Dalam catatan blog ini, kita akan meneroka evolusi teknologi internet daripada ADSL kepada internet gentian optik dan prinsip-prinsip di sebalik kelajuan penghantaran internet gentian optik yang tinggi.
Sekitar tahun 1995, orang ramai pernah menyambungkan modem ke talian telefon untuk mengakses internet pada kelajuan yang sangat perlahan mengikut piawaian masa kini. Persediaan ini bermakna anda tidak boleh membuat atau menerima panggilan telefon semasa menggunakan internet—satu situasi yang sukar dibayangkan sekarang. Pada tahun 1999, penyanyi Yoo Seung-jun juga memperkenalkan ADSL dalam iklan TV dengan slogan, “ISDN berjalan, tetapi saya ADSL.” Kedua-dua ISDN dan ADSL adalah kaedah komunikasi berwayar elektrik yang menggunakan wayar tembaga. Kemudian, apabila komunikasi gentian optik menggunakan kabel optik menjadi meluas, kelajuan penghantaran data meningkat secara mendadak—ke tahap yang tidak dapat dibandingkan dengan masa lalu.
Telah diketahui umum bahawa cahaya bergerak dengan sangat pantas. Berbanding dengan komunikasi berasaskan wayar kuprum pada masa lalu, komunikasi berasaskan gentian optik hari ini menawarkan kelajuan penghantaran yang jauh lebih tinggi. Contohnya, 1 Gbps bermaksud 1 Gbit data boleh dihantar sesaat—kelajuan yang cukup pantas untuk memuat turun filem kira-kira 2 GB dalam masa kira-kira 16 saat. Hari ini, perkhidmatan internet kediaman juga menawarkan kelajuan dalam julat gigabit, manakala pusat data dan rangkaian tulang belakang menggunakan teknologi penghantaran antara ratusan Gbps hingga terabit sesaat. Disebabkan kelajuan penghantaran komunikasi gentian optik yang tinggi, kita dapat menikmati pengalaman internet yang lebih lancar. Apa yang biasanya dirujuk sebagai "jalur lebar gentian optik" merujuk tepat kepada kaedah komunikasi optik ini.
Walau bagaimanapun, hanya kerana ia dipanggil komunikasi optik tidak bermakna hanya cahaya yang digunakan sepanjang keseluruhan proses. Elektrik juga memainkan peranan penting. Bayangkan dua orang berbual dalam talian. Apabila mesej ditaip pada Komputer A, mesej itu mula-mula ditukar menjadi isyarat elektrik. Isyarat elektrik ini kemudiannya ditukar menjadi isyarat cahaya melalui penukar elektrik-ke-optik di hujung penghantar dan dihantar sebagai cahaya di sepanjang kabel optik. Ia kemudiannya ditukar semula menjadi isyarat elektrik oleh penukar optik-ke-elektrik di hujung penerima dan dipaparkan sebagai mesej teks di Komputer B. Walaupun A dan B berada di negara yang berbeza, mesej itu dihantar hampir serta-merta kerana isyarat bergerak pada kelajuan yang sangat tinggi—hampir dengan kelajuan cahaya—di sepanjang kabel optik.
Bagaimanakah isyarat cahaya dihantar di dalam kabel optik? Prinsip di sebalik ini terletak pada pantulan dalaman penuh, yang berlaku disebabkan oleh perbezaan indeks biasan. Indeks biasan ialah nilai yang menunjukkan berapa banyak cahaya yang lebih perlahan bergerak dalam medium tertentu berbanding kelajuannya dalam vakum. Di dalam kabel optik, terdapat teras dengan indeks biasan yang tinggi, dikelilingi oleh pelapisan dengan indeks biasan yang lebih rendah. Pantulan dalaman penuh ialah fenomena di mana cahaya dipantulkan sepenuhnya pada antara muka apabila ia bergerak dari medium dengan indeks biasan yang lebih tinggi ke medium dengan indeks biasan yang lebih rendah, dan sudut tuju melebihi sudut genting. Oleh kerana cahaya bergerak agak perlahan di teras dan lebih pantas di pelapisan, pantulan dalaman penuh berlaku; kabel optik menggunakan prinsip ini untuk menghantar isyarat cahaya tanpa membenarkannya terlepas ke luar.
Ini mungkin menimbulkan persoalan: walaupun semua cahaya dipantulkan oleh pantulan dalaman penuh, bukankah sebahagian daripadanya sebenarnya diserap, menyebabkan isyarat menjadi lemah? Sama seperti cahaya menjadi lemah apabila kedalaman meningkat di lautan, keamatan cahaya dalam gentian optik secara beransur-ansur berkurangan apabila jarak meningkat. Oleh itu, prestasi gentian optik dinilai berdasarkan betapa sedikitnya isyarat itu melemah pada jarak tertentu. Pada zaman awal teknologi gentian optik, isyarat akan menjadi lemah dengan ketara selepas hanya beberapa ratus meter; walau bagaimanapun, hari ini, gentian optik dengan kehilangan yang sangat rendah telah dikomersialkan, membolehkan penghantaran yang cekap pada jarak puluhan kilometer atau lebih. Tambahan pula, dalam komunikasi jarak jauh, penguat optik dipasang untuk menguatkan isyarat yang lemah, memastikan komunikasi antarabangsa yang stabil merentasi benua dan merentasi dasar laut.
Pada akhir 1990-an, kaedah komunikasi berwayar elektrik menggunakan wayar kuprum—seperti modem, ISDN dan ADSL—digunakan terutamanya. Hari ini, komunikasi optik menggunakan kabel gentian optik telah menjadi teknologi teras Internet, dan kelajuan serta kestabilan penghantaran telah meningkat dengan ketara berbanding masa lalu. Sebab komunikasi optik menawarkan prestasi yang begitu tinggi adalah kerana isyarat dihantar dalam bentuk cahaya melalui kabel optik, dan prinsip pantulan dalaman penuh digunakan untuk meminimumkan kehilangan isyarat walaupun pada jarak yang jauh. Teknologi komunikasi optik terus maju, dan ia dijangka menyediakan persekitaran Internet yang lebih pantas dan stabil pada masa hadapan.
