Giải pháp cho tương lai: Sợi Cáp Quang hoạt động như thế nào?

GIẢI PHÁP CHO TƯƠNG LAI: SỢI CÁP QUANG HOẠT ĐỘNG NHƯ THẾ NÀO?

Đây là đổi mới mang tính biểu tượng của Corning, tiếp tục khai thác ánh sáng và định hình cách chúng ta giao tiếp ngày nay.

Khi chúng ta thực hiện một cuộc gọi điện thoại nhanh, kiểm tra trang web hoặc tải xuống video trong thế giới kết nối cao ngày hôm nay, nó sẽ hoàn toàn có thể thực hiện được nhờ các chùm ánh sáng liên tục chiếu qua các sợi quang mỏng.

Ảnh: Corning.com

Sự đổi mới nổi lên như một trong những câu chuyện thành công lớn nhất của Corning, khi các nhà khoa học, vào năm 1970, đã phát triển một cách để truyền ánh sáng qua sợi quang mà ít hao tổn trên đường truyền.

Mặc dù nhiều tính năng của sợi đã được cải thiện rất nhiều trong 45 năm kể từ đó, các nguyên tắc cơ bản của truyền dữ liệu vẫn giữ nguyên.

Vì vậy, làm thế nào để sợi thực sự hoạt động? Hãy cùng xem.

Khi một thiết bị như máy tính của bạn có thông tin để gửi, dữ liệu đó sẽ bắt đầu dưới dạng năng lượng điện. Một tia laser trong máy tính chuyển đổi tín hiệu thành các photon - các hạt năng lượng mang điện từ nhỏ, còn được gọi là ánh sáng - và gửi chúng liên tiếp xuống lõi sợi mỏng.

Photon đi theo sóng qua lõi bên trong của sợi. Bởi vì vùng lõi này có chỉ số khúc xạ cao hơn (tức là ánh sáng truyền chậm hơn) so với lớp vỏ ngoài của sợi quang, tín hiệu ánh sáng được tập trung trong lõi và ngăn không cho bức xạ ra khỏi sợi. Ngoài ra, lõi sợi được làm từ các vật liệu có độ tinh khiết rất cao (điển hình là Silica và Germania) để đảm bảo rằng năng lượng ánh sáng không bị hấp thụ hoặc phân tán bởi các tạp chất. Bức xạ, hấp thụ và tán xạ là tất cả các dạng mất năng lượng, còn được gọi là suy giảm. Bằng cách giữ mức hao tổn ít nhất có thể, sợi quang cho phép ánh sáng và thông tin mà nó mang theo để đi được khoảng cách lớn từ nguồn ban đầu.

Nhưng nếu lõi là thành phần duy nhất của sợi, năng lượng ánh sáng cuối cùng sẽ bị rò rỉ, làm suy yếu tín hiệu trong một quá trình được gọi là suy giảm. Vì vậy, sợi quang cũng bao gồm một lớp bên ngoài, hoặc lớp phủ, được làm từ một thành phần thủy tinh khác. Vật liệu ốp có chỉ số khúc xạ thấp được thiết kế để phản xạ ánh sáng trở lại vào lõi mà không cho phép nó thoát ra.

Khi các photon đến đích, một máy thu quang được trang bị quang điện tử sẽ giải mã các tín hiệu ánh sáng kỹ thuật số và chuyển đổi chúng thành điện năng, hiển thị dữ liệu trên máy tính, TV hoặc thiết bị khác của người dùng khác.

Không phải tất cả các sợi đều giống nhau

Ảnh: Corning.com

Các loại tín hiệu truyền thông khác nhau đòi hỏi các loại sợi khác nhau để truyền dẫn hiệu quả. Đó là lý do tại sao Corning cung cấp cả sợi đơn mode và đa mode.

Sợi đơn mode phổ biến nhất trong các mạng viễn thông trên toàn thế giới - được thiết kế để mang năng lượng ánh sáng trên một con đường, trên một khoảng cách dài. Lõi của nó rất nhỏ - đường kính nhỏ tới 8 micromet. Nó thường được sử dụng cho các mạng đường dài. Bởi vì nó chỉ chứa được một đường ánh sáng, nên có ít khả năng xảy ra tín hiệu chồng chéo và biến dạng.

Mặt khác, sợi đa mode có lõi lớn hơn với đường kính lên tới 62,5 micromet. Nó được xây dựng cho các tín hiệu ánh sáng phải truyền xuống nhiều đường khác nhau cùng lúc - thường là trên khoảng cách dưới một dặm. Các trung tâm dữ liệu và một số mạng gia đình được kết nối, ví dụ, họ ưu tiên cáp quang đa mode vì nó có thể xử lý lượng dữ liệu rất lớn, tiết kiệm chi phí và không gian.

"Sợi Cáp Quang là một trong những sáng tạo mang tính biểu tượng của chúng tôi và tiếp tục được tiếp thêm năng lượng bởi những gì các thế hệ sợi tương lai có thể làm."

Sợi Cáp Quang đã phát triển như thế nào?

Ngay cả khi truyền thông không dây và điện toán đám mây đã mở rộng thế giới truyền thông, phần lớn tín hiệu thoại, video và dữ liệu vẫn truyền dọc các mạng cáp quang.

Và những đổi mới của Corning, trong nghiên cứu thủy tinh đang mang lại những thế hệ sợi tốc độ cao, công suất cao mới để đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng mạng ngày nay. Sợi Cáp Quang luôn luôn mạnh mẽ, dưới sức căng, nó mạnh hơn cả thép cường độ cao và titan. Hiện tại, khả năng của các sợi làm việc trong các vấn đề khó khăn cũng dẻo dai như vậy. Thiết kế mới cho phép các sợi được uốn quanh các góc kín hoặc ghim vào đinh tán trên tường mà không ảnh hưởng đến tín hiệu ánh sáng.

Công suất của Sợi Quang cũng là một điểm đáng chú ý. Một chuỗi đơn có thể hỗ trợ lên đến 2 triệu luồng video độ nét cao phát đồng thời. Và tại nhà, các cải tiến sợi mới đang cho phép kết nối quang tốc độ cao giữa các máy tính, hệ điều hành, máy chơi game, máy tính bảng, v.v.

Tiến sĩ Merrion Edwards, giám đốc phát triển thị trường và công nghệ cho sợi và cáp quang Corning cho biết, những sáng kiến ​​đó tiếp tục tạo ra ít sự hao tổn hơn và do đó cải thiện công suất và tốc độ.

(Theo Corning

- Dịch bởi Minh Huyền)