Riwayat komunikasi serat optik

Sejak zaman kuno, permintaan komunikasi jarak jauh di antara manusia tidak pernah berkurang. Dengan berlalunya waktu, dari suar ke telegraf, dan kemudian ke layanan resmi kabel koaksial pertama pada tahun 1940, kompleksitas dan ketepatan sistem komunikasi ini juga terus meningkat. Namun, masing -masing metode komunikasi ini memiliki batasannya. Meskipun menggunakan sinyal listrik untuk mengirimkan informasi cepat, jarak transmisi akan membutuhkan sejumlah besar pengulang karena pelemahan yang mudah dari sinyal listrik; Meskipun komunikasi microwave dapat menggunakan udara sebagai media, ia juga dibatasi oleh frekuensi pembawa. Tidak sampai pertengahan -20 abad itu orang menyadari bahwa menggunakan cahaya untuk mengirimkan informasi dapat membawa banyak manfaat signifikan yang tidak ada di masa lalu.

Namun, pada saat itu, tidak ada sumber cahaya yang sangat koheren atau media yang cocok untuk mengirimkan sinyal optik, sehingga komunikasi optik selalu menjadi konsep. Baru pada tahun 1960 -an penemuan laser memecahkan masalah pertama. Pada tahun 1970-an, Corning Glass Works mengembangkan serat optik atenuasi rendah berkualitas tinggi untuk menyelesaikan masalah kedua. Pada saat ini, pelemahan sinyal yang ditransmisikan dalam serat optik untuk pertama kalinya lebih rendah dari 20 desibel per kilometer (20dB/km) ambang yang diusulkan oleh bapak komunikasi serat optik, Gao Kun, membuktikan kemungkinan serat optik sebagai media komunikasi. Pada saat yang sama, laser semikonduktor menggunakan gallium arsenide (GaAs) sebagai bahan juga ditemukan dan banyak digunakan dalam sistem komunikasi serat optik karena keunggulan ukurannya yang kecil. Pada tahun 1976, sistem komunikasi serat optik pertama dengan kecepatan 44,7 Mbit/s lahir dalam pipa bawah tanah di Atlanta, AS.

Setelah periode penelitian dan pengembangan lima tahun, sistem komunikasi serat optik komersial pertama diluncurkan pada tahun 1980. Ini adalah sistem komunikasi serat optik pertama dalam sejarah manusia yang menggunakan laser gallium arsenide dengan panjang gelombang 800 nanometer sebagai sumber cahaya, dengan laju transmisi 45 mb/s (bit per detik), dan membutuhkan repeater untuk meningkatkan sinyal setiap kilau.

Generasi kedua dari sistem komunikasi serat optik komersial juga dikembangkan pada awal 1980 -an, menggunakan laser INGAAS dengan panjang gelombang 1300 nanometer. Meskipun sistem komunikasi serat optik awal dipengaruhi oleh masalah dispersi, penemuan serat mode tunggal pada tahun 1981 mengatasi masalah ini. Pada tahun 1987, laju transmisi sistem komunikasi serat optik komersial telah mencapai 1,7 GB/s, hampir empat puluh kali lebih cepat daripada kecepatan sistem komunikasi serat optik pertama. Masalah daya transmisi simultan dan atenuasi sinyal juga telah ditingkatkan secara signifikan, membutuhkan repeater untuk meningkatkan sinyal pada interval 50 kilometer. Pada akhir 1980 -an, kelahiran Edfa adalah peristiwa tonggak dalam sejarah komunikasi optik. Ini memungkinkan relai optik langsung dalam komunikasi serat optik, membuat transmisi berkecepatan tinggi jarak jauh menjadi mungkin dan mengarah ke kelahiran DWDM.

Sistem komunikasi serat optik generasi ketiga menggunakan laser dengan panjang gelombang 155 0 nanometer sebagai sumber cahaya, dan atenuasi sinyal telah dikurangi hingga serendah 0. 2 desibel per kilometer (0,2dB/km). Sebelumnya, sistem komunikasi serat optik menggunakan laser gallium arsenide indium fosfida sering mengalami masalah penyebaran pulsa, tetapi para ilmuwan telah merancang dispersi yang sangat baik menggeser serat untuk menyelesaikan masalah ini. Serat -serat ini memiliki hampir nol dispersi saat mentransmisikan gelombang cahaya 1550 nanometer, karena mereka dapat membatasi spektrum laser ke mode longitudinal tunggal. Terobosan teknologi ini telah memungkinkan laju transmisi sistem komunikasi serat optik generasi ketiga untuk mencapai 2.5GB/s, dan jarak antara pengulang dapat mencapai hingga 100 kilometer.

Sistem komunikasi serat optik generasi keempat memperkenalkan amplifier optik untuk lebih mengurangi kebutuhan pengulang. Selain itu, teknologi multiplexing divisi panjang gelombang (WDM) secara signifikan meningkatkan laju transmisi. Pengembangan kedua teknologi ini telah menyebabkan lompatan yang signifikan dalam kapasitas sistem komunikasi serat optik, dua kali lipat setiap enam bulan. Pada tahun 2001, telah mencapai kecepatan menakjubkan 10TB/s, yang merupakan 200 kali lipat dari sistem komunikasi serat optik pada 1980 -an. Dalam beberapa tahun terakhir, tingkat transmisi semakin meningkat menjadi 14TB/s, hanya membutuhkan satu repeater setiap 160 kilometer.

Fokus pengembangan sistem komunikasi serat optik generasi kelima adalah untuk memperluas rentang operasi panjang gelombang dari multiplexer divisi panjang gelombang. Kisaran panjang gelombang tradisional, umumnya dikenal sebagai 'C Band', kira -kira antara 1530 nanometer dan 1570 nanometer, sedangkan pita rendah serat kering dalam pita baru meluas hingga antara 1.300 nanometer dan 1650 nanometer. Teknologi berkembang lainnya adalah pengenalan konsep soliton optik, yang memanfaatkan efek nonlinier dari serat optik untuk memungkinkan pulsa untuk menahan dispersi dan mempertahankan bentuk gelombang aslinya.

Dari tahun 1990 hingga 2000, industri komunikasi serat optik tumbuh secara signifikan karena dampak busa internet. Selain itu, beberapa aplikasi jaringan yang muncul, seperti video sesuai permintaan, membuat pertumbuhan bandwidth internet bahkan melebihi peningkatan tingkat transistor dalam chip sirkuit terintegrasi yang diharapkan oleh hukum Moore. Dari meledaknya busa internet hingga 2006, industri komunikasi serat optik telah melanjutkan hidupnya melalui konsolidasi perusahaan dan pengurangan biaya melalui outsourcing.