Skripta předmětu optické sítě

Předmět „Optické sítě“ uvádí celou širokou škálu problematiky tohoto progresivního přenosu informací. Úvodní část pojednává o teorii přenosu po vlákně. Pozornost je soustředěna k výrobě optických vláken, jednotlivým druhům vláken a jejich přenosovým vlastnostem. Samostatné kapitoly jsou věnovány optickým kabelům a technice spojování. Jsou uvedeny základní poznatky o zdrojích světla, modulaci a detekci světla. Hlouběji je diskutována problematika optoelektronických telekomunikačních systémů, především z pohledu přenosu digitálních signálů. Není opomenuta problematika přenosu dat, včetně lokálních optických sítí. Samostatná kapitola je věnována problematice měření. Jestliže v roce 1970 začínaly první pokusy s přenosem signálu po optickém vlákně s útlumem 20 dB . km-1, pak za deset let později, v roce 1980 byly již v provozu stovky systémů a útlum u optického vlákna se pohyboval kolem 4 dB . km-1. Snížení útlumu výrazně ovlivnilo možnost zvýšení vzdálenosti mezi opakovači. V současné době je dosahována hodnota útlumu pod 0,2 dB/km a vzdálenost mezi koncovými body optického spoje přesahuje 100 km. Optoelektronický přenos informací umožňuje zvýšit kapacitu a rychlost přenosu, nehledě na necitlivost k elektromagnetickému rušení, v porovnání ve své podstatě k dosažené hranici možností přenosu po metalických vedení. Idea optického přenosu není nová, je stará. Ať již se jednalo o přenos informací ve formě kouře a ohňů, až po fotofon, který v roce 1880 vynalezl a nechal si patentovat G. Bell. U Bellova fotofonu zdrojem optického záření bylo slunce, jehož paprsky byly soustřeďovány zrcadlem a soustavou čoček na pohyblivé zrcadlo umístěné na membráně, rozkmitávané akustickým signálem. Modulované světelné paprsky byly kolimovány soustavou čoček a fokusovány parabolickým reflektorem na selenovou tyčku, jejíž odpor se měnil v závislosti na ozáření. Tak mohl být modulován elektrický proud protékající z baterie telefonním sluchátkem, v němž byl transformován na akustický signál. Fotofon umožňoval přenos na vzdálenost asi 200 m, ale byl silně závislý na atmosférických podmínkách. Následující období dosud nikdo z historiků moderní techniky z tohoto hlediska soustavně nepropátral, ale přímo souvisejících poznatků bylo poměrně málo. Obrat nastal teprve po objevu kvantového generátoru optického záření laseru, v roce 1962. V následném období bylo na tomto principu zkoušeno několik experimentálních optoelektronických přenosů, které však vykazovaly provozní nespolehlivost v závislosti na klimatických podmínkách. Přenos se zhoršoval, případně nebyl vůbec uskutečnitelný za mlhy, deště a mraků. Z těchto důvodů bylo hledáno nové přenosové prostředí pro přenos světla. Zkoušely se duté světlovody, které byly vytvářeny trubkou se zrcadlovým vnitřním povrchem, jejichž světlovost byla několik milimetrů, tedy mnohokrát více než je vlnové délka světelného záření. Takovým světlovodem se může šířit velký počet typů vln – vidů (modů), které se liší strukturou elektromagnetického pole, čili počtem půlvln rozložených podél stran průřezu (v případě pravoúhlého světlovodu) nebo podél průměru a obvodu průřezu (pro válcový světlovod). I při velmi dokonalém povrchu těchto světlovodů docházelo při každém odrazu ke ztrátám, útlum se pohyboval v desítkách dB . km-1 a výroba narážela na technologické problémy.

Celý text