El origen de la fibra óptica
El ser humano nunca ha dejado de buscar el medio de transmisión óptica ideal. Después de incansables esfuerzos, se descubrió que los filamentos de vidrio de alta transparencia pueden transmitir luz. Este tipo de fibra de vidrio se llama fibra óptica o simplemente "fibra óptica". La gente lo utiliza para fabricar endoscopios médicos, como gastroscopios, que pueden observar el cuerpo desde una distancia de aproximadamente un metro. Sin embargo, la pérdida de atenuación es grande y sólo puede transmitirse a corta distancia. La magnitud de la pérdida de luz se mide en decibeles por kilómetro. Todavía en la década de 1960, las mejores fibras de vidrio todavía tenían pérdidas de atenuación superiores a los 1.000 decibeles por kilómetro. ¿Cuál es el concepto de pérdida de 1000 decibeles por kilómetro? Una pérdida de 10 decibeles por kilómetro significa que sólo queda una décima parte de la señal de entrada después de 1 kilómetro, 20 decibeles significa sólo una centésima, 30 decibeles significa sólo una milésima... 1000 decibeles significa sólo una centésima. Cien no se puede utilizar para comunicación en cualquier caso. Por lo tanto, muchos científicos e inventores en ese momento creyeron que había pocas esperanzas de utilizar las comunicaciones por fibra óptica de vidrio, perdieron la confianza y abandonaron la investigación sobre las comunicaciones por fibra óptica.
La invención de los láseres y las fibras ópticas ha permitido ver los albores de las comunicaciones ópticas. Para lograr las comunicaciones por fibra óptica, se necesitan avances importantes en el rendimiento de los láseres y las fibras ópticas. Sin embargo, los avances en estos dos aspectos han encontrado muchas dificultades, especialmente la pérdida de fibra óptica que puede cumplir con los requisitos de comunicación. Parece imposible reducir la pérdida de 1000 dB por kilómetro a 20 dB, por lo que muchos científicos han perdido la esperanza de lograr la óptica. La comunicación por fibra ganó confianza. Bajo esta circunstancia, el Dr. K.C. Kao Kun (el padre de la fibra óptica), un chino británico nacido en Shanghai, propuso una idea audaz de comunicación óptica basada en una extensa investigación en el British Standard Telecommunications Laboratory. Creía que, dado que la electricidad podía transmitirse a través de cables metálicos, la luz también debería transmitirse a través de las fibras de vidrio que guiaban la luz. En julio de 1966, Kao Kun publicó un artículo de gran importancia histórica sobre las perspectivas de la transmisión por fibra óptica. El artículo analiza las razones principales de la gran pérdida de fibra de vidrio y predice audazmente que mientras se puedan reducir las impurezas en la fibra de vidrio, será posible reducir la pérdida de fibra de 1000 dB/km a 20 dB/km. que se puede utilizar para las comunicaciones. Este artículo inspiró a científicos de muchos países y fortaleció su confianza en la realización de fibras ópticas de bajas pérdidas.
La primera fibra óptica estacional de baja pérdida del mundo: en 1970, tres investigadores científicos de Corning Glass Company en los Estados Unidos, Mariel, Capron y Keck, fabricaron con éxito una fibra con una pérdida de transmisión de sólo 20 decibeles. por kilómetro de fibra. ¿Cuál es este concepto? En relación con la transparencia del vidrio, la longitud de la luz que pasa la mitad de la pérdida de energía (equivalente a 3 decibeles) a través del vidrio es de unos pocos centímetros para el vidrio ordinario, y sólo de unos pocos metros para el vidrio óptico de alta calidad como máximo, mientras que el La longitud de una fibra óptica con una pérdida de 20 decibelios por kilómetro puede alcanzar los 150 metros. En otras palabras, ¡la transparencia de la fibra óptica es cientos de veces mayor que la del vidrio! En ese momento, era sorprendente que se pudieran fabricar fibras ópticas con pérdidas tan bajas, lo que indicaba la posibilidad realista de utilizar la fibra óptica para las comunicaciones.
En 1970, los avances en dos tecnologías clave, el láser y la fibra óptica de bajas pérdidas, hicieron posible la comunicación por fibra óptica a partir de un ideal, que inmediatamente atrajo la atención de los técnicos de telecomunicaciones de todo el mundo, que se apresuraron a realizar investigaciones y experimentos. En 1974, el Instituto de Investigación Bell de Estados Unidos inventó un método para fabricar fibras ópticas de bajas pérdidas: el método CVD (método de deposición de vapor), que redujo la pérdida de la fibra a 1 dB/km en 1977; Nippon Telegraph and Telephone Company desarrolló con éxito una fibra óptica de larga duración. Se trata de un láser semiconductor con una vida útil de 100 horas (la vida útil real es de unos 10 años), por lo que es un láser verdaderamente práctico. En 65438-0977, se puso en uso comercial el primer sistema de comunicación por fibra óptica del mundo en Chicago, EE. UU., con una velocidad de 45 MB/s.
Después de ingresar a la etapa práctica, la aplicación de la comunicación por fibra óptica se ha desarrollado rápidamente y el sistema de comunicación por fibra óptica aplicado se ha actualizado muchas veces.
En la década de 1970, los sistemas de comunicación por fibra óptica utilizaban principalmente fibras ópticas multimodo, utilizando fibras ópticas en la banda de longitud de onda corta (850 nm) (1 nm = una millonésima parte de un metro). Después de la década de 1980, hubo un cambio gradual hacia la longitud de onda larga (1310 nm) y la fibra monomodo se adoptó gradualmente como fibra óptica. A principios de la década de 1990, la capacidad de comunicación aumentó 50 veces a 2,5 GB/s. A partir de la década de 1990, la longitud de onda de transmisión cambió de 1310 nm a 1550 nm, más larga, y se adoptaron amplificadores de fibra y multiplexación por división de longitud de onda (WDM). Espere nuevas tecnologías. . La capacidad de comunicaciones y las distancias de retransmisión continúan creciendo exponencialmente. Se utiliza ampliamente en retransmisiones de llamadas locales y líneas troncales de comunicación de larga distancia, y se ha convertido en la columna vertebral de las líneas de comunicación.