Em vez de um condutor, um dielétrico

Em 1870, o físico inglês John Tyndall demonstrou uma experiência interessante na propagação da luz através de um fluxo de água. A luz de um arco de carbono é introduzida através de uma lente em um fluxo de água. Devido às múltiplas reflexões internas dos raios no limite de dois meios - água e ar - o jato brilhava por todo o seu comprimento. Foi o primeiro guia de luz - líquido.

Após 35 anos, outro cientista, Robert Wood, sugeriu que "a luz sem grandes perdas pode ser transmitida de um ponto para outro, usando a reflexão interna das paredes de um bastão de vidro". Então surgiu a ideia fibra transparente sólida.

Passaram 50 anos desde o surgimento dessa idéia até sua realização, até o final da década de 1950, foram obtidas fibras de vidro de duas camadas com diferentes índices de refração: grandes na camada interna e menores na camada externa. Como nos experimentos de Tyndall, devido a várias reflexões nos limites de dois meios, um feixe de luz propagou-se ao longo da fibra - da extremidade transmissora à receptora.

Quando em 1966 foi feita uma suposição sobre a possibilidade de usar fibras ópticas para transmitir sinais de comunicação, para muitos isso parecia utópico. Quando transmitido sobre as fibras existentes na época, mesmo feitas de óculos ópticos, o feixe de luz enfraqueceu tão rapidamente que literalmente desapareceu após 10 metros.

A qualidade da transmissão telefônica pela linha é considerada satisfatória se a intensidade do sinal ao passar da extremidade transmissora para a receptora diminuir em não mais que 1000 vezes. Portanto, a atenuação permitida da potência do sinal não deve exceder 30 decibéis.

Para a resistência de vários materiais, são utilizados indicadores específicos, neste caso a atenuação refere-se a uma unidade de comprimento de linha. O coeficiente de atenuação dos vidros ópticos disponíveis em meados dos anos sessenta era de 3.000 decibéis por quilômetro. Daí o valor acima da possível faixa de transmissão neles.

O destino da transmissão do sinal óptico através de fibras de vidro dependia de se seria possível obter uma transparência que reduzisse significativamente o coeficiente de atenuação.

Os resultados objetivos da pesquisa excederam as previsões mais otimistas. Já 10 a 15 anos após os primeiros experimentos, a perda de energia nas fibras diminuiu para valores comparáveis ​​às perdas nos cabos elétricos. Da distância de comunicação das fibras de vidro de dezenas de metros, tornou-se possível ir para dezenas e, a longo prazo, até centenas de quilômetros.

Como na linha de comunicação elétrica, nos pontos em que a atenuação do sinal óptico atinge um limite aceitável, os repetidores são instalados. Neles, o sinal óptico é primeiro convertido em elétrico, o último é amplificado com a restauração de sua forma original (isto é, regenerada); depois, o sinal elétrico é convertido novamente em óptico, mas já amplificado, ou seja, trazido de volta à sua potência original. É esse sinal que se propaga ao longo da linha para o próximo repetidor.

Assim, nasceu uma solução radical para o problema de economizar cobre em cabos de comunicação: um substituto não metálico real para os fios condutores de cobre apareceu.