- Čo je to vláknová optika?
- Na čo slúži vláknová optika?
- Ako funguje vláknová optika?
- Vlastnosti optických vlákien
- Výhody optických vlákien
- Nevýhody optických vlákien
Vysvetlíme, čo je to vláknová optika a ako funguje. Okrem toho, na čo slúži, vlastnosti, výhody a nevýhody optických vlákien.
Čo je to vláknová optika?
Vláknová optika je fyzické médium prenosu informácie, bežné v dátových a telekomunikačných sieťach, pozostávajúce z tenkého vlákna zo skla resp plast, cez ktoré pulzujú z svetlo laser alebo led, ktorý obsahuje údajov Vysielať.
Prostredníctvom prenosu týchto svetelných impulzov môžu byť informácie odosielané a prijímané vysokou rýchlosťou cez kábel, ktorý je bezpečný pred elektromagnetickým rušením a rýchlosťou podobnou rádiu. To robí z optických vlákien najpokročilejšie dostupné káblové prenosové médium.
Implementácia optických vlákien je dedičom storočí výskumu Y experimentovanie o svetle a jeho vlastnostiach, od staroveku, keď sa Gréci dorozumievali prostredníctvom odrazu slnečného svetla v malých zrkadlách, optické experimenty tzv. Vedecká revolúcia, až po vynález optickej telegrafie v roku 1792 Claudom Chappem a neskoršie práce francúzskych fyzikov Jeana-Daniela Colladona a Jacquesa Babineta a Íra Johna Tyndalla, všetko koncom 19. storočia.
Vláknová optika ako taká by si neužila úrok inžinierov do roku 1950 a v roku 1970 bol vyrobený prvý kus s použitím nečistôt z titánu v oxide kremičitom dielom Roberta Maurera, Donalda Kecka, Petra Schultza a Franka Zimara. Prvý prenos informácií cez toto médium sa uskutočnil 22. apríla 1977 v Long Beach v Kalifornii a v 80. rokoch bol zdokonalený a začal sa realizovať v medzinárodnom meradle.
Na čo slúži vláknová optika?
Vláknová optika je ideálna pre káblovú telekomunikáciu, ktorá umožňuje vytvorenie počítačových sietí s dlhým dosahom a lokálnych počítačových sietí s minimálnou stratou informácií.
Jeho aplikácie sú v tejto oblasti rôznorodé, čo umožňuje získavanie sieťového materiálu, optických senzorov (pre teplotu, Tlak alebo úrovne osvetlenia), osvetľovací materiál (obzvlášť účinný, pretože nevyžaduje blízkosť zdroja svetla) a je tiež užitočný na dekoráciu (sú tam stromy Vianoce z optických vlákien) alebo ako súčasť priesvitného betónu.
Ako funguje vláknová optika?
Princíp činnosti optického vlákna je podľa Snellovho zákona, ktorý umožňuje vypočítať uhol lomu svetla pri prechode z jedného média do druhého s rôznym indexom lomu.
Vo vlákne sú teda svetelné lúče zachytené a šíriace sa v jadre, vzhľadom na fyzikálne vlastnosti plášťa a vhodný uhol odrazu, transportujúc informácie odoslané na miesto určenia. V druhom z nich funguje podobným spôsobom ako telegraf.
Vlastnosti optických vlákien
Dnes používané optické vlákno je tvorené jadrom o plast alebo sklo (oxid kremíka a germánia), ktoré má vysoký index lomu, pokryté podobným plastom, ale s nižším indexom lomu.
Takže podľa mechanizmu šírenia svetla vo vnútri môže byť optické vlákno dvoch typov:
- Jednovidové vlákno. Umožňuje šírenie jediného módu svetla znížením priemeru jadra vlákna, čo umožňuje odosielanie informácií na veľké vzdialenosti a pri dobrej prenosovej rýchlosti.
- Multimodálne vlákno. Umožňuje, aby sa svetelné lúče šírili viac ako jedným spôsobom (viac ako tisíc rôznych režimov), čo zvyšuje chybovosť a neodporúča sa to pre spojenia na veľmi dlhé vzdialenosti.
Výhody optických vlákien
Optické vlákno má nasledujúce výhody:
- Zaberá málo miesta. Vzhľadom na svoje malé rozmery je však mimoriadne flexibilný, čo uľahčuje jeho inštaláciu.
- je svetlo. No, váži osemkrát menej ako bežný kábel.
- Kladie veľký odpor. Mechanické aj tepelné a dobre odoláva korózia.
- Je to ekologickejšie. V porovnaní s odpadom, ktorý zanechávajú klasické rozvody.
- Odolný voči elektromagnetickému rušeniu. Vzhľadom na povahu jeho komponentov.
- Rýchle, efektívne a bezpečné. Je to najznámejšia forma káblového prenosu dát.
Nevýhody optických vlákien
Nevýhody optických vlákien poukazujú na nasledovné:
- Sú krehké. Pretože sklo vo vnútri je náchylné na rozbitie.
- Vyžaduje konvertory. Ak chcete vrátiť svetelná energia v jeho informačnom zmysle.
- Spoje sú ťažké. Najmä vo vidieckych oblastiach.
- Neprenáša elektrickú energiu. Preto si vyžaduje zložité žiariče a dopravníky, ktorých zásobovanie o energie nedá sa zobrať zo samotnej linky.
- Starne v prítomnosti vody. Čo obmedzuje jeho celosvetové uplatnenie.
- Nechýbajú optické pamäte.