Historia światłowodów i początki telekomunikacji

Era komunikacji optycznej rozpoczęła się w końcu XVIII w. To właśnie na początku XIX w. zaczyna się historia światłowodów.

Wielka Rewolucja Francuska wyzwoliła we Francji wiele twórczych talentów. W latach 1790-1794 Claude Chappe skonstruował pierwszy telegraf optyczny złożony z łańcucha semaforów. System ten składający się z szeregu świateł był zamontowany na wieżach, między którymi przekazywano wiadomości. Poszczególne stacje w łańcuchu transmisyjnym były rozmieszczone w odstępach ok 10-20 km i opierały się na użyciu specjalnie skonstruowanych dwóch ramion połączonych ze sobą tak, aby mogły się one przemieszczać względem siebie. Każde ramię mogło przyjąć 7 pozycji. Ponadto dodatkowe ramię krzyżowe pozwalało na kolejne cztery układy co razem umożliwiało stworzenie kodu opartego na 196 kombinacjach. Przesłanie komunikatu z Lille do Paryża, pomiędzy którymi odległość wynosi 230 km trwała zaledwie 30 min. Francuski telegraf optyczny pobudził do działania licznych następców. Tak narodziła się historia światłowodów.

W 1794 roku Abraham Edelcrant zbudował w Szwecji linię telegrafu optycznego pomiędzy Pałacem Królewskim w centrum Sztokholmu a Letnim Pałacem w Drottningholm. W kolejnych latach prowadził budowy następnych linii telegraficznych w nadbrzeżnych rejonach Szwecji. Telegraf Edelcrant’a składał się z masztu sygnalizacyjnego z umieszczonymi prostokątnymi płytami, które można było ustawić pionowo lub poziomo w celu utworzenia wzoru reprezentującego znaki alfabetu. Tak właśnie zaczyna się historia światłowodów.

Historia światłowodów od XIX w. do dnia dzisiejszego.

Idea komunikacji z wykorzystaniem promienia świetlnego ma swoje początki jeszcze w XIX w., kiedy to ok. 1880 r. wynalazca telefonu Aleksander Graham Bell przeprowadził pierwsze udane próby transmisji informacji za pomocą modulatora optycznego własnego pomysłu. Urządzenia nazwano fotofonem. Za jego pośrednictwem światło słoneczne było odbite od polerowanych luster i modulowane informacją wejściową. Można było odbierać informacje w zasięgu wzroku – do ok. 200 m od urządzenia modyfikującego strumień światła. Historia światłowodów ma swój początek wraz z doświadczeniem przeprowadzonym w 1854 r.

W British Royal Society irlandzki fizyk John Tyndalla jako pierwszy zademonstrował uwięzienie światła w strumieniu wody wytryskującym z napełnionego naczynia. Sam przekaz informacji w ten sposób był jednak mało praktyczny. Komunikacja optyczna za pomocą zwykłego niespójnego światła widzialnego o długości falowej od 380 nm do 780 nm znana więc była od dawna. Dopiero badania podstawowe nad korpuskularno-falową naturą światła – prowadzone w latach 60. XX w. – umożliwiły modulację światła laserowego sygnałem cyfrowym i uzyskanie pierwszych przekazów informacji za pomocą przezroczystego medium, co stało się podstawą rozwoju transmisji światłowodowej.

Pod koniec lat 60. amerykańska firma Corning Glass jako pierwsza na świecie wyprodukowała medium transmisyjne w postaci włókna szklanego o tłumieniu mniejszym niż 20 dB/km (długość fali 850 nm). Nadawało się do transmisji sygnałów optycznych na niezbyt dużych odległościach – w zasięgu kilku km. W ten sposób powstała w latach 70. pierwsza generacja światłowodowa, zapoczątkowana przez dwa znaczące osiągnięcia technologii optycznej. Pierwszym z nich było opanowanie produkcji włókna kwarcowego na tyle czystego, by jego tłumienność nie przekraczała 4 dB/km przy długości fali świetlnej poniżej 1µm. Drugim – wcale nie mniej ważnym – konstrukcja lasera półprzewodnikowego. Opartego na krysztale arsenku galu GaAs i działającego w temperaturze pokojowej, bez potrzeby chłodzenia.

• Więcej o historii światłowodów można dowiedzieć się na naszych szkoleniach. Zapraszamy.
• Źródło - historia światłowodów.