإشارة التي تنتشر على طول الخط إلى المكرر التالي.

وبالتالي ، وُلد حل جذري لمشكلة توفير النحاس في كابلات الاتصالات: ظهر بديل حقيقي غير معدني للأسلاك الموصلة للنحاس.