Σε αυτήν την ανάρτηση ιστολογίου, θα εξερευνήσουμε την εξέλιξη της τεχνολογίας του διαδικτύου από το ADSL στο διαδίκτυο οπτικών ινών και τις αρχές πίσω από τις υψηλές ταχύτητες μετάδοσης του διαδικτύου οπτικών ινών.
Γύρω στο 1995, οι άνθρωποι συνήθιζαν να συνδέουν μόντεμ σε τηλεφωνικές γραμμές για να έχουν πρόσβαση στο διαδίκτυο με ταχύτητες εξαιρετικά χαμηλές για τα σημερινά δεδομένα. Αυτή η ρύθμιση σήμαινε ότι δεν μπορούσατε να πραγματοποιείτε ή να λαμβάνετε τηλεφωνικές κλήσεις ενώ χρησιμοποιείτε το διαδίκτυο - μια κατάσταση που είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς τώρα. Το 1999, η τραγουδίστρια Yoo Seung-jun εισήγαγε ακόμη και το ADSL σε μια τηλεοπτική διαφήμιση με το σλόγκαν «Το ISDN τρέχει, αλλά εγώ είμαι το ADSL». Τόσο το ISDN όσο και το ADSL είναι ηλεκτρικά ενσύρματες μέθοδοι επικοινωνίας που χρησιμοποιούν χάλκινα καλώδια. Αργότερα, καθώς η επικοινωνία οπτικών ινών με οπτικά καλώδια έγινε ευρέως διαδεδομένη, οι ταχύτητες μετάδοσης δεδομένων βελτιώθηκαν δραματικά - σε βαθμό ασύγκριτο με εκείνον του παρελθόντος.
Είναι γνωστό ότι το φως ταξιδεύει πολύ γρήγορα. Σε σύγκριση με την επικοινωνία που βασίζεται σε χάλκινα σύρματα του παρελθόντος, η σημερινή επικοινωνία που βασίζεται σε οπτικές ίνες προσφέρει πολύ υψηλότερες ταχύτητες μετάδοσης. Για παράδειγμα, 1 Gbps σημαίνει ότι μπορεί να μεταδοθεί 1 Gbit δεδομένων ανά δευτερόλεπτο - μια ταχύτητα αρκετά γρήγορη για να κατεβάσετε μια ταινία περίπου 2 GB σε περίπου 16 δευτερόλεπτα. Σήμερα, ακόμη και οι οικιακές υπηρεσίες διαδικτύου προσφέρουν ταχύτητες στην περιοχή των gigabit, ενώ τα κέντρα δεδομένων και τα δίκτυα κορμού χρησιμοποιούν τεχνολογίες μετάδοσης που κυμαίνονται από εκατοντάδες Gbps έως terabits ανά δευτερόλεπτο. Χάρη στις υψηλές ταχύτητες μετάδοσης της επικοινωνίας οπτικών ινών, μπορούμε να απολαύσουμε μια πολύ πιο ομαλή εμπειρία διαδικτύου. Αυτό που συνήθως αναφέρεται ως «ευρυζωνική σύνδεση οπτικών ινών» αναφέρεται ακριβώς σε αυτήν τη μέθοδο οπτικής επικοινωνίας.
Ωστόσο, επειδή ονομάζεται οπτική επικοινωνία δεν σημαίνει ότι χρησιμοποιείται μόνο φως σε όλη τη διαδικασία. Ο ηλεκτρισμός παίζει επίσης κρίσιμο ρόλο. Ας φανταστούμε δύο άτομα που συνομιλούν στο διαδίκτυο. Όταν πληκτρολογείται ένα μήνυμα στον Υπολογιστή Α, το μήνυμα μετατρέπεται πρώτα σε ηλεκτρικό σήμα. Αυτό το ηλεκτρικό σήμα στη συνέχεια μετατρέπεται σε φωτεινό σήμα μέσω ενός ηλεκτρικού σε οπτικό μετατροπέα στο άκρο αποστολής και μεταδίδεται ως φως κατά μήκος του οπτικού καλωδίου. Στη συνέχεια, μετατρέπεται ξανά σε ηλεκτρικό σήμα από τον οπτικό σε ηλεκτρικό μετατροπέα στο άκρο λήψης και εμφανίζεται ως μήνυμα κειμένου στον Υπολογιστή Β. Ακόμα κι αν ο Α και ο Β βρίσκονται σε διαφορετικές χώρες, το μήνυμα παραδίδεται σχεδόν αμέσως επειδή το σήμα ταξιδεύει με πολύ υψηλή ταχύτητα - κοντά στην ταχύτητα του φωτός - κατά μήκος του οπτικού καλωδίου.
