Thay vì một dây dẫn, một chất điện môi

Năm 1870, nhà vật lý người Anh John Tyndall đã trình diễn một trải nghiệm thú vị trong việc truyền ánh sáng qua một dòng nước. Ánh sáng từ hồ quang carbon được đưa qua thấu kính vào dòng nước. Do nhiều phản xạ bên trong của các tia ở ranh giới của hai môi trường - nước và không khí - tia nước phát sáng dọc theo toàn bộ chiều dài của nó. Đó là hướng dẫn ánh sáng đầu tiên - chất lỏng.

Sau 35 năm, một nhà khoa học khác, Robert Wood, cho rằng "ánh sáng không có tổn thất lớn có thể được truyền từ điểm này sang điểm khác, sử dụng sự phản chiếu bên trong từ các bức tường của một thanh thủy tinh". Thế là ý tưởng nảy ra. sợi trong suốt rắn.

50 năm trôi qua từ khi xuất hiện ý tưởng này cho đến khi nó được thực hiện, cho đến cuối những năm 1950, các sợi thủy tinh hai lớp với các chỉ số khúc xạ khác nhau đã thu được: lớn ở bên trong và nhỏ hơn ở lớp ngoài. Như trong các thí nghiệm Tyndall, do nhiều phản xạ ở ranh giới của hai môi trường, một chùm ánh sáng truyền dọc theo sợi từ đầu truyền đến đầu thu.

Khi vào năm 1966, một giả định đã được đưa ra về khả năng sử dụng sợi quang để truyền tín hiệu truyền thông, đối với nhiều người điều này dường như là không tưởng. Khi được truyền qua các sợi hiện có tại thời điểm đó, thậm chí được làm bằng kính quang học, chùm sáng yếu đi rất nhanh đến nỗi nó thực sự chết sau 10 mét.

Chất lượng truyền điện thoại qua đường dây được coi là đạt yêu cầu nếu cường độ tín hiệu khi truyền từ đầu truyền đến đầu thu giảm không quá 1000 lần. Do đó, mức suy giảm cho phép của công suất tín hiệu không được vượt quá 30 decibel.

Đối với điện trở của các vật liệu khác nhau, các chỉ số cụ thể được sử dụng, trong trường hợp này suy hao đề cập đến một đơn vị độ dài đường. Hệ số suy giảm của kính quang học có sẵn vào giữa những năm sáu mươi là 3.000 decibel mỗi km. Do đó giá trị trên của phạm vi truyền có thể có trên chúng.

Số phận của việc truyền tín hiệu quang qua sợi thủy tinh phụ thuộc vào việc liệu có thể đạt được độ trong suốt như vậy sẽ làm giảm đáng kể hệ số suy giảm.

Kết quả tìm kiếm có mục đích vượt quá dự báo lạc quan nhất. Đã 10 - 15 năm sau những thí nghiệm đầu tiên, tổn thất năng lượng trong sợi giảm xuống giá trị tương đương với tổn thất trong cáp điện. Từ khoảng cách liên lạc của sợi thủy tinh hàng chục mét, nó có thể đi đến hàng chục, và về lâu dài thậm chí đến hàng trăm km.

Như trong đường truyền điện, tại các điểm mà độ suy giảm của tín hiệu quang đạt đến giới hạn chấp nhận được, các bộ lặp được cài đặt. Trong đó, tín hiệu quang trước tiên được chuyển đổi thành tín hiệu điện, tín hiệu sau được khuếch đại với sự phục hồi hình dạng ban đầu của nó (nghĩa là được tái tạo), sau đó tín hiệu điện được chuyển đổi trở lại thành quang, nhưng đã được khuếch đại trở lại công suất ban đầu. Đó là tín hiệu này truyền dọc theo dòng đến bộ lặp tiếp theo.

Do đó, một giải pháp căn cơ cho vấn đề tiết kiệm đồng trong cáp truyền thông đã ra đời: một chất thay thế phi kim loại thực sự cho dây dẫn bằng đồng xuất hiện.