Optička vlaknakomunikacija, satelitska komunikacija i radio komunikacija su tri stuba modernih komunikacionih mreža, sa optičkim vlaknima
komunikacija je glavni oslonac zbog svojih brojnih značajnih prednosti
Istorija optičkih komunikacija
Korištenje svjetla za komunikaciju nije potpuno nov koncept. Drevna upotreba farova za alarme u mojoj zemlji je odličan primjer vizuelne optičke komunikacije, a upotreba signala zastave od strane Evropljana za prijenos informacija može se smatrati primitivnim oblicima optičke komunikacije.
Oblik moderne optičke komunikacije može se pratiti do optičkog telefona koji je izumeo Alexander Graham Bell 1880. On je koristio sunčevu svjetlost kao izvor svjetlosti, fokusirajući snop na vibrirajuće ogledalo ispred predajnika, uzrokujući da se intenzitet svjetlosti mijenja sa glasom, modulirajući tako intenzitet svjetlosti. Na prijemnom kraju, parabolično ogledalo je reflektovalo svetlosni snop iz atmosfere na bateriju, a kristal selena je delovao kao optički prijemnik, pretvarajući svetlosni signal u električnu struju, i tako uspešno prenosi glasovne signale kroz atmosferu. Zbog nedostatka idealnog izvora svjetlosti i medija za prijenos u to vrijeme, ovaj optički telefon je imao vrlo kratku udaljenost prijenosa i nije imao praktičnu primjenu, pa je njegov razvoj bio spor. Međutim, optički telefon je i dalje bio odličan izum, dokazujući izvodljivost korištenja svjetlosnih valova kao prijenosnih valova za prijenos informacija. Stoga se može reći da je Bell optički telefon bio prototip moderne optičke komunikacije.
Pronalazak lampe omogućio je konstruisanje jednostavnih optičkih komunikacionih sistema i njihovo korišćenje kao izvora svetlosti, kao što su komunikacija između brodova i između brodova i kopna, pokazivači pravca automobila i semafori. U stvari, bilo koja vrsta indikatora je osnovni optički komunikacioni sistem. U mnogim slučajevima, širokopojasne fluorescentne svjetlosne-diode (LED) se mogu koristiti kao izvori svjetlosti. 1960. godine Amerikanac Robert Maiman izumio je prvi rubin laser, koji je, na neki način, riješio problem izvora svjetlosti i unio novu nadu u optičku komunikaciju. U poređenju sa običnom svetlošću, laseri imaju usku spektralnu širinu, odličnu usmerenost, izuzetno visoku osvetljenost i dobre karakteristike relativno konzistentne frekvencije i faze. Laseri su visoko koherentna svjetlost, a njihove karakteristike su slične radio valovima, što ih čini idealnim optičkim nosačem. Nakon rubinskog lasera pojavili su se azotni-vodikovi (He-Ne) laseri i ugljični dioksid (CO2) laseri koji su pušteni u praktičnu primjenu. Izum i primjena lasera započeli su novu eru za optičku komunikaciju, koja je mirovala 80 godina.
Otkako je Kao Kuen 1966. godine predložio koncept optičkog vlakna kao medija za prijenos, komunikacija optičkim vlaknima se brzo razvijala od istraživanja do primjene, uz kontinuirano tehnološko usavršavanje, stalno poboljšavajući komunikacijske mogućnosti (brzina prijenosa i udaljenost releja) i šireći obim primjene.
Pet faza komunikacije optičkim vlaknima
Prva faza je bila razvojni period od osnovnih istraživanja do komercijalne primjene. Počevši od 1976. godine, prateći tempo istraživanja i razvoja, i nakon mnogih terenskih testova, prva-generacija optičkog talasnog sistema koji radi na talasnoj dužini od 0,8 μm zvanično je puštena u komercijalnu primenu 1978. godine.
Druga faza je bio period praktične primjene, s ciljem istraživanja poboljšanja brzine prijenosa i povećanja udaljenosti prijenosa, te snažnog promoviranja njegove primjene.
Treća faza je bila fokusirana na ultra-veliki kapacitet i ultra-velike udaljenosti, uz sveobuhvatno i-dubinsko istraživanje novih tehnologija. Tokom ovog perioda, postignuta je komunikacija optičkim vlaknom sa disperzijom od 1,55 μm{5}}pomaknuta jednim- načinom. Ovaj komunikacioni sistem sa optičkim vlaknima koristi tehnologiju eksterne modulacije, postižući brzine prenosa od 2,5–10 Gbit/s i daljine prenosa bez repetitora od 100–150 km. Čak i viši nivoi se mogu postići u laboratoriji.
Četvrtu fazu optičkih komunikacionih sistema karakteriše korišćenje optičkih pojačala za povećanje udaljenosti repetitora i korišćenje tehnologije multipleksiranja talasne dužine (WDM) za povećanje brzine prenosa i udaljenosti repetitora. Budući da ovi sistemi ponekad koriste nul-razlike ili heterodinske šeme, nazivaju se i koherentnim optičkim komunikacionim sistemima.
Peta faza optičkih komunikacionih sistema zasnovana je na nelinearnoj kompresiji kako bi se poništilo širenje disperzije vlakana, postižući konformni prenos optičkih impulsnih signala, takođe poznat kao optička solitonska komunikacija. Ova faza je trajala više od 20 godina i postigla je revolucionarni napredak.
Primjena modernih optičkih komunikacija
Optičko vlakno može prenositi i digitalne i analogne signale. Trenutno se 90% globalnih komunikacijskih usluga oslanja na prijenos optičkih vlakana. Sa razvojem komunikacijske tehnologije s optičkim vlaknima, mnoge zemlje širom svijeta su inkorporirale optičke komunikacijske sisteme u svoje javne telekomunikacijske mreže, relejne mreže i pristupne mreže.
Mreže širokopojasnog prijenosa optičkih vlakana i pristupne mreže se brzo razvijaju i trenutno su glavni fokus istraživanja, razvoja i primjene. Različite primjene komunikacije optičkim vlaknima mogu se sažeti na sljedeći način:
(1) Komunikacijske mreže:Optička komunikacija se široko koristi u komunikacijskim mrežama i postala je glavna metoda moderne komunikacije.
(2) Računarske lokalne mreže (LAN) i mreže šireg područja (WAN) čine Internet.
(3) Magistralne i distributivne mreže kablovskih televizijskih mreža, satelitske zemaljske stanice industrijskih televizijskih sistema, mikrotalasne linije, antenski prijemnici itd.
(4) Optičke pristupne mreže za integrisane usluge.
(5) Senzori sa optičkim vlaknima. Strogo govoreći, optički senzori ne pripadaju polju komunikacije. Međutim, optički senzori su izuzetno važno područje primjene optičkih vlakana.
