Svjetlovod Prerez optičkog kabela (jednomodnog) 1 Povijesni razvoj svjetlovoda Iako pojava prvih svjetlovoda stupa na scenu u drugoj polovici prošlog stoljeća s pojavom lasera, ljudi su još prije nekoliko stotina godina imali ideje o prijenosu in- formacija putem svjetlosti. Godine 1790. francuski iz- umitelj Claude Chappe napravio je optički telegraf ko- ji se sastojao od niza semafora postavljenih na tornjeve gdje su stajali ljudi i putem tih semafora odašiljali poru- ke od jednog tornja do drugog. Sredinom 19-tog stoljeća zamijenjuje električni telegraf. Alexander Graham Bell, 1880. godine patentira optički telefonski sustav i naziva ga Photophone. Bell ima ideju o prijenosu signala pomo- ću svjetlosti kroz atmosferu kao u slučaju bakrene žice i električnog signala. Međutim stvar je bila neostvariva zbog raspršenja svjetlosti i nepouzdanosti. Njegovo ra- nije otkriće – telefon, bio je mnogo praktičnije rješenje tako da je Photophone ostao samo eksperimentalni izum. Otkrivanje dualne prirode svjetlosti, početkom prošlog stoljeća, te nastankom prvih lasera šezdesetih godina dvadesetog stoljeća povećala su se istraživanja u podru- čju optičkih vlakna jer se došlo do spoznaje da se optič- kom komunikacijom može prenijeti znatno veća količi- na podataka u odnosu na radio i telefonsku komunikaci- ju. Prvi problem je bio što su prvi laseri napravljeni od jednog poluvodiča GaAs bili neučinkoviti. Nisu zadovo- ljavali u smislu disipirane snage, pregrijavanja, kratkog vijeka trajanja svega nekoliko sati i velike potrošnje stru- je za ostvarenje laserske reakcije koja nije bila moguća na sobnoj temperaturi. Drugi problem je bio da lasersko svjetlo nije moglo putovati kroz slobodan prostor zbog raspršenja i potpunog gušenja. Zbog toga je za prijenos informacija putem svjetlosti na velike udaljenosti trebalo napraviti vodič sličan telefonskim linijama. Problem takvog vodiča je bio što je svjetlost gubila do 99% svoje snage pri prolasku kroz optičko vlakno ne du- že od 100 metara. 1966. godine Charles Kao i George Hockham iz Telecomunications Laboratories u Engleskoj izjavili su da imaju na dohvat ruke vlakna puno veće pro- zirnosti od već postojećih. U njihovom članku, u kojem razrađuju tu ideju, prikazali su kako visoki gubici koji karakteriziraju postojeća optička vlakna teoretski nasta- ju zbog malih nečistoća unutar stakla, a ne zbog unutraš- njih ograničenja samoga stakla. Predvidjeli su da se gubi- ci svjetlosti koja putuje vlaknom mogu drastično smanjiti sa 1000 dB/km na manje od 20 dB/km. Članak Kao- Hockham inspirirao je veliki broj istraživača da počnu tražiti optička vlakna malih gubitaka. 1970. godine na Corning Glass Works su Donald Keck, Peter Schultz i Robert Maurer uspješno napravili prvo optičko vlakno dužine stotinu metara s niskim gubitcima, manje od 20 dB/km i kristalne čistoće kakvu su predložili Kao i Hoc- kham. Kako je čistoća vlakna od metala bio glavni uvjet za sma- njenje gubitaka, optička vlakna tako visokog stupnja pro- zirnosti nisu se mogla izrađivati uobičajenim metoda- ma nego kemijskim putem realizacijom čistog silicijevog stakla SiO2 u svrhu korištenja u komercijalne svrhe izvan laboratorija. 1985. godine na engleskom Sveučilištu u Southampton, fizičar S.B. Poole otkriva da dodavanjem male količine elementa - erbija u staklo od kojeg se izrađuju optička vlakna moguće je napraviti pojačala koja imaju samo op- tičke elemente. Kratki, stakleni pramen dopiran erbijem ugrađen u optičko vlakno, kada primi energiju od vanj- skog svjetlosnog izvora ponaša se kao laser, pojačavajući na takav način optički signal bez korištenja elektronike. Pooleove kolege u Southamptonu, David Payne, P.J. Me- ars i Emmanuel Desurvire iz Bell Laboratories počeli su primjenjivati otkriće na praktična pojačala signala u op- tičkim vlaknima. 1991. godine istraživači iz Bell labora- torija pokazali su da potpuno optički sistemi mogu imati 100 puta veći kapacitet od sistema s elektronskim poja- čalima. U kratkom su roku europske i američke komu- nikacijske tvrtke postavile potpuno nove optičke kabele preko Atlanskog i Pacifičkog oceana, te ih pustili u rad 1996. godine. 2 Podjela svjetlovoda Svjetlovode razlikujemo prema vrsti materijala od ko- jih je izrađena jezgra i omotač(plašt). Prema promje- ni indeksa loma te broju modova koji koristi svjetlovo- de djelimo na jednomodne (SMF - single mode fiber) i višmodne (MMF - mulutimode fiber) koji mogu biti sa stepeničastim ili gradijentnim indeksom loma. Također 1
1 Povijesni razvoj svjetlovodaIako pojava prvih svjetlovoda
stupa na scenu u drugojpolovici prolog stoljea s pojavom lasera,
ljudi su joprije nekoliko stotina godina imali ideje o prijenosu
in-formacija putem svjetlosti. Godine 1790. francuski iz-umitelj
Claude Chappe napravio je optiki telegraf ko-ji se sastojao od niza
semafora postavljenih na tornjevegdje su stajali ljudi i putem tih
semafora odailjali poru-ke od jednog tornja do drugog. Sredinom
19-tog stoljeazamijenjuje elektrini telegraf. Alexander Graham
Bell,1880. godine patentira optiki telefonski sustav i nazivaga
Photophone. Bell ima ideju o prijenosu signala pomo-u svjetlosti
kroz atmosferu kao u sluaju bakrene icei elektrinog signala. Meutim
stvar je bila neostvarivazbog rasprenja svjetlosti i nepouzdanosti.
