fiberoptikk

Hos avsenderen befinner det seg en laserdiode eller lysemitterende diode (LED) som gjør elektriske signaler om til lys. De elektriske signalene kommer fra for eksempel en datamaskin. Lyssignalene blir sendt fra senderen inn i en optisk fiberkabel. Denne kabelen kan overføre lyssignaler med minimal dempning over lange avstander. 0,2 desibel per kilometer er typisk dempning for en singelmodus fiber ved bølgelengden 1550 nanometer (nm). Det er mulig å forsterke eller regenerere signalet underveis hvis det er svært lange strekk med optiske fibre.

Etter at lyset er overført gjennom fiberkabelen, kobles det inn til en optisk mottaker via en kontakt. Den optiske mottakeren gjør lyset om til elektrisk signal igjen og overfører dette til mottakeren, for eksempel en datamaskin.

Fiberoptiske systemer brukes først og fremst innen tele- og datakommunikasjon og er bæreren av det meste av datatrafikken over internett. Hoveddelen av transportnettet i internett er basert på fiberoptikk, og deler av aksessnettet gjennom Fibre-To-The-Home (FTTH).

Optiske fibre har revolusjonert telenettet. Årsaken til denne utviklingen er at optiske fibre har egenskaper som setter dem i en særstilling i forhold til alle andre kjente transmisjonsmedier. De har enormt stor overføringskapasitet, svært liten dempning, påvirkes ikke av elektriske forstyrrelser og de har små dimensjoner, lav vekt og lavere kostnader. Optiske fibre har også lang levetid og er vanskelige å avlytte.

Direkte sammenligning mellom fiberkabel og elektrisk telekabel er vanskelig, men som en illustrasjon kan man si at en fiberkabel med diameter på cirka én tidel og vekt på cirka én femtiendedel av en koaksialkabel, kan transportere mer enn 100 ganger så mye data over en strekning som er 100 ganger så lang. Fiberkabelen er også rimeligere å produsere enn koaksialkabelen, som er den beste typen elektrisk telekabel.

Fiberoptisk teknologi benyttes også i forskjellige typer fiberoptiske målesystemer. De virker etter ulike prinsipper, men er som oftest er på spesialfibre der en ytre påvirkning, for eksempel trykk, strekk, bøyning eller temperatur kan påvirke lysoverføringsegenskapene. Målingene foretas ved å sammenligne lyset som sendes inn i fiberen med det lyset som kommer ut igjen, enten ved å måle dempning eller refleksjon. Fiberoptiske målesystemer har mange fordeler. De kan blant annet gi svært god nøyaktighet, og de kan brukes i eksplosjonsfarlige områder uten fare for gnistdannelse.

Det er utviklet et betydelig antall spesielle fiberoptiske systemer og enheter for bruk innen medisin. Fordi optiske kabler kan lages svært tynne og kan lede lys selv om de bøyes, kan de gjøre det mulig å «se» for eksempel inn i kroppens hulrom (se fiberoptikkendoskop).

I 1950-årene ble optiske fibre tatt i bruk for å kunne «se» utilgjengelige steder, men fibrene som ble brukt hadde så stor dempning at den praktiske rekkevidden bare var noen få meter. Lyset ble like mye dempet etter ti centimeter gjennom en slik fiber som det blir gjennom én kilometer i dagens telekommunikasjonsfibre.

I 1970 viste forskere ved Corning Glass Works i USA etter et forslag fra George A. Hockham (1938–2013) at fibre med bare 20 desibel dempning per kilometer kunne fremstilles. Et av de første fiberoptiske telekommunikasjonssystemene ble satt i drift i 1977. Det hadde en kapasitet på 24 telefonkanaler og kunne overføre signalene om lag tre kilometer før de måtte forsterkes. Den første norskproduserte fiberkabelen ble satt i prøvedrift mellom to telefonsentraler i Oslo i 1980.

I dag består store deler av det norske telenettet av fiberoptiske overføringssystemer. Lyssignalene kan overføres mange hundre kilometer uten at de må forsterkes underveis. Dette er spesielt gunstig i forbindelse med sjøkabelanlegg, blant annet flere transatlantiske kabler. Den første norske sjøkabelen gikk til Danmark fra 1992.

1. februar 2004 ble fiberkabelsambandet til Svalbard offisielt åpnet. Det består av to uavhengige kabler med adskilt plassering på havbunnen, hver med en lengde på 1440 kilometer. I hver kabel er ett av de åtte fiberparene satt i drift. Det gir en total overføringskapasitet på 20 000 megabit per sekund, tilsvarende 10 000 TV-kanaler. Denne kapasiteten kan derfor utbygges videre etter behov. Hovedanvendelsen er overføring av store datamengder fra vitenskapelige satellitter som tas ned på Svalbard.

Det forventes fortsatt rask utvikling av nye fiberoptiske systemer, og fiberoptikken vil få nye anvendelser i fremtiden. Det forskes blant annet på optiske datamaskiner.

I de senere år har foruten Telenor også energiverkene engasjert seg i utbygging av fiberkabler i mange områder helt frem til privathjemmene for levering av TV, telefon og bredbånd internett.

En av de viktigste personene i utviklingen og oppdagelsen av optisk fiber var Charles Kuen Kao (1933–2018). Han ble i 2009 tildelt Nobelprisen i fysikk for sitt banebrytende arbeid med å utvikle kommunikasjon med lys over optiske fibre.

• kommunikasjonsteknologi
• optisk fiber
• internett