V tej objavi na blogu bomo raziskali razvoj internetne tehnologije od ADSL do optičnega interneta in načela visokih hitrosti prenosa optičnega interneta.
Okoli leta 1995 so ljudje modeme povezovali s telefonskimi linijami, da bi dostopali do interneta s hitrostmi, ki so bile po današnjih standardih izjemno počasne. Zaradi te nastavitve med uporabo interneta ni bilo mogoče klicati ali sprejemati telefonskih klicev – situacija, ki si jo je danes težko predstavljati. Leta 1999 je pevec Yoo Seung-jun celo predstavil ADSL v televizijskem oglasu s sloganom »ISDN deluje, ampak jaz sem ADSL«. Tako ISDN kot ADSL sta električni žični komunikacijski metodi, ki uporabljata bakrene žice. Kasneje, ko se je razširila komunikacija z optičnimi vlakni prek optičnih kablov, so se hitrosti prenosa podatkov dramatično izboljšale – do stopnje, ki je ni mogoče primerjati s preteklostjo.
Dobro je znano, da svetloba potuje zelo hitro. V primerjavi s komunikacijo po bakrenih žicah iz preteklosti današnja komunikacija na osnovi optičnih vlaken ponuja veliko večje hitrosti prenosa. Na primer, 1 Gbps pomeni, da se lahko prenese 1 Gbit podatkov na sekundo – hitrost, ki je dovolj hitra, da se film velikosti približno 2 GB prenese v približno 16 sekundah. Danes celo stanovanjske internetne storitve ponujajo hitrosti v gigabitnem območju, medtem ko podatkovni centri in hrbtenična omrežja uporabljajo tehnologije prenosa od stotin Gbps do terabitov na sekundo. Zahvaljujoč visokim hitrostim prenosa optične komunikacije lahko uživamo v veliko bolj gladki internetni izkušnji. Kar običajno imenujemo »optični širokopasovni dostop«, se nanaša prav na to optično komunikacijsko metodo.
Vendar pa samo zato, ker se komunikacija imenuje optična, še ne pomeni, da se v celotnem procesu uporablja samo svetloba. Tudi elektrika igra ključno vlogo. Predstavljajmo si dve osebi, ki klepetata po spletu. Ko v računalnik A vnesemo sporočilo, se to sporočilo najprej pretvori v električni signal. Ta električni signal se nato prek električno-optičnega pretvornika na oddajni strani pretvori v svetlobni signal in se po optičnem kablu prenese kot svetloba. Nato ga optično-električni pretvornik na sprejemni strani pretvori nazaj v električni signal in prikaže kot besedilno sporočilo na računalniku B. Tudi če sta A in B v različnih državah, je sporočilo dostavljeno skoraj v trenutku, ker signal potuje po optičnem kablu z zelo veliko hitrostjo – blizu svetlobne hitrosti.
Kako se svetlobni signali prenašajo znotraj optičnega kabla? Načelo tega je v popolnem notranjem odboju, ki nastane zaradi razlik v lomnem količniku. Lomni količnik je vrednost, ki kaže, koliko počasneje svetloba potuje v določenem mediju v primerjavi z njeno hitrostjo v vakuumu. V optičnem kablu je jedro z visokim lomnim količnikom, obdano z oblogo z nižjim lomnim količnikom. Popolni notranji odboj je pojav, pri katerem se svetloba popolnoma odbije na vmesniku, ko potuje iz medija z višjim lomnim količnikom v medij z nižjim lomnim količnikom, vpadni kot pa preseže kritični kot. Ker svetloba potuje relativno počasneje v jedru in hitreje v oblogi, pride do popolnega notranjega odboja; optični kabli uporabljajo to načelo za prenos svetlobnih signalov, ne da bi jim dovolili, da bi ušli navzven.
To lahko sproži vprašanje: tudi če se vsa svetloba odbije s popolnim notranjim odbojem, ali se del nje dejansko ne absorbira, zaradi česar signal oslabi? Tako kot svetloba oslabi z naraščajočo globino v oceanu, se intenzivnost svetlobe v optičnem vlaknu postopoma zmanjšuje z naraščajočo razdaljo. Zato se delovanje optičnega vlakna ocenjuje po tem, kako malo se signal oslabi na določeni razdalji. V zgodnjih dneh tehnologije optičnih vlaken so signali znatno oslabeli že po nekaj sto metrih; danes pa so komercializirana optična vlakna z izjemno nizkimi izgubami, ki omogočajo učinkovit prenos na razdalje več deset kilometrov ali več. Poleg tega se pri komunikacijah na dolge razdalje nameščajo optični ojačevalniki za ojačanje oslabljenih signalov, kar zagotavlja stabilno mednarodno komunikacijo med celinami in morskim dnom.
V poznih devetdesetih letih prejšnjega stoletja so se uporabljale predvsem električne žične komunikacijske metode z bakrenimi žicami, kot so modemi, ISDN in ADSL. Danes je optična komunikacija z optičnimi kabli postala osrednja tehnologija interneta, hitrost prenosa in stabilnost pa sta se v primerjavi s preteklostjo znatno izboljšali. Razlog, zakaj optična komunikacija ponuja tako visoko zmogljivost, je ta, da se signali prenašajo v obliki svetlobe po optičnih kablih, načelo popolnega notranjega odboja pa se uporablja za zmanjšanje izgube signala tudi na dolge razdalje. Tehnologija optične komunikacije se še naprej razvija in pričakuje se, da bo v prihodnosti zagotovila še hitrejše in stabilnejše internetno okolje.
