Στην ουσία της, η οπτική ίνα είναι μια όμορφη και ισχυρή τεχνολογία που χρησιμοποιεί το φως για τη μετάδοση πληροφοριών. Φανταστείτε ένα μακρύ, σκοτεινό και απόλυτα ευθύ διάδρομο με καθρέφτες. Αν ρίξετε το φως ενός φακού στη μια άκρη, το φως θα αναπηδήσει από καθρέφτη σε καθρέφτη μέχρι την άλλη άκρη. Τώρα, φανταστείτε ότι θα μπορούσατε να ανάψετε και να σβήσετε αυτόν τον φακό πολύ γρήγορα για να στείλετε έναν μυστικό κώδικα (κώδικας Μορς).

Το καλώδιο οπτικών ινών είναι αυτός ο διάδρομος, αλλά είναι απίστευτα πιο αποδοτικό.Ο «φακός» είναι ένα λέιζερ ή LED, οι «καθρέφτες» είναι τα εσωτερικά τοιχώματα της γυάλινης ίνας και ο «κώδικας Μορς» είναι τα ψηφιακά δεδομένα που αποτελούν το διαδίκτυο, τις τηλεφωνικές κλήσεις και τα τηλεοπτικά σήματα σας.

Για να το κατανοήσουμε πλήρως, ας δούμε τα βασικά μέρη και τη φυσική που τα διέπουν.

Ένα καλώδιο οπτικών ινών έχει τρία κύρια μέρη:

• Πυρήνας: Το κεντρικό, εξαιρετικά λεπτό γυάλινο νήμα όπου ταξιδεύει το φως.

• Επένδυση: Ένα στρώμα γυαλιού που περιβάλλει τον πυρήνα. Έχει διαφορετική οπτική πυκνότητα(ή δείκτη διάθλασης) από τον πυρήνα.

• Επικάλυψη Buffer: Ένα προστατευτικό πλαστικό στρώμα που προστατεύει τον πυρήνα και την επένδυση από την υγρασία και τη ζημιά.

Αυτό είναι το μαγικό που κρατά το φως παγιδευμένο μέσα στον πυρήνα. Δείτε πώς λειτουργεί:

• Το φως ταξιδεύει με διαφορετικές ταχύτητες σε διαφορετικά υλικά. Όταν το φως χτυπά το όριο μεταξύ δύο υλικών σε ρηχή γωνία, κάμπτεται (αυτό ονομάζεται διάθλαση).

• Ο πυρήνας και η επένδυση έχουν σχεδιαστεί έτσι ώστε ο πυρήνας να είναι «πιο πυκνός» οπτικά. Αυτό σημαίνει ότι όταν μια δέσμη φωτός μέσα στον πυρήνα χτυπά την επένδυση σε πολύ ρηχή γωνία, δεν διαφεύγει και δεν κάμπτεται. Αντίθετα, ανακλάται πλήρως πίσω στον πυρήνα.

• Αυτή η διαδικασία, που ονομάζεται Ολική Εσωτερική Ανάκλαση, συμβαίνει χιλιάδες φορές ανά μέτρο, καθοδηγώντας τον παλμό φωτός σε όλο το μήκος της ίνας, ακόμη και γύρω από απαλές καμπύλες, με ελάχιστη απώλεια ισχύος.

Ένα λειτουργικό σύστημα οπτικών ινών απαιτεί περισσότερα από το καλώδιο.

• Πομπός: Στη μια άκρη, μια ηλεκτρονική συσκευή μετατρέπει τα ψηφιακά σας δεδομένα (τα 1 και 0) σε παλμούς φωτός.

  • 1 = Παλμός φωτός "ON"

  • 0 = Χωρίς παλμό φωτός "OFF"
    Ένα Λέιζερ ή LED δημιουργεί αυτούς τους ακριβείς, υψηλής ταχύτητας παλμούς φωτός.

• Οπτική ίνα: Το καλώδιο μεταφέρει αυτούς τους παλμούς φωτός σε μεγάλες αποστάσεις.

• Επαναλήπτης/Οπτικός ενισχυτής: Για πολύ μεγάλες αποστάσεις (όπως κάτω από τους ωκεανούς), το σήμα φωτός μπορεί να εξασθενήσει. Οι επαναλήπτες ή οι ενισχυτές χρησιμοποιούνται για την ενίσχυση του σήματος χωρίς να το μετατρέψουν ξανά σε ηλεκτρικό ρεύμα.

• Δέκτης: Στην άλλη άκρη, ένας φωτοανιχνευτής(αισθητήρας φωτός) ανιχνεύει τους εισερχόμενους παλμούς φωτός και τους μετατρέπει ξανά σε ηλεκτρικά σήματα, τα οποία στη συνέχεια αποκωδικοποιούνται ξανά στα αρχικά σας δεδομένα (email, βίντεο κ.λπ.).