Принцип работы оптического волокна

Оптическое волокно, благодаря такому свойству, как широкополосность, позволяет передавать до 10 млн. телефонных разговоров и более миллиона видеосигналов одновременно, лишь по одной линии.

Оптическое волокно – основной элемент оптико-волоконных сетей. Особенности оптоволокна делают его идеальной средой для передачи любого объема информации на различные расстояния. Такое его свойство как широкополосность, позволяет передавать по одному волокну около 10 млн. телефонных разговоров и более миллиона видеосигналов одновременно. Оптическое волокно изготавливается из кварца – относительно недорогого материала. Оптоволокно легкое и компактное, что позволяет использовать его в самых разных сферах.

Так как же работает оптическое волокно? В чем принцип его действия?

Оптическое волокно передает световые сигналы вместо электрических, которые перемещаются по медным проводам. Свет, как основной источник информации, гораздо легче передавать на большие расстояния, чем электрический ток, кроме того, на него не действует электромагнитное поле. Для перемещения световой волны, используется прозрачная среда, изолированная от внешней среды, которую и представляет собой оптическое волокно. Если использовать законы оптики, то световую волну можно не только сохранить, но и управлять ею.

Передать световую волну на дальние расстояния можно обеспечив правильную траекторию движения светового луча и путем использования максимально прозрачной среды для распространения света.

Для того чтобы добиться передачи световой волны на дальние расстояния, нужно, в первую очередь, сохранить ее мощность. Свести к минимуму потери при передаче света можно путем использования идеально прозрачной среды распространения, которая практически не поглощает световую волну, а также путем обеспечения правильной траектории движения луча. Современные высокие технологии позволяют создавать чистое кварцевое стекло практически не поглощающее свет, а траектория движения луча обеспечивается согласно закону оптики, т.е. за счет эффекта отражения световой волны.

Управление световой волной в оптическом волокне осуществляется за счет эффекта отражения света, который обуславливается законом оптики.

В однородной среде световая волна перемещается по прямой линии. При изменении плотности среды меняется качественный состав и направление световой волны. За счет ее преломления, при переходе из оптической среды одной плотности в другую под различными углами, световая волна перемещается по проводнику от источника света до его приемника. Именно за счет эффекта отражения света удается управлять распространением световой волны в требуемой среде. Как раз, поэтому оптическое волокно в оптоволоконных кабелях имеет световедущую сердцевину большей плотности, которая окружена средой меньшей плотности. Световая волна «запускается» в более плотную среду.

Теоретически, световой луч может покинуть оптоволоконный проводник только через его окончание, но, на практике, небольшой процент преломляемых лучей все же имеется.

Для того чтобы реализовался эффект отражения и сигнал достиг адресата, луч запускается в сердцевину под некоторым углом к боковой поверхности. При этом, теоретически, луч не может покинуть сердечник, кроме как через конец оптического волокна. Но, как показывает практика, небольшой процент преломляемых лучей все же имеет место быть, поскольку невозможно изготовить идеально ровное волокно.

Преимущества оптоволоконных сетей настолько очевидны и значительны, что волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) охватывают все большие сферы нашей жизни.

Для объективности следует отметить, что оптоволоконные технологии имеют некоторые недостатки. Однако их преимущества настолько очевидны и значительны, что оптические сети ежедневно охватывают все большие сферы нашей жизни, постепенно заменяя собой способы передачи информации, основанные на электричестве. Преимущества оптических волоконных сетей перед другими способами передачи информации сегодня уже ни у кого не вызывают сомнения. Кабельное телевидение, телевизионная сеть, системы контроля и управления технологическими процессами, вычислительная техника, акустика, скоростная киносъемка и многое другое – это те сферы современной жизни, которые невозможно представить без волоконно-оптических сетей связи.