Πώς μεταδίδονται τα φωτεινά σήματα μέσα σε ένα οπτικό καλώδιο; Η αρχή πίσω από αυτό έγκειται στην ολική εσωτερική ανάκλαση, η οποία συμβαίνει λόγω διαφορών στον δείκτη διάθλασης. Ο δείκτης διάθλασης είναι μια τιμή που υποδεικνύει πόσο πιο αργά ταξιδεύει το φως σε ένα συγκεκριμένο μέσο σε σύγκριση με την ταχύτητά του στο κενό. Μέσα σε ένα οπτικό καλώδιο, υπάρχει ένας πυρήνας με υψηλό δείκτη διάθλασης, που περιβάλλεται από μια επένδυση με χαμηλότερο δείκτη διάθλασης. Η ολική εσωτερική ανάκλαση είναι ένα φαινόμενο κατά το οποίο το φως ανακλάται πλήρως στη διεπαφή όταν ταξιδεύει από ένα μέσο με υψηλότερο δείκτη διάθλασης σε ένα με χαμηλότερο δείκτη διάθλασης, και η γωνία πρόσπτωσης υπερβαίνει την κρίσιμη γωνία. Δεδομένου ότι το φως ταξιδεύει σχετικά πιο αργά στον πυρήνα και πιο γρήγορα στην επένδυση, συμβαίνει ολική εσωτερική ανάκλαση. Τα οπτικά καλώδια χρησιμοποιούν αυτήν την αρχή για να μεταδίδουν φωτεινά σήματα χωρίς να τους επιτρέπουν να διαφύγουν προς τα έξω.
Αυτό μπορεί να εγείρει ένα ερώτημα: ακόμη και αν όλο το φως ανακλάται με ολική εσωτερική ανάκλαση, δεν απορροφάται στην πραγματικότητα ένα μέρος του, προκαλώντας την αποδυνάμωση του σήματος; Όπως ακριβώς το φως εξασθενεί καθώς αυξάνεται το βάθος στον ωκεανό, η ένταση του φωτός σε μια οπτική ίνα μειώνεται σταδιακά καθώς αυξάνεται η απόσταση. Επομένως, η απόδοση μιας οπτικής ίνας αξιολογείται από το πόσο λίγο εξασθενεί το σήμα σε μια δεδομένη απόσταση. Στις πρώτες ημέρες της τεχνολογίας οπτικών ινών, τα σήματα θα εξασθενούσαν σημαντικά μετά από μόλις μερικές εκατοντάδες μέτρα. Ωστόσο, σήμερα, οι οπτικές ίνες με εξαιρετικά χαμηλές απώλειες έχουν εμπορευματοποιηθεί, επιτρέποντας την αποτελεσματική μετάδοση σε αποστάσεις δεκάδων χιλιομέτρων ή και περισσότερο. Επιπλέον, στις επικοινωνίες μεγάλων αποστάσεων, εγκαθίστανται οπτικοί ενισχυτές για την ενίσχυση εξασθενημένων σημάτων, εξασφαλίζοντας σταθερές διεθνείς επικοινωνίες σε ηπείρους και στον βυθό της θάλασσας.
Στα τέλη της δεκαετίας του 1990, χρησιμοποιούνταν κυρίως ηλεκτρικές ενσύρματες μέθοδοι επικοινωνίας που χρησιμοποιούσαν χάλκινα σύρματα —όπως μόντεμ, ISDN και ADSL. Σήμερα, η οπτική επικοινωνία με οπτικές ίνες έχει γίνει η βασική τεχνολογία του Διαδικτύου και τόσο η ταχύτητα μετάδοσης όσο και η σταθερότητα έχουν βελτιωθεί σημαντικά σε σύγκριση με το παρελθόν. Ο λόγος που η οπτική επικοινωνία προσφέρει τόσο υψηλή απόδοση είναι ότι τα σήματα μεταδίδονται με τη μορφή φωτός μέσω οπτικών καλωδίων και η αρχή της ολικής εσωτερικής ανάκλασης χρησιμοποιείται για την ελαχιστοποίηση της απώλειας σήματος ακόμη και σε μεγάλες αποστάσεις. Η τεχνολογία οπτικών επικοινωνιών συνεχίζει να εξελίσσεται και αναμένεται να παρέχει ένα ακόμη ταχύτερο και πιο σταθερό περιβάλλον Διαδικτύου στο μέλλον.
