Šiame tinklaraščio įraše nagrinėsime interneto technologijų evoliuciją nuo ADSL iki šviesolaidinio interneto ir principus, kuriais grindžiamas didelis šviesolaidinio interneto perdavimo greitis.
Apie 1995 m. žmonės jungdavo modemus prie telefono linijų, kad galėtų prisijungti prie interneto itin lėtu greičiu, palyginti su šiandieniniais standartais. Dėl šios sąrankos nebuvo galima nei skambinti, nei priimti telefono skambučių naudojantis internetu – situaciją, kurią dabar sunku įsivaizduoti. 1999 m. dainininkas Yoo Seung-jun netgi pristatė ADSL televizijos reklamoje su šūkiu „ISDN veikia, bet aš esu ADSL“. Tiek ISDN, tiek ADSL yra elektrinio laidinio ryšio metodai, kuriuose naudojami variniai laidai. Vėliau, kai plačiai paplito šviesolaidinis ryšys naudojant optinius kabelius, duomenų perdavimo greitis smarkiai pagerėjo – iki nepalyginamo lygio, palyginti su praeitimi.
Gerai žinoma, kad šviesa sklinda labai greitai. Palyginti su praeities varinių laidų ryšiu, šiandieninis šviesolaidinis ryšys siūlo daug didesnį perdavimo greitį. Pavyzdžiui, 1 Gbps reiškia, kad per sekundę galima perduoti 1 Gb duomenų – tokio greičio pakanka maždaug 2 GB dydžio filmą atsisiųsti per maždaug 16 sekundžių. Šiandien net gyvenamųjų namų interneto paslaugos siūlo gigabitų diapazono greitį, o duomenų centrai ir magistraliniai tinklai naudoja perdavimo technologijas, kurių greitis svyruoja nuo šimtų Gbps iki terabitų per sekundę. Dėl didelio šviesolaidinio ryšio perdavimo greičio galime mėgautis daug sklandesne interneto patirtimi. Tai, kas paprastai vadinama „šviesolaidiniu plačiajuosčiu ryšiu“, reiškia būtent šį optinio ryšio metodą.
Tačiau vien tai, kad tai vadinama optiniu ryšiu, dar nereiškia, kad visame procese naudojama tik šviesa. Elektra taip pat vaidina svarbų vaidmenį. Įsivaizduokime du žmones, kalbančius internetu. Kai kompiuteryje A įvedamas pranešimas, jis pirmiausia paverčiamas elektriniu signalu. Tada šis elektrinis signalas siuntimo gale per elektros-optinį keitiklį paverčiamas šviesos signalu ir perduodamas kaip šviesa optiniu kabeliu. Tada priimančiojo gale esantis optinis-elektrinis keitiklis jį vėl paverčia elektriniu signalu ir rodo kaip tekstinį pranešimą kompiuteryje B. Net jei A ir B yra skirtingose šalyse, pranešimas pristatomas beveik akimirksniu, nes signalas optiniu kabeliu sklinda labai dideliu greičiu – artimu šviesos greičiui.
Kaip šviesos signalai perduodami optinio kabelio viduje? Šio principo esmė – visiškas vidinis atspindys, atsirandantis dėl lūžio rodiklio skirtumų. Lūžio rodiklis – tai vertė, rodanti, kiek lėčiau šviesa sklinda tam tikroje terpėje, palyginti su jos greičiu vakuume. Optinio kabelio viduje yra šerdis, turinti didelį lūžio rodiklį, o ją supa apvalkalas, turintis mažesnį lūžio rodiklį. Visiškas vidinis atspindys – tai reiškinys, kai šviesa visiškai atsispindi sąsajoje, kai ji sklinda iš terpės, turinčios didesnį lūžio rodiklį, į terpę, turinčią mažesnį lūžio rodiklį, o kritimo kampas viršija kritinį kampą. Kadangi šviesa šerdyje sklinda santykinai lėčiau, o apvalkale – greičiau, įvyksta visiškas vidinis atspindys; optiniai kabeliai naudoja šį principą šviesos signalams perduoti neleisdami jiems ištrūkti į išorę.
Tai gali kelti klausimą: net jei visa šviesa atsispindi visiško vidinio atspindžio būdu, ar dalis jos nėra sugeriama, dėl ko signalas susilpnėja? Kaip šviesa silpnėja didėjant gyliui vandenyne, taip ir šviesos intensyvumas optiniame pluošte palaipsniui mažėja didėjant atstumui. Todėl optinio pluošto veikimas vertinamas pagal tai, kiek mažai signalas silpnėja per tam tikrą atstumą. Šviesolaidinės technologijos pradžioje signalai gerokai susilpnėdavo vos po kelių šimtų metrų; tačiau šiandien komercializuotos optinės skaidulos su itin mažais nuostoliais, leidžiančios efektyviai perduoti signalą dešimčių kilometrų ar didesniu atstumu. Be to, tolimojo ryšio srityje įrengiami optiniai stiprintuvai, skirti sustiprinti susilpnėjusius signalus, užtikrinant stabilų tarptautinį ryšį tarp žemynų ir jūros dugno.
Dešimtojo dešimtmečio pabaigoje daugiausia buvo naudojami elektriniai laidinio ryšio metodai, naudojant varinius laidus, pavyzdžiui, modemai, ISDN ir ADSL. Šiandien optinis ryšys naudojant šviesolaidinius kabelius tapo pagrindine interneto technologija, o perdavimo greitis ir stabilumas gerokai pagerėjo, palyginti su praeitimi. Optinis ryšys pasižymi tokiu dideliu našumu, nes signalai perduodami šviesos pavidalu optiniais kabeliais, o visiško vidinio atspindžio principas naudojamas signalo praradimui sumažinti net dideliais atstumais. Optinio ryšio technologijos toliau tobulėja ir tikimasi, kad ateityje jos užtikrins dar greitesnę ir stabilesnę interneto aplinką.
