Johtimen sijaan dielektrinen

Englantilainen fyysikko John Tyndall osoitti vuonna 1870 mielenkiintoisen kokemuksen valon leviämisestä vesivirran läpi. Hiilikaarista tuleva valo johdetaan linssin läpi vesivirtaan. Säteiden monien sisäisten heijastusten takia kahden väliaineen - veden ja ilman - rajalla - suihku hehkui koko pituudeltaan. Se oli ensimmäinen kevyt opas - neste.

35 vuoden kuluttua toinen tiedemies, Robert Wood, ehdotti, että "valo ilman suuria häviöitä voidaan siirtää pisteestä toiseen käyttämällä sisäistä heijastusta lasista valmistetun tikun seinämistä". Joten idea syntyi kiinteä läpinäkyvä kuitu.

Tämän idean syntymästä sen toteutumiseen kului 50 vuotta, kunnes 1950-luvun lopulla saatiin kaksikerroksisia lasikuituja, joilla oli erilaiset taitekertoimet: sisäpuolella suuret ja ulkokerroksessa pienemmät. Kuten Tyndall-kokeissa, kahden väliaineen rajalla olevien monien heijastusten takia valonsäde levisi kuitua pitkin - lähettävästä päästä vastaanottavaan.

Kun vuonna 1966 tehtiin oletus mahdollisuudesta käyttää optisia kuituja tiedonsiirtosignaalien lähettämiseen, monille tämä näytti utopistiselta. Kun valonsäde siirrettiin tuolloin olemassa olevien, jopa optisista laseista valmistettujen kuitujen yli, heikentyi niin nopeasti, että se kirjaimellisesti katosi 10 metrin kuluttua.

Puhelimen siirron laatua linjan yli pidetään tyydyttävänä, jos signaalin voimakkuus siirtyessä lähetyspäästä vastaanottavaan laskee enintään 1000 kertaa. Siksi signaalin tehon sallittu vaimennus ei saisi ylittää 30 desibeliä.

Eri materiaalien kestävyydelle käytetään erityisiä indikaattoreita, tässä tapauksessa vaimennus viittaa pituusyksikköön. 1960-luvun puolivälissä käytettävissä olevien optisten lasien vaimennuskerroin oli 3000 desibeliä kilometriä kohti. Tästä johtuen mahdollinen siirtoetäisyys yllä oleva arvo niissä.

Lasikuitujen läpi tapahtuvan optisen signaalin siirron kohtalo riippui siitä, olisiko mahdollista saavuttaa sellainen läpinäkyvyys, joka vähentäisi merkittävästi vaimennuskerrointa.

Kohdennetut hakutulokset ylittivät optimistisimmat ennusteet. Jo 10–15 vuotta ensimmäisten kokeiden jälkeen kuitujen energiahäviöt laskivat arvoihin, jotka ovat verrattavissa sähkökaapeleiden häviöihin. Kymmenien metrien lasikuitujen viestintäetäisyydestä tuli mahdolliseksi siirtyä kymmeniin ja pitkällä aikavälillä jopa satoihin kilometriin.

Kuten sähköisessä tiedonsiirtolinjassa, toistimet asennetaan paikoille, joissa optisen signaalin vaimennus saavuttaa hyväksyttävän rajan. Niissä optinen signaali muunnetaan ensin sähköiseksi, jälkimmäistä vahvistetaan palauttamalla alkuperäinen muoto (ts. Regeneroituna), sitten sähköinen signaali muunnetaan takaisin optiseksi, mutta jo vahvistettuna, eli palautetaan alkuperäiseen tehoonsa. Juuri tämä signaali etenee linjaa pitkin seuraavaan toistimeen.

Joten syntyi radikaali ratkaisu kuparin säästöön tietoliikennekaapeleissa: ilmestyi todellinen ei-metallinen korvike kuparijohtaville johtimille.