Šviesolaidinisryšys, palydovinis ryšys ir radijo ryšys yra trys šiuolaikinių ryšių tinklų su šviesolaidžiu ramsčiai
komunikacija yra pagrindinis ramstis dėl daugelio reikšmingų pranašumų
Šviesolaidinio ryšio istorija
Šviesos naudojimas bendravimui nėra visiškai nauja koncepcija. Senovėje mano šalyje aliarmui naudojami švyturių bokštai yra puikus vizualinio optinio ryšio pavyzdys, o europiečių vėliavų signalų naudojimas informacijai perduoti gali būti vertinamas kaip primityvios optinio ryšio formos.
Šiuolaikinio optinio ryšio formą galima atsekti iki optinio telefono, kurį išrado Alexanderis Grahamas Bellas 1880 m. Jis naudojo saulės šviesą kaip šviesos šaltinį, nukreipdamas spindulį į vibruojantį veidrodį priešais siųstuvą, todėl šviesos intensyvumas kinta kartu su balsu, taip moduliuodamas šviesos intensyvumą. Priėmimo gale parabolinis veidrodis atspindėjo šviesos spindulį iš atmosferos ant baterijos, o seleno kristalas veikė kaip optinis imtuvas, šviesos signalą paverčiantis elektros srove, taip sėkmingai perduodamas balso signalus per atmosferą. Dėl to, kad tuo metu nebuvo idealaus šviesos šaltinio ir perdavimo terpės, šis optinis telefonas turėjo labai trumpą perdavimo atstumą ir praktiškai nebuvo pritaikytas, todėl jo plėtra buvo lėta. Tačiau optinis telefonas vis dar buvo puikus išradimas, įrodantis šviesos bangų panaudojimo kaip nešiklio bangas galimybę informacijai perduoti. Todėl galima teigti, kad Bell optinis telefonas buvo šiuolaikinio optinio ryšio prototipas.
Lempos išradimas leido sukonstruoti paprastas optinių ryšių sistemas ir naudoti jas kaip šviesos šaltinius, tokius kaip ryšys tarp laivų ir tarp laivų ir sausumos, automobilių posūkių signalai, šviesoforai. Tiesą sakant, bet kokio tipo indikatoriaus lemputė yra pagrindinė optinio ryšio sistema. Daugeliu atvejų plačiajuosčiai fluorescenciniai šviesos diodai (LED) gali būti naudojami kaip šviesos šaltiniai. 1960 m. amerikietis Robertas Maimanas išrado pirmąjį rubino lazerį, kuris tam tikra prasme išsprendė šviesos šaltinių problemą ir suteikė naujų vilčių optiniam ryšiui. Palyginti su įprasta šviesa, lazeriai turi siaurą spektrinį plotį, puikų kryptingumą, ypač didelį ryškumą ir geras santykinai vienodo dažnio ir fazės charakteristikas. Lazeriai yra labai koherentiška šviesa, o jų charakteristikos yra panašios į radijo bangų, todėl jie yra idealus optinis nešiklis. Po rubino lazerio atsirado azoto -vandenilio (He-Ne) ir anglies dioksido (CO2) lazeriai, kurie buvo pritaikyti praktiškai. Lazerių išradimas ir pritaikymas pradėjo naują optinio ryšio erą, kuri buvo neaktyvi 80 metų.
Nuo tada, kai 1966 m. Kao Kuenas pasiūlė optinio pluošto, kaip perdavimo terpės, koncepciją, šviesolaidžio ryšys sparčiai vystėsi nuo tyrimų iki pritaikymo, nuolat tobulinant technologijas, nuolat gerinant ryšio galimybes (perdavimo spartą ir relės atstumą) ir plečiant taikymo sritį.
Penki šviesolaidinio ryšio etapai
Pirmasis etapas buvo kūrimo laikotarpis nuo pagrindinių tyrimų iki komercinio pritaikymo. Pradedant nuo 1976 m., atsižvelgiant į mokslinių tyrimų ir plėtros tempą ir po daugelio lauko bandymų, 1978 m. pirmoji -kartos optinių bangų sistema, veikianti 0,8 μm bangos ilgiu, buvo oficialiai pradėta taikyti komerciškai.
Antrasis etapas buvo praktinio taikymo laikotarpis, kurio tyrimo tikslas buvo pagerinti perdavimo spartą ir padidinti perdavimo atstumą bei aktyviai skatinti jo taikymą.
Trečiajame etape dėmesys buvo sutelktas į itin{0}}didelės talpos ir itin{1}}ilgą atstumą, atliekant išsamius ir-nuodugnius naujų technologijų tyrimus. Per šį laikotarpį buvo pasiektas 1,55 μm dispersijos-paslinkimas vieno-modio optinio pluošto ryšys. Ši optinio pluošto ryšio sistema naudoja išorinės moduliacijos technologiją, pasiekiančią 2,5–10 Gbit/s perdavimo spartą ir 100–150 km be kartotuvo perdavimo atstumą. Laboratorijoje galima pasiekti dar aukštesnį lygį.
Ketvirtajam šviesolaidinio ryšio sistemų etapui būdingas optinių stiprintuvų naudojimas, siekiant padidinti kartotuvo atstumus, ir bangos ilgio padalijimo tankinimo (WDM) technologija, siekiant padidinti bitų spartą ir kartotuvo atstumus. Kadangi šios sistemos kartais naudoja nul-skirtumo arba heterodino schemas, jos dar vadinamos koherentinėmis optinio ryšio sistemomis.
Penktasis šviesolaidinio ryšio sistemų etapas yra pagrįstas netiesiniu suspaudimu, siekiant panaikinti skaidulų dispersijos išplėtimą ir pasiekti konformalų optinių impulsų signalų perdavimą, taip pat žinomą kaip optinis solitoninis ryšys. Šis etapas truko daugiau nei 20 metų ir pasiekė novatorišką pažangą.
Šiuolaikinio šviesolaidinio ryšio pritaikymai
Optinis pluoštas gali perduoti tiek skaitmeninius, tiek analoginius signalus. Šiuo metu 90% pasaulinių ryšių paslaugų priklauso nuo optinio pluošto perdavimo. Tobulėjant optinio pluošto ryšio technologijoms, daugelis pasaulio šalių optinio pluošto ryšio sistemas įtraukė į savo viešuosius telekomunikacijų tinklus, perdavimo tinklus ir prieigos tinklus.
Šviesolaidžio plačiajuosčio ryšio magistraliniai perdavimo tinklai ir prieigos tinklai sparčiai vystosi ir šiuo metu yra pagrindinis mokslinių tyrimų, plėtros ir taikymo dėmesys. Įvairius optinio pluošto ryšio taikymo būdus galima apibendrinti taip:
(1) Ryšių tinklai: Šviesolaidinis ryšys yra plačiai naudojamas ryšių tinkluose ir tapo pagrindiniu šiuolaikinio ryšio metodu.
(2) Kompiuterių vietiniai tinklai (LAN) ir platieji tinklai (WAN) sudaro internetą.
(3) Kabelinės televizijos tinklų magistraliniai ir skirstomieji tinklai, pramoninės televizijos sistemų palydovinės žemės stotys, mikrobangų linijos, antenos imtuvai ir kt.
(4) Skaidulinės optinės prieigos tinklai, skirti integruotoms paslaugoms.
(5) Šviesolaidiniai jutikliai. Griežtai kalbant, šviesolaidiniai jutikliai nepriklauso komunikacijos sričiai. Tačiau šviesolaidiniai jutikliai yra labai svarbi šviesolaidinės optikos taikymo sritis.
