Światłowód – rewolucja dla technologii przekazu danych

Definicja światłowodu

Światłowód to zwykły przewód, w większości zbudowany z włókna szklanego oraz elementów umożliwiających ekranowanie i ochronę żył transmisyjnych.

Jak sama nazwa mówi – światłowód jest przewodem, który umożliwia transmisję danych za pomocą fali świetlnej. Dostosowanie przekazu do prędkości światła pozwala na przesyłanie informacji z ogromną prędkością. Dlatego też rozwiązanie to stało się tak rewolucyjne.

Światłowód powstał już w latach 70. XX wieku. Początkowo używany był do komunikacji telefonicznej, która nie wykorzystywała wszystkich jego możliwości. Dopiero z nadejściem ery internetu oraz odkryciem, że przewód ten może być stosowany do błyskawicznej transmisji danych, popularność światłowodu znacznie wzrosła.

Dziś wokół pojęcia „światłowód” zbudowana jest cała dziedzina nauki, związana z transmisją danych. Przewód światłowodowy jest odporny na warunki atmosferyczne, dzięki czemu tworzy stabilne oraz trwałe połączenie.

Stale pracuje się nad rozwojem technologii światłowodowej, co pozwoliłoby na znaczne zwiększenie przepustowości, a tym samym transmisję większej ilości danych w tym samym czasie.

Podstawy budowy przewodu światłowodowego

Światłowód jest przewodem, który składa się z zewnętrznej otuliny, wewnętrznej powłoki ochronnej oraz rdzenia. Rdzeń jest najważniejszym elementem przewodu. Tworzy się go ze specjalnego włókna szklanego lub tworzywa przewodzącego światło. Takie materiały umożliwiają transmisję danych w tej technologii.

Rdzeń otoczony jest specjalnym płaszczem, którego zadaniem jest odbijać światło w taki sposób, aby transmisja świetlna w całości trafiła do odbiornika. Rdzeń oraz płaszcz otoczone są specjalnym kevlarem, który skonstruowany jest tak, aby chronić go przed złamaniem się – i to nawet wtedy, gdy dojdzie do przegięcia przewodu lub jego skręcenia.

Doskonałe parametry transmisji wynikają z budowy kabla światłowodowego. Rdzeń, który jest wykonany z włókna szklanego lub tworzywa, przewodzi promień świetlny z maksymalną możliwą prędkością do uzyskania przez światło w tym ośrodku. Ponadto podczas transmisji nie dochodzi do utraty danych – płaszcz odbija wykrzywioną wiązkę światła w taki sposób, aby wysłana dotarła do miejsca docelowego w niezmienionej formie.

Budowa światłowodu zawiera wiele elementów, dlatego też produkcja przewodów jest skomplikowanym procesem. Jednym kluczowych etapów jest wykonanie preformy, która służy do pozyskiwania światłowodu. Do wytworzenia preformy wykorzystywany jest m.in. tetrachlorek krzemu, dostępny w ofercie handlowej Grupy PCC. W dostępnym katalogu produktowym znajdziemy również ultraczysty tetrachlorek krzemu, który stosowany jest w produkcji włókien optycznych o niskim poziomie tłumienia.

Niestety, nawet w tak zaawansowanej technologii mogą zachodzić pewne procesy, które skutkują powstaniem zjawiska, jakim jest tłumienie światłowodu. Jest to nic innego jak utrata sygnału, a dokładniej jego części. To proces spowodowany odległością, którą musi przebyć światło. Im ta odległość jest większa, tym bardziej zniekształcona staje się wiązka.

Obecnie trwają prace badawcze nad wyeliminowaniem lub przynajmniej redukcją tego zjawiska, co przełoży się na większą wydajność połączeń światłowodowych.

Jakie wyróżnia się rodzaje światłowodów

Wyróżnia się tak naprawdę dwa rodzaje światłowodu, przy czym oba mają taką samą zasadę działania.

Nowocześniejszy i nieco bardziej wydajny jest światłowód jednomodowy. Jest to światłowód, w którym wiązka światła porusza się bezpośrednio w rdzeniu, pojedynczo, przez co nie ulega odbiciu. W tym światłowodzie nie stosuje się tak zwanego płaszcza, który odpowiada za jej odbicie i koncentrację.

Nieco starszym rozwiązaniem jest światłowód wielomodowy. Pozwala on przepuszczać promienie świetlne, zapewniając większą przepustowość. Niestety, związane jest to z koniecznością zastosowania wzmacniaczy optycznych i utratą części wiązki.

Światłowód to nie tylko internet

Światłowód z całą pewnością kojarzy Ci się głównie z internetem. I słusznie – przewód światłowodowy stosowany jest masowo w komunikacji internetowej, ale nie tylko. Równie często stosuje się go  w telekomunikacji, transmisji danych sygnałowych, branży maszynowej i w przemyśle medycznym (produkcja urządzeń).

Każde urządzenie czy sieć, która wymaga stabilnej transmisji danych i w której niezbędne jest zastosowanie stabilnego połączenia, może wykorzystywać w tym celu przewód światłowodowy.

Zalety stosowania światłowodu

Światłowód pozwala na transmisję danych w sposób optyczny na ogromne odległości. Dzięki takiemu przewodowi możliwe jest błyskawiczne dostarczenie sygnału do każdego miejsca na kuli ziemskiej, wystarczy tylko poprowadzić odpowiedni przewód. Internet na całym świecie działa właśnie dzięki rozbudowanej sieci światłowodów położonych na morskich i oceanicznych dnach.

Światłowód nie emituje zewnętrznego pola magnetycznego, jest całkowicie odporny na zakłócenia oraz warunki atmosferyczne, a także bardzo wytrzymały. To sprawia, że położenie przewodu pozwala na transmisję danych przez wiele lat, bez względu na to, jak głęboko został zakopany przewód.

Bardzo istotna jest także przepustowość światłowodu, nawet kilkaset razy większa niż w przypadku tradycyjnych miedzianych przewodów.

Światłowód jest jednym z najbardziej użytecznych rozwiązań, które wynalazła ludzkość. Od niedawna technologia ta jest rozwijana ze zdwojoną szybkością, co ma na celu zwiększenie zarówno prędkości transmisji danych, jak i przepustowości istniejących już światłowodów.