Włókna optyczne na bazie szkła krzemionkowego to niezwykle zaawansowana technologia, która rewolucjonizuje sposób, w jaki przesyłamy dane na dużą odległość. Choć włókna te mogą teoretycznie przesyłać fale świetlne w zakresie od 250 nm do 2000 nm, rzeczywista transmisja na dużą odległość jest ograniczona przez określone zakresy fal. Te ograniczenia są związane z różnymi rodzajami strat, które mogą wystąpić podczas przechodzenia światła przez włókno optyczne. W tym artykule przyjrzymy się, jak te pasma długości fal wpływają na jakość transmisji i co oznaczają dla telekomunikacji.
W kontekście włókien optycznych, pasma optyczne odnoszą się do specyficznych zakresów długości fal, które są najczęściej używane do transmisji danych. W praktyce oznacza to, że różne pasma są zoptymalizowane pod kątem różnych długości fal i mają różne właściwości tłumienia, co wpływa na efektywność przesyłania sygnałów. Oto główne pasma optyczne:
Pasmo O (Oryginalne): 1260 nm – 1360 nm, tłumienie 0,33 dB/km. To pasmo jest stosunkowo wąskie i nie jest szeroko używane w nowoczesnych systemach telekomunikacyjnych.
Pasmo E (Rozszerzone): 1360 nm – 1460 nm, tłumienie 0,19 dB/km. Pasmo to oferuje lepszą jakość transmisji niż pasmo O i jest używane w systemach o średniej długości.
Pasmo S (Fala krótka): 1460 nm – 1530 nm, tłumienie 0,22 dB/km. Choć mniej popularne, pasmo S jest wykorzystywane w niektórych zastosowaniach.
Pasmo C (Konwencjonalne): 1530 nm – 1565 nm, tłumienie 0,20 dB/km. To pasmo jest szeroko stosowane w systemach telekomunikacyjnych dzięki niskim stratom.
Pasmo L (Długie): 1565 nm – 1625 nm, tłumienie 0,23 dB/km. Pasmo to jest popularne w zastosowaniach, które wymagają dużych odległości transmisji.
Pasmo U (Ultradługie): 1625 nm – 1675 nm, tłumienie 0,28 dB/km. To pasmo jest używane głównie do monitorowania i konserwacji systemów telekomunikacyjnych.
Każde pasmo optyczne ma swoje unikalne właściwości związane z tłumieniem i rozpraszaniem sygnału. Włókna klasy telekomunikacyjnej są wykonane ze szkła krzemionkowego, które musi być niezwykle czyste, aby zminimalizować straty. W praktyce, światło przechodzące przez włókno szklane krzemionkowe ulega osłabieniu z powodu absorpcji materiału oraz rozpraszania.
Krótko mówiąc, różne długości fal mają różne poziomy tłumienia:
W latach 60. XX wieku naukowcy zaczęli usuwać zanieczyszczenia ze szkła, co doprowadziło do rozwoju włókien o niskim piku wodnym, eliminujących jony OH i minimalizujących absorpcję. Współczesne włókna optyczne są poddawane specjalnym obróbkom, aby zapobiec przyszłym problemom z absorpcją.
W miarę jak technologia światłowodowa ewoluuje, pojawiają się nowe możliwości. Na przykład, pasmo ultrafioletowe i podczerwone, choć mniej powszechne, również mają swoje zastosowania. W chwili obecnej, pasmo 1550 nm jest kluczowe dla transmisji DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing), a badania wskazują, że przyszłe okna transmisji mogą obejmować długości fal w okolicach 1000 nm.
Pasmo U (Ultradługie) jest szczególnie ważne dla monitorowania i konserwacji systemów, a rozwój technologii optycznej obiecuje dalsze innowacje w zakresie długości fal i efektywności transmisji.
Podsumowując, znajomość pasm optycznych i ich właściwości jest kluczowa dla optymalizacji systemów telekomunikacyjnych. Rozwój technologii światłowodowej oraz ciągłe badania nad nowymi długościami fal obiecują jeszcze większe osiągnięcia w przyszłości.
