Wat zijn glasvezels
Last updated
Last updated
De meeste netwerkverbindingen maken gebruik van een koperen kabel. In deze kabel wordt via elektriciteit data verzonden. Glasvezelkabels daarentegen maken gebruik van licht in plaats van stroom.
Een glasvezelkabel bestaat uit haarfijne kabeltjes gemaakt van glas waar laserlicht doorheen wordt geschoten. De kleine kabeltjes zijn omringd met optisch materiaal genaamd cladding. Hierdoor is het moeilijk voor het licht om te ontsnappen voordat het bij de ontvanger aankomt met zo min mogelijk dataverlies.
Met glasvezelkabels wordt het mogelijk om data te versturen met snelheden die dicht bij de snelheid van het licht komen. De data wordt omgezet in knipperende lichtsignalen, net als morsecode. Als het licht dan bij de ontvanger is, wordt het weer omgezet in data. Met een glasvezelverbinding wordt het mogelijk om internetsnelheden te behalen van 1.000 megabit per seconde.
In 1954 werden zowel in Nederland als in Amerika glasvezelkabels geïntroduceerd. De Nederlander Van Heel maakte als eerste een glasvezel kabel met een beschermlaag eromheen, waardoor verschillende kabels elkaar minder stoorden dan de gebruikelijke onbeschermde kabels. Het verlies van het lichtsignaal was echter enorm, ongeveer 1 dB per meter. Dit was ook voor voor medische toepassingen, maar zeker niet voor communicatie. Het grote verlies zorgde ervoor dat de meeste onderzoekers zich concentreerden op andere technologieën voor communicatie op over lange afstanden.
Begin jaren 60 van de vorige eeuw werden de eerste lasers ontwikkeld, waardoor het voor het eerst mogelijk was een lichtbundel uit te zenden met maar 1 golflengte Het probleem was dat de laserstraal door stofdeeltjes in de atmosfeer gehinderd werd, maar niet als glas als transportmiddel gebruikt werd.
Eén van de onderzoekers was Charles K. Kao die in 1966 pionierswerk verrichte en de eerste glasvezelverbinding demonstreerde.
Hij overtuigde laboratoria om glasvezelkabels van silica te produceren. Hierdoor zakte het signaalverlies naar "slechts" 20dB per kilometer.In 1970 werd ook de lasertechnologie sterk verbeterd en door de verbeterde technieken om glasvezel te produceren en het gebruik van licht met een langere golflengte, werd het verlies per kilometer in de jaren 70 steeds minder. Een nieuw probleem was echter de doorsnede van de glasvezels. Die was maar enkele micrometers, en onderzoekers waren bang dat het onmogelijk zou zijn licht zo nauwkeurig de glasvezelkernen in te sturen. Daarom werd overgegaan op vezels met een grotere doorsnede van 50 of 60 micrometer.
Deze eerste generatie glasvezelkabels werd in 1978 voor het eerst gebruikt. Er was met deze kabels elke 10 kilometer een versterker nodig om het signaal niet uit te laten doven, het verlies was ongeveer 2 dB per kilometer.
De tweede generatie volgde al snel, dankzij de nieuwe InGaAsp Lasers, die licht uitzonden met een golflengte van 1.3 micrometer. Met die golflengte kon het verlies beperkt worden tot maar 0,5 dB per kilometer. In de jaren 80 werd deze "single mode" glasvezel op grote schaal in gebruik genomen voor telefonie. Deze techniek is nu nog de standaard.
In de jaren 80 werd ook de derde generatie glasvezelsystemen al ontwikkeld, die werken met een golflengte van 1.55 micrometer, waardoor het verlies nog kleiner wordt: 0,2 tot 0,3 dB per kilometer. Deze kabels worden nu toegepast in hele grote systemen, waar een grote bandbreedte nodig is. (2) Ook wordt tegenwoordig veel gewerkt met frequency division multiplexing, waardoor de bandbreedte van een kabel sterk vergroot wordt.
De vijfde generatie glasvezelsystemen wordt ook ontwikkeld. Deze technologie is gebaseerd op een nieuw concept, zogenaamde "solitons". Dit zijn optische pulsen die hun vorm behouden terwijl ze zich voortplanten door een vezel.
