Bár érthető, hogy nem ez jut eszünkbe minden alkalommal, amikor szeretteinkkel vagy üzletfeleinkkel videotelefonálunk, a különféle digitális szolgáltatások infrastrukturális háttere valójában igen érdekes téma. Az egyre gyorsuló digitalizáció, és a vele együtt növekvő adatforgalom mind nagyobb sávszélesség biztosítását követeli meg.

Ezt teszik lehetővé az adattovábbítást forradalmasító optikai hálózatok. Lássuk, mit érdemes tudnunk digitális világunk ezen láthatatlan érhálózatáról!

Alapozó: optikai kábelek régen és most

A távközlésben ma már mindennapos az optikai vezetékek használata, a gerinchálózatokban ki is szorították a hagyományos réz anyagú, csavart érpárból gyártott kábeleket. De honnan indult ez az adatátviteli forradalom, és hogyan is működik valójában?

A fényvezető szálas átvitel elvének felfedezése az 1960-as évek derekára datálható. A ’70-es években megjelentek az első generációs optikai rendszerek, a ’80-as évekre pedig már második generációs rendszereket használtak a gerinchálózatokban. A ’90-es évek elején már optikai erősítőkkel felturbózott rendszerek segítették az üzleti kommunikációt, míg a lakossági előfizetői hálózat a 2000-es évek elején jelent meg.

Az optikai hálózatok működési elve a következő: az adatok egy eredetileg nagy tisztaságú kvarcból előállított üvegszálon keresztül, fény formájában haladnak át. Ezt a kábelt többrétegű burkolat veszi körül, az optikai szál egyik végén belépő fényimpulzus pedig a héj és a szál határán verődik vissza. Vagyis akármerre hajlik is a vezeték, az egyik végén belépő fényimpulzus a másik végén fog kilépni.

Miért használnak üvegszálas rendszereket a távközlésben?

Magától értetődő, hogy a fény jóval gyorsabban halad, mint a korábban használatos fém vezetékekben szaladó elektronok, így az optikai kábelek megjelenése jelentősen megnövelte az adattovábbítás sebességét. De nem ez az optikai kábelek egyetlen előnye!

Az optikai kábelek alkalmazásával garantálható a továbbított jel teljes védelme a környezeti hatásokkal és szomszédos, például elektromágneses zavarokat generáló elektromos berendezések befolyásaival szemben. A zavarvédettség mellett az üvegszálas kábelek a jelcsillapítást is biztosítják, illetve fontos jellemzőjük, hogy a bennük futó jel minőségére nincs hatással a távolság sem. Kis méretük és súlyuk pedig lehetővé teszi, hogy a végpontokon nagy sűrűségben telepítsék őket. A fentiek alapján nem meglepő, hogy a gerinchálózatokban optikai kábeleket használnak, de ma már a mobil bázisállomások is optikai felhordó hálózatra támaszkodnak.

Felhasználóként ez persze maximum technológiai érdekesség – az optikai kábelek használata során csupán a stabil internetkapcsolatot és villámgyors adatáramlást tapasztaljuk, amely ráadásul szimmetrikus, tehát a le- és feltöltés maximális sebessége is egyaránt 1000/1000 Mbps.

Optikai kábelek a mindennapokban

Üvegszálas kábelek azonban nem csak a telekommunikációban használatosak. Tekintettel különleges tulajdonságaikra, az optikai kábelek számos iparágban és ágazatban felhasználásra kerülnek, így többek között hangrendszerek, orvosi műszerek, de akár ipari automatikai egységek gyártásánál is.

Tökéletesen beválnak olyan extrém körülmények között is, melyek gyakran lehetetlenné teszik a tradicionális kábelek használatát. Az optikai kábelek például nagy magasságokban, szélsőséges hőmérsékleti viszonyok között, vagy erős mágneses zavarokkal terhelt terekben is biztosítják a berendezések megfelelő működését. Ezen felül kiválóan alkalmasak hang és képi információk veszteség nélküli továbbítására is, ezért a hagyományos HDMI kábelek helyett nagyszerűen beválnak házimozi-rendszerek kábelezése esetén is!

De az üvegszálas kábelek az orvoslásban is elengedhetetlenek, használják őket például műtéteknél vagy endoszkópos vizsgálatok esetén, illetve olyan speciális esetekben is, mint amikor több száz vagy ezer üvegszál kötegbe fogásával juttatnak fényt a belső szervek vizsgálatához.

Nem csoda tehát, hogy az üvegszálas rendszerek forradalmat hoztak a telekommunikációban. Szerepük a vágtázva digitalizálódó jövőben, az 5G egyre szélesebb körű alkalmazásával párhuzamosan pedig még inkább fel fog értékelődni – fejlődésük ezért továbbra is töretlen. A technológiai újdonságok várhatóan még tovább fogják növelni az adatsebességet, ezáltal pedig az optikai kábelek lehetséges felhasználási körét a közeljövőben. Egy ilyen újdonság az OAM (orbital angular momentum), vagyis az orbitális fényimpulzus alkalmazása, amely használható a vezeték nélküli hálózatok teljesítményének javítására is.