Ebben a blogbejegyzésben az internetes technológia fejlődését vizsgáljuk meg az ADSL-től az optikai kábeles internetig, valamint az optikai kábeles internet nagy átviteli sebessége mögött meghúzódó elveket.
1995 körül az emberek modemeket csatlakoztattak telefonvonalakhoz, hogy olyan sebességgel érjék el az internetet, ami a mai szabványok szerint rendkívül lassúnak számított. Ez a beállítás azt jelentette, hogy internetezés közben nem lehetett telefonhívásokat kezdeményezni vagy fogadni – ezt a helyzetet ma már nehéz elképzelni. 1999-ben Yoo Seung-jun énekes bemutatta az ADSL-t egy tévéreklámban a következő szlogennel: „Az ISDN működik, de én ADSL vagyok.” Mind az ISDN, mind az ADSL elektromos, vezetékes kommunikációs módszer, amely rézvezetékeket használ. Később, ahogy az optikai kábeleket használó optikai szálas kommunikáció elterjedtté vált, az adatátviteli sebesség drámaian javult – a múltbelihez képest összehasonlíthatatlan mértékben.
Köztudott, hogy a fény nagyon gyorsan terjed. A múlt rézvezetékes kommunikációjához képest a mai optikai szálas kommunikáció sokkal nagyobb átviteli sebességet kínál. Például 1 Gbps azt jelenti, hogy másodpercenként 1 Gbit adat továbbítható – ez a sebesség elég gyors ahhoz, hogy egy körülbelül 2 GB-os filmet nagyjából 16 másodperc alatt letöltsünk. Ma már a lakossági internetszolgáltatások is gigabites sebességet kínálnak, míg az adatközpontok és a gerinchálózatok másodpercenként több száz Gbps-től terabitig terjedő átviteli technológiákat alkalmaznak. Az optikai szálas kommunikáció nagy átviteli sebességének köszönhetően sokkal simább internetes élményben lehet részünk. Amit általában „optikai szélessávúnak” neveznek, pontosan erre az optikai kommunikációs módszerre utal.
Azonban az, hogy optikai kommunikációnak nevezik, nem jelenti azt, hogy kizárólag fényt használnak a teljes folyamat során. Az elektromosság is kulcsszerepet játszik. Képzeljünk el két embert, akik online csevegnek. Amikor egy üzenetet begépelnek az A számítógépen, az üzenet először elektromos jellé alakul. Ezt az elektromos jelet ezután egy elektromos-optikai átalakító fényjellé alakítja a küldő oldalon, és fényként továbbítja az optikai kábelen. Ezután a vevő oldalon az optikai-elektromos átalakító visszaalakítja elektromos jellé, és szöveges üzenetként jeleníti meg a B számítógépen. Még ha A és B különböző országokban is vannak, az üzenet szinte azonnal kézbesül, mivel a jel nagyon nagy sebességgel – közel fénysebességgel – halad az optikai kábelen.
Hogyan továbbítódnak a fényjelek egy optikai kábelen belül? Ennek alapja a teljes belső visszaverődés, amely a törésmutató különbségei miatt következik be. A törésmutató egy olyan érték, amely azt jelzi, hogy mennyivel lassabban halad a fény egy adott közegben a vákuumban mért sebességéhez képest. Egy optikai kábel belsejében egy nagy törésmutatójú mag található, amelyet egy alacsonyabb törésmutatójú burkolat vesz körül. A teljes belső visszaverődés olyan jelenség, amelyben a fény teljesen visszaverődik a határfelületen, amikor egy nagyobb törésmutatójú közegből egy alacsonyabb törésmutatójú közegbe jut, és a beesési szög meghaladja a kritikus szöget. Mivel a fény viszonylag lassabban, a burkolatban pedig gyorsabban halad, teljes belső visszaverődés történik; az optikai kábelek ezt az elvet alkalmazzák a fényjelek továbbítására anélkül, hogy azok kijutnának a külvilágba.
Ez felvethet egy kérdést: még ha az összes fényt teljes belső visszaverődéssel visszaverik is, nem nyelődik-e el egy része valójában, ami a jel gyengülését okozza? Ahogyan a fény gyengül az óceán mélységének növekedésével, úgy az optikai szálban a fény intenzitása is fokozatosan csökken a távolság növekedésével. Ezért az optikai szál teljesítményét az alapján értékelik, hogy a jel milyen mértékben gyengül egy adott távolságon. A száloptikai technológia korai napjaiban a jelek már néhány száz méter után jelentősen gyengültek; ma azonban rendkívül alacsony veszteségű optikai szálak kerültek kereskedelmi forgalomba, amelyek lehetővé teszik a hatékony átvitelt több tíz kilométeres vagy nagyobb távolságokon is. Továbbá a távolsági kommunikációban optikai erősítőket telepítenek a gyengült jelek felerősítésére, biztosítva a stabil nemzetközi kommunikációt kontinensek és a tengerfenék között.
Az 1990-es évek végén elsősorban rézvezetékeket használó elektromos vezetékes kommunikációs módszereket – például modemeket, ISDN-t és ADSL-t – alkalmaztak. Napjainkban az optikai kommunikáció az internet alapvető technológiájává vált, és mind az átviteli sebesség, mind a stabilitás jelentősen javult a múlthoz képest. Az optikai kommunikáció azért kínál ilyen nagy teljesítményt, mert a jeleket fény formájában továbbítják optikai kábeleken keresztül, és a teljes belső visszaverődés elvét alkalmazzák a jelveszteség minimalizálására még nagy távolságokon is. Az optikai kommunikációs technológia folyamatosan fejlődik, és várhatóan a jövőben még gyorsabb és stabilabb internetes környezetet biztosít.