Njegovo ra-nije otkrie telefon, bio je mnogo praktinije rjeenjetako
da je Photophone ostao samo eksperimentalni izum.Otkrivanje dualne
prirode svjetlosti, poetkom prologstoljea, te nastankom prvih
lasera ezdesetih godinadvadesetog stoljea poveala su se istraivanja
u podru-ju optikih vlakna jer se dolo do spoznaje da se opti-kom
komunikacijom moe prenijeti znatno vea kolii-na podataka u odnosu
na radio i telefonsku komunikaci-ju. Prvi problem je bio to su prvi
laseri napravljeni odjednog poluvodia GaAs bili neuinkoviti. Nisu
zadovo-ljavali u smislu disipirane snage, pregrijavanja,
kratkogvijeka trajanja svega nekoliko sati i velike potronje
stru-je za ostvarenje laserske reakcije koja nije bila moguana
sobnoj temperaturi. Drugi problem je bio da laserskosvjetlo nije
moglo putovati kroz slobodan prostor zbograsprenja i potpunog
guenja. Zbog toga je za prijenosinformacija putem svjetlosti na
velike udaljenosti trebalonapraviti vodi slian telefonskim
linijama.Problem takvog vodia je bio to je svjetlost gubila do99%
svoje snage pri prolasku kroz optiko vlakno ne du-e od 100 metara.
1966. godine Charles Kao i GeorgeHockham iz Telecomunications
Laboratories u Engleskoj
izjavili su da imaju na dohvat ruke vlakna puno vee pro-zirnosti
od ve postojeih. U njihovom lanku, u kojemrazrauju tu ideju,
prikazali su kako visoki gubici kojikarakteriziraju postojea optika
vlakna teoretski nasta-ju zbog malih neistoa unutar stakla, a ne
zbog unutra-njih ogranienja samoga stakla. Predvidjeli su da se
gubi-ci svjetlosti koja putuje vlaknommogu drastino smanjitisa 1000
dB/km na manje od 20 dB/km. lanak Kao-Hockham inspirirao je veliki
broj istraivaa da ponutraiti optika vlakna malih gubitaka. 1970.
godine naCorning Glass Works su Donald Keck, Peter Schultz iRobert
Maurer uspjeno napravili prvo optiko vlaknoduine stotinu metara s
niskim gubitcima, manje od 20dB/km i kristalne istoe kakvu su
predloili Kao i Hoc-kham.Kako je istoa vlakna od metala bio glavni
uvjet za sma-njenje gubitaka, optika vlakna tako visokog stupnja
pro-zirnosti nisu se mogla izraivati uobiajenim metoda-ma nego
kemijskim putem realizacijom istog silicijevogstakla SiO2 u svrhu
koritenja u komercijalne svrhe izvanlaboratorija.1985. godine na
engleskom Sveuilitu u Southampton,ziar S.B. Poole otkriva da
dodavanjem male koliineelementa - erbija u staklo od kojeg se
izrauju optikavlakna mogue je napraviti pojaala koja imaju samo
op-tike elemente. Kratki, stakleni pramen dopiran erbijemugraen u
optiko vlakno, kada primi energiju od vanj-skog svjetlosnog izvora
ponaa se kao laser, pojaavajuina takav nain optiki signal bez
koritenja elektronike.Pooleove kolege u Southamptonu, David Payne,
P.J. Me-ars i Emmanuel Desurvire iz Bell Laboratories poeli
suprimjenjivati otkrie na praktina pojaala signala u op-tikim
vlaknima. 1991. godine istraivai iz Bell labora-torija pokazali su
da potpuno optiki sistemi mogu imati100 puta vei kapacitet od
sistema s elektronskim poja-alima. U kratkom su roku europske i
amerike komu-nikacijske tvrtke postavile potpuno nove optike
kabelepreko Atlanskog i Pacikog oceana, te ih pustili u rad1996.
godine.
2 Podjela svjetlovodaSvjetlovode razlikujemo prema vrsti
materijala od ko-jih je izraena jezgra i omota(plat). Prema
promje-ni indeksa loma te broju modova koji koristi svjetlovo-de
djelimo na jednomodne (SMF - single mode ber) ivimodne (MMF -
mulutimode ber) koji mogu biti sastepeniastim ili gradijentnim
indeksom loma. Takoer
1
2 3 VANJSKE POVEZNICE
vrimo podjelu s obzirom na guenje i valnu duljinu kojukoriste za
prijenos.
3 Vanjske poveznice Optika vlakna
34 Text and image sources, contributors, and licenses4.1
Text
Svjetlovod Izvor:
http://hr.wikipedia.org/wiki/Svjetlovod?oldid=4519711 Suradnici:
SpeedyGonsales, Kubura, Roberta F., MayaSimFan,Tycho Brahe,
Stevo-88, Phantom25, EmxBot, Maria Sieglinda von Nudeldorf, Croq,
Ivica Vlahovi, MerlIwBot, Addbot i Anonimno: 7
