Historie komunikace z optických vláken
Zanechat vzkaz
Od starověku se poptávka po dlouhodobé komunikaci mezi lidmi nikdy nesnížila. S postupem času, od majáku po Telegraph a poté po oficiální službu prvního koaxiálního kabelu v roce 1940, se složitost a přesnost těchto komunikačních systémů také neustále zlepšovala. Každá z těchto metod komunikace však má své limity. Ačkoli použití elektrických signálů k přenosu informací je rychlé, přenosová vzdálenost bude vyžadovat velký počet opakovačů kvůli snadnému útlumu elektrických signálů; Ačkoli mikrovlnná komunikace může používat vzduch jako médium, je také omezena frekvencí nosiče. Teprve v polovině století si lidé uvědomili, že použití světla k přenosu informací by mohlo přinést mnoho významných výhod, které nebyly v minulosti přítomny.
V té době však neexistovaly žádné vysoce koherentní zdroje světla ani vhodná média pro přenos optických signálů, takže optická komunikace byla vždy konceptem. Teprve v 60. letech 20. století vynález laseru vyřešil první problém. V 70. letech 20. století vyvinuly Works Corning Glass Works vysoce kvalitní optická vlákna s nízkým útlumem, aby vyřešila druhý problém. V této době bylo útlum signálů přenášených v optických vláknech poprvé nižší než 20 decibelů na kilometr (20 dB\/km), kterou navrhl otec optická komunikace, Gao Kun, což prokazuje možnost optických vláken jako komunikačních médií. Současně byly polovodičové lasery používající gallium arsenid (GaAs) jako materiál také vynalezeny a široce používány v komunikačních systémech optických vláken kvůli jejich výhodě malé velikosti. V roce 1976 se první komunikační systém optických vláken s rychlostí 44,7 Mbit\/s narodil v podzemním potrubí v Atlantě v USA.
Po pětiletém období výzkumu a vývoje byl v roce 1980. spuštěn první komunikační systém komerčních vláken. Jedná se o první komunikační systém z optických vláken v lidské historii, který používá laser Gallium Arsenid laser s vlnovou délkou 800 nanometrů jako světelného zdroje, s přenosovou rychlostí 45 MB\/s (bity za sekundu), a vyžaduje opakování signálu každých 10 kilometrů.
Druhá generace komunikačních systémů komerčních vláken byla také vyvinuta na počátku 80. let, za použití laserů Ingaas s vlnovou délkou 1300 nanometrů. Ačkoli systémy včasného komunikace z optických vláken byly ovlivněny problémy s disperzí, vynález vlákna s jedním režimem v roce 1981 tento problém překonal. V roce 1987 dosáhla přenosová rychlost komerčního komunikačního systému optických vláken 1,7 GB\/s, téměř čtyřicetkrát rychleji než rychlost prvního komunikačního systému optických vláken. Problém simultánního přenosového výkonu a útlumu signálu byl také významně zlepšen, což vyžadovalo, aby se opakovač zvýšil signál v intervalech 50 kilometrů. Na konci 80. let bylo zrození EDFA v historii optické komunikace milníkem. Umožnilo přímé optické relé v komunikaci z optických vláken, což umožnilo vysokorychlostní přenos na dlouhé vzdálenosti a vedlo k narození DWDM.
Komunikační systém optických vláken třetí generace používá lasery s vlnovou délkou 155 0 nanometrů jako světelného zdroje a útlum signálu byl snížen až 0. 2 decibely na kilometr (0,2db\/km). Dříve se komunikační systémy z optických optických vláken využívající lasery fosfidů india gallium arsenidu často narazily na problémy s šířením pulsu, ale vědci navrhli vynikající disperze posunuté vlákna, aby tyto problémy vyřešily. Tato vlákna mají téměř nulovou disperzi při přenosu 1550 nanometrových světelných vln, protože mohou omezit laserové spektrum na jediný podélný režim. Tyto technologické průlomy umožnily přenosovou rychlost komunikačního systému optických vláken třetí generace k dosažení 2,5 GB\/s a vzdálenost mezi opakovače může dosáhnout až 100 kilometrů.
Komunikační systém optických vláken čtvrté generace představuje optické zesilovače, aby dále snižoval potřebu opakovačů. Kromě toho technologie divize vlnových délek (WDM) navíc významně zvyšuje rychlosti přenosu. Vývoj těchto dvou technologií vedl k významnému skoku ve kapacitě komunikačních systémů z optických vláken a zdvojnásobil se každých šest měsíců. Do roku 2001 dosáhla úžasné rychlosti 10 TB\/s, což je 200krát vyšší od finiálních komunikačních systémů v 80. letech. V posledních letech se přenosová rychlost dále zvýšila na 14 TB\/s, což vyžadovalo pouze jeden opakovač každých 160 kilometrů.
Zaměření vývoje komunikačního systému optických vláken páté generace je rozšíření provozního rozsahu vlnové délky multiplexoru vlnové délky. Tradiční rozsah vlnových délek, běžně známý jako „C“ “, je přibližně mezi 1530 nanometry a 1570 nanometry, zatímco nízko ztrátový pás suchého vlákna v novém pásmu se rozprostírá mezi 1300 nanometry a 1650 nanometrů. Další vyvíjející se technologií je zavedení konceptu optických solitonů, které využívají nelineární účinky optických vláken, aby umožnily pulzům odolat rozptylu a udržovat jejich původní průběh.
Od roku 1990 do roku 2000 se odvětví komunikace optických vláken výrazně zvýšila v důsledku dopadu internetové pěny. Kromě toho některé nově vznikající síťové aplikace, jako je video na vyžádání, způsobují, že růst šířky pásma internetu dokonce překročí zvýšení míry tranzistorů v integrovaných čipů obvodů očekávaných podle Mooreova zákona. Od roztržení internetové pěny do roku 2006 pokračoval v odvětví optických vláken svůj život konsolidací podniků a snížením nákladů prostřednictvím outsourcingu.
