Fiber optički kablovi ili kraće optički kablovi uglavnom se koriste u telekomunikaciji i ali kao ukrsni detalji npr. zvezdano nebo u sobi. Ali mi ćemo se ipak držati ove prve primene jer svakako je telekomunikaciju kao granu industrije podiglo na jedan viši nivo i još uvek ima mesta za napredak.
Optički kabl se koristi u telekomunikacijama za prenos signala. Prenosni medijum je optičko vlakno, a informacija se prenosi putem svetlosti. U Srbiji se najviše koriste optički kablovi kapaciteta od 6 do 240 optičkih vlakana, strane i domaće proizvodnje. Na ulasku u optičko vlakno električni signal se konvertuje u svetlost pomoću svetleće ili laserske diode, a na prijemu se pretvara ponovo u električni signal pomoću fotodiode.
Razvoj fiber optičkih kablova
Široka oblast savremenih telekomunikacija veoma intenzivno razvija se posle 1980. godine. Postoje i brojni primeri iz ranije prošlosti koji ne mogu da se svrstaju u optičke komunikacije u današnjem smislu. Koristili su postupke za prenos poruka koje su bile vidljive korisnicima. (signalizacija, zastavice, semafori, svetionici, razni optički sistemi kao francuski telegrafski sistem koji je za 15 min prenosio poruku na udaljenost od 200 km, itd.). Prvi naučni pokušaj je bio kroz mlaz vode.
Kao rezultat, možemo da zaključimo sledeće: svetlost može da se kreće prateći zakrivljenost svetlovoda. Primenu optike u današnjem smislu pokrenuo je izum lasera 1958.godine, poluprovodničkog lasera 1963.godine i nakon nekoliko godina, prvih optičkih vlakana.
Optičko vlakno je tanka staklena nit sačinjena od silicijuma. Staklo koje se koristi ima izuzetnu čistoću. Ne može se ni uporediti sa staklom na koje smo navikli. Staklo debljine nekoliko kilometara ima providnost običnog prozorskog stakla debljine 3-4 mm. Svetlost putuje kroz staklena vlakna zahvaljujući pojavi koja se naziva totalna unutrašnja refleksija.
Relacije kojima je opisano zarobljavanje svetlosti unutar ravne staklene ploče izveo je Fresnel još 1820.godine, 1962.god. optičko vlakno imalo je slabljenje 1000dB/km, 1966. godine Čarles Kao i Georges Hockham utvrdili su da veliki gubici u optičkom vlaknu teoretski nastaju zbog malih nečistoća unutar stakla, a ne zbog unutrašnjih ograničenja samoga stakla. Procenili su da se gubici svetlosti koja putuje vlaknom mogu drastično smanjiti, sa 1000 db/km na manje od 20 db/km.
Zahvaljujući otkriću Čarlsa Kaoa i Georgea Hockmana 1970.godine počeo je vrlo intenzivan razvoj optičkih komunikacija kada je tim stručnjaka iz kompanije “Corning Glass” proizveo optičko vlakno dužine stotinu metara. 1976.godine započela je eksperimentalna primena optičkih vlakana u telefonskim sistemima Atlante i Čikaga, a 1984.godine pušteno je u rad optičko vlakno kompanije AT&T povezujući Boston i Wašington. 1988. godine postavljen je prvi transatlantski optički kabel, sa regeneratorima na udaljenostima od 64 km.
Tokom osamdesetih godina uloženi su ogromni napori da se otklone problemi vezani za popravku prekinutih optičkih kablova i da se poboljša tehnika njihovog postavljanja. 1991. godine prikazani su optički pojačavači koji su ugrađeni u same optičke kablove i koji su u stanju da obezbede 100 puta veći kapacitet od sistema sa elektronskim pojačavačima. 1996. godine postavljeni su kablovi sastavljeni isključivo od optičkih vlakana i preko Tihog okeana.
U Srbiji, postavljanje optičkih sistema je počelo 1984 u Beogradu, a pre skoro 30 godina, 1991.godine, postavljena je optička veza Novi Sad – Sremski Karlovci. Uprkos ratu, inflaciji i svemu što se dešavalo, optički sistemi i kod nas preovlađuju u novoizgrađenim komunikacionim sistemima. Primena optičkog vlakna kao provodnika svetlosnog signala značajno je zavisila od tehnologije izrade vlakna, prvenstveno eliminacije nečistoća koje utiču na slabljenje, mehaničke izdržljivosti i zaštite vlakna od lomljenja.
Optičko vlakno
Optičko vlakno je vrsta optičkog talasovoda radijalne simetrije, koja „vođenje“ elektromagnetskog talasa zasniva na efektu totalne unutrašnje refleksije. Vlakno mikrometarskih dimenzija, izrađeno od stakla ili plastike, služi kao medijum u optičkom kablu za prenos informacija pomoću svetlosti. Vlakna imaju koncentričnu slojevitu strukturu. U sredini se nalazi jezgro, koje vodi svetlost, okruženo sa omotačem sa nešto nižim indeksom prelamanja i zaštitnim slojem plastike.
U zavisnosti od primene, prečnik jezgra je u rasponu od nekoliko do više stotina mikrona. A od dijametra i profila indeksa prelamanja između jezgra i omotača, zavisi broj režima (modova) sposobnih da propagiraju kroz vlakno. Optička vlakana mogu biti jednorežimska i višerežimska. Kroz jednorežimska se prostire samo jedan mod laserske svetlosti i ovakva vlakna se koriste za prenos informacija na veće udaljenosti, dok se kroz višerežimska vlakna prostire više modova i ova vlakna se koriste za pristupne mreže. Ovakav prenos informacija je brži, pouzdaniji i sigurniji od prenosa bakarnim kablovima.
Prednosti i mane
Prednosti optičkih kablova su sledeće:
- njihove daleko manje dimenzije u odnosu na bakarne kablove,
- mogućnost prenosa velike količine informacija,
- malo slabljenje signala što dozvoljava domete i do 200 km bez pojačanja signala
- manja težina po dužnom metru
- lakše polaganje kako u zemlju, tako pod vodu, na stubove ili dalekovode
- sve niža cena
- neosetljivost na električne smetnje, vodu, niske i visoke temperature.
Najveća i jedina mana je to što su optički kablovi jedino osetljivi na radioaktivno zračenje.
