Přenos dat v optickém vlákně

Optické vlákno

Přenos dat v optickém vlákně se děje šířením světla v optickém vlnovodu. Princip vedení světla je jednoduchý - světelný paprsek dopadá na rozhraní dvou prostředí s rozdílnou optickou hustotou a tedy s rozdílným indexem lomu, kde se zčásti láme a prostupuje z jednoho prostředí do druhého, a z části se odráží a vrací se zpět do prostředí, ze kterého přichází. Nakolik se paprsek odrazí zpět do prostředí, ze kterého pochází, záleží na úhlu, ve kterém paprsek do vlnovodu přichází. Pro každé optické rozhraní však existuje mezní úhel odrazu. Pokud světlo dopadá pod tímto (nebo menším úhlem) dochází k tzv. totálnímu odrazu kdy se 100% světla odráží a neopouští prostředí, ze kterého přichází. Právě tento princip "vnitřních odrazů" využívají optická vlákna.

Běžné optické vlákno se skládá ze tří základních částí:

Jádro (core)Jedná se o nejdůležitější prvek vlákna určený pro vlastní přenos dat. Průměr jádra závisí na typu kabelu. Standardními rozměry jsou 9, 50 a 62,5µm. Obal jádra (cladding)tato část má za úkol ochranu a zpevnění jádra.Spolu s jádrem má průměr 125µm. Primární ochrana (buffer)jedná se o vrstvu, která slouží k prvotní ochraně optického vlákna od nepříznivých účinků okolního prostředí. Vrstva je nejčastěji tvořena tvrzeným akrylátovým lakem a spolu s jádrem a obalem jádra má průměr 250µm

Vlákno může být dále chráněno sekundární ochranou tvořenou z plastických hmot zvyšující průměr na 900µm. Na tuto vrstvu pak dále navazují další vrstvy, které vlákno chrání zejména proti mechanickému namáhání, případně chemickému působení okolí. 

V současné době jsou metalické (tj. zejména měděné) UTP a STP kabely nejrozšířenějším médiem přenosu v počítačových sítích. Tyto kabely se však již příchodem 10 Gbps rychlostí blíží maximu svých možností. Mezi jejich další nevýhody také patří relativně krátký dosah bez zapojeného aktivního prvku na trase a fakt, že pokud se u těchto kabelů má dosáhnout kvalitního přenosu, pak na množství v nich obsažené mědí se nesmí šetřit a měď dnes rozhodně nepatří mezi levné suroviny.

Větších přenosových rychlostí lze teoreticky dosáhnout na koaxiální kabelech avšak tyto rychlosti se ani zdaleka nepřibližují rychlostem, které lze dosáhnout pomocí optických kabelů. Dodnes si nikdo netroufá odhadnout, jakých teoretických rychlostí lze na optických vláknech dosáhnout, jelikož tato technologie jde stále kupředu a možnosti se neustále zvyšují.

Základním rozdílem mezi metalickými a optickými kabely je, že u metalických kabelů jsou data přenášena za využití elektrických signálů, zatímco v optických kabelech je signál přenášen světelnými impulzy.