Vezető helyett dielektromos

John Tyndall angol fizikus 1870-ben érdekes tapasztalatokat mutatott be a víz terjedésével a fény terjedésében. A szénívből származó fényt egy lencsén keresztül vezetik a vízáramba. A sugárzásnak a két közeg - a víz és a levegő határán lévő több belső visszatükröződése miatt - a sugár a teljes hosszában megvilágított. Ez volt az első könnyű vezető - folyadék.

35 év elteltével egy másik tudós, Robert Wood azt javasolta, hogy "a nagy veszteségek nélküli fény átvihető az egyik pontról a másikra egy üvegbot falának belső tükrözésével". Tehát az ötlet felmerült szilárd átlátszó szál.

50 év telt el ennek az ötletnek a kifejlődésétől a megvalósításáig, amíg az 1950-es évek végén kétrétegű üvegszálakat kaptak, amelyek különböző törésmutatóval rendelkeznek: nagyak a belső és a külső rétegben. Mint a Tyndall kísérletekben is, a két közeg határán lévő többszörös visszaverődések miatt a rost mentén az átvivő végétől a fogadóig terjedő fénynyaláb terjedt.

Amikor 1966-ban feltételezésre került az optikai szálak kommunikációs jelek továbbítására való felhasználásának lehetősége, sok számára ez utópikusnak tűnt. Abban az időben létező, akár optikai üvegekből készült szálokon keresztül továbbítva a fénysugár olyan gyorsan gyengült, hogy szó szerint 10 méter eltelte után elpusztult.

A vonalon keresztüli telefonos továbbítás minősége akkor tekinthető kielégítőnek, ha a jel erőssége, ha az adó végétől a fogadóig haladunk, legfeljebb 1000-szer gyengül. Ezért a jelteljesítmény megengedett csillapítása nem haladhatja meg a 30 decibelt.

Különböző anyagok ellenállásához speciális mutatókat használnak, ebben az esetben a csillapítás a vonalhossz egységre vonatkozik. A hatvanas évek közepén elérhető optikai szemüveg csillapítási együtthatója 3000 decibel / km volt. Ezért számukra a lehetséges átviteli tartomány fenti értéke.

A jelek üvegszálon keresztüli optikai továbbításának sorsa attól függ, hogy lehet-e olyan átláthatóságot elérni, amely jelentősen csökkentené a csillapítási együtthatót.

A céltudatos keresési eredmények meghaladták a legoptimistább előrejelzéseket. Az első kísérletek után már 10-15 évvel az optikai szálak energiavesztesége az elektromos kábelek veszteségeivel összehasonlítható értékre csökkent. A több tíz méter üvegrost kommunikációs távolságából tízre, hosszú távon pedig akár száz kilométerre is eljuthatott.

Akárcsak az elektromos kommunikációs vonalon, azokon a helyeken, ahol az optikai jel csillapítása eléri az elfogadható határértéket, ismétlők vannak felszerelve. Ezekben az optikai jelet először elektromosá alakítják, utóbbit az eredeti alakjának visszaállításával erősítik meg (azaz regenerálják), majd az elektromos jelet vissza konvertálják egy optikai, de már erősített, vagyis visszatérő eredeti teljesítményére. Ez a jel terjed a vonal mentén a következő ismétlőhöz.

Így radikális megoldás született a réz megtakarításának problémájára a kommunikációs kábelekben: megjelent egy valódi nemfémes pótlás a vezető rézvezetékek számára.