Selles blogipostituses uurime internetitehnoloogia arengut ADSL-ist fiiberoptilise internetini ja fiiberoptilise interneti suure edastuskiiruse taga olevaid põhimõtteid.
Umbes 1995. aastal ühendasid inimesed modemid telefoniliinidega, et pääseda ligi internetile kiirusel, mis oli tänapäeva standardite järgi äärmiselt aeglane. See seadistus tähendas, et interneti kasutamise ajal ei saanud telefonikõnesid teha ega vastu võtta – olukorda, mida on tänapäeval raske ette kujutada. 1999. aastal tutvustas laulja Yoo Seung-jun isegi ADSL-i telereklaamis tunnuslausega: „ISDN töötab, aga mina olen ADSL.“ Nii ISDN kui ka ADSL on elektrilised juhtmega sidemeetodid, mis kasutavad vaskjuhtmeid. Hiljem, kui optiliste kaablite abil toimuv kiudoptiline side levis laialt, paranes andmeedastuskiirus dramaatiliselt – määral, mis oli võrreldamatu mineviku omaga.
On üldteada, et valgus liigub väga kiiresti. Võrreldes varasema vaskjuhtmepõhise sidega pakub tänapäeva fiiberoptiline side palju suuremaid edastuskiirusi. Näiteks 1 Gbps tähendab, et sekundis saab edastada 1 Gbit andmeid – kiirus, mis on piisavalt kiire umbes 2 GB suuruse filmi allalaadimiseks umbes 16 sekundiga. Tänapäeval pakuvad isegi kodutarbijate internetiteenused kiirusi gigabiti vahemikus, samas kui andmekeskused ja magistraalvõrgud kasutavad edastustehnoloogiaid, mis ulatuvad sadadest Gbps-st kuni terabittideni sekundis. Tänu fiiberoptilise side suurele edastuskiirusele saame nautida palju sujuvamat internetikogemust. See, mida tavaliselt nimetatakse "fiiberoptiliseks lairibaühenduseks", viitab just sellele optilisele sidemeetodile.
Kuid see, et seda nimetatakse optiliseks kommunikatsiooniks, ei tähenda, et kogu protsessis kasutatakse ainult valgust. Ka elekter mängib olulist rolli. Kujutage ette kahte inimest võrgus vestlemas. Kui arvutis A trükitakse sõnum, teisendatakse see sõnum esmalt elektrisignaaliks. Seejärel teisendatakse see elektrisignaal saatjas elektri-optilise muunduri abil valgussignaaliks ja edastatakse valgusena mööda optilist kaablit. Seejärel teisendatakse see vastuvõtjas opti-elektrilise muunduri abil tagasi elektrisignaaliks ja kuvatakse tekstisõnumina arvutis B. Isegi kui A ja B asuvad erinevates riikides, toimetatakse sõnum kohale peaaegu koheselt, sest signaal liigub optilist kaablit mööda väga suure kiirusega – valguse kiirusele lähedase kiirusega.
Kuidas valgussignaale optilise kaabli sees edastatakse? Selle põhimõte seisneb täielikus sisepeegelduses, mis toimub murdumisnäitaja erinevuste tõttu. Murdumisnäitaja on väärtus, mis näitab, kui palju aeglasemalt valgus teatud keskkonnas liigub võrreldes selle kiirusega vaakumis. Optilise kaabli sees on kõrge murdumisnäitajaga südamik, mida ümbritseb madalama murdumisnäitajaga kate. Täielik sisepeegeldus on nähtus, mille puhul valgus peegeldub täielikult liidesel, kui see liigub kõrgema murdumisnäitajaga keskkonnast madalama murdumisnäitajaga keskkonda ja langemisnurk ületab kriitilise nurga. Kuna valgus liigub südamikus suhteliselt aeglasemalt ja kattes kiiremini, toimub täielik sisepeegeldus; optilised kaablid kasutavad seda põhimõtet valgussignaalide edastamiseks ilma, et need saaksid välja pääseda.
See võib tekitada küsimuse: isegi kui kogu valgus peegeldub täieliku sisemise peegelduse teel, kas osa sellest ei neeldu tegelikult, põhjustades signaali nõrgenemist? Nii nagu valgus nõrgeneb ookeani sügavuse kasvades, väheneb ka optilise kiu valguse intensiivsus järk-järgult kauguse suurenedes. Seetõttu hinnatakse optilise kiu jõudlust selle järgi, kui vähe signaal teatud vahemaa tagant nõrgeneb. Kiudoptilise tehnoloogia algusaegadel nõrgenesid signaalid märkimisväärselt juba mõnesaja meetri pärast; tänapäeval on aga turule tulnud äärmiselt väikese kaduga optilised kiud, mis võimaldavad tõhusat edastust kümnete kilomeetrite või pikemate vahemaade taha. Lisaks paigaldatakse pikamaakommunikatsioonis optilisi võimendeid nõrgenenud signaalide võimendamiseks, tagades stabiilse rahvusvahelise side mandrite vahel ja merepõhjas.
1990. aastate lõpus kasutati peamiselt elektrilisi juhtmega sidemeetodeid, mis kasutasid vaskjuhtmeid – näiteks modemeid, ISDN-i ja ADSL-i. Tänapäeval on fiiberoptiliste kaablite abil optiline side saanud interneti põhitehnoloogiaks ning nii edastuskiirus kui ka stabiilsus on varasemaga võrreldes märkimisväärselt paranenud. Optilise side nii suure jõudluse põhjuseks on see, et signaale edastatakse valguse kujul optiliste kaablite kaudu ja signaali kadude minimeerimiseks isegi pikkade vahemaade tagant kasutatakse täieliku sisemise peegelduse põhimõtet. Optiline sidetehnoloogia areneb pidevalt ja eeldatavasti pakub see tulevikus veelgi kiiremat ja stabiilsemat internetikeskkonda.
