Sợi quang trong cáp quang đã “chở” tín hiệu đi xa hàng ngàn cây số như thế nào?

Thông tin truyền dưới dạng ánh sáng trong sợi quang/cáp quang đã góp phần quan trọng để gắn kết mọi người, giúp những con người cách nhau rất nhiều cây số có khả năng thuận lợi trao gửi thông tin ( ngoại trừ khi nó đứt ).

Vậy thì nó làm điều này thế nào đây ? Qua bài viết dưới đây, mời quý khách cùng tìm hiểu nguyên lý vận hành chủ đạo của cáp quang, về cách mà loài người đã sử dụng ánh sáng để chở thông tin đi khắp thế giới .

bằng cách “Chớp tắt”, ánh sáng có khả năng truyền thông tin đi khắp thế giới trong các sợi quang

Nếu bạn dùng một cái đèn pin và truyền thông tin mã Morse cho người nào đó bằng giải pháp chớp tắt thì là vì bạn đang gởi thông tin bằng thông tin ánh sáng rồi đấy. Thông tin dạng ánh sáng trong sợi cáp quang cũng na ná như thế này.

Bằng giải pháp nhấp nháy , nguồn phát thông tin có khả năng truyền thông tin, giúp ghép nối người với người , các điểm kết nối thông tin và trung tâm dữ liệu, góp phần quan trọng lập ra hệ thống thông tin toàn cầu mà mọi người thấy bây giờ.

Chuẩn xác thì làm sao mà thông tin ánh sáng có khả năng truyền đi đường dài hàng nghìn cây số, vượt trùng khơi và xuyên châu lục nhỉ ? bí mật căn bản đặc biệt là nằm trong cấu tạo của sợi quang.

Sợi quang và lõi bọc là nhân tố chính, giúp truyền thông tin dưới dạng ánh sáng đi rất xa

Quay trở lại với cái đèn pin hồi nãy, nếu bạn cầm đèn pin rồi rọi vào một đường hầm rất dài thì chúng ta sẻ thấy càng di chuyển đường dài, ánh sáng sẽ càng tối dần. . Tình trạng này là bởi ánh sáng bị chia nhỏ lúc  di chuyển đường dài, và sợi quang được sinh ra để xử lý nó bằng giải pháp sử dụng một tình trạng khác – phản xạ toàn phần.

Nhắc lại về định nghĩa Phản xạ toàn phần :

Khi ánh sáng truyền từ môi trường trong suốt 1 sang môi trường trong suốt 2, nếu chiết suất của môi trường trong suốt 1 lớn hơn chiết suất của môi trường trong suốt 2 và ánh sáng chạm mặt phân cách giữa 2 môi trường ở một góc đủ hẹp, nó sẽ bị phản xạ lại. Đây là hiện tượng phản xạ toàn phần.

Lõi sợi quang được làm bằng chất liệu thủy tinh tinh khiết hoặc nhựa trong suốt để ánh sáng có khả năng thuận lợi truyền qua , lớp bọc thì được pha một ít chất phụ gia để bớt trị giá chiết suất của chúng. Hoặc ngược lại.

Kết quả là lúc ánh sáng đi trong lõi sợi quang và đập vào lớp bọc, nó sẽ bị nẩy lại và không ngừng đi trong sợi quang.

Bằng cách này, ánh sáng sẽ đập qua đập lại trong sợi quang như một đường zigzag và truyền đi một cự li rất xa. Nó còn có khả năng truyền theo đường cong của sợi cáp. Do đó các bạn có khả năng uốn sợi cáp quang mà không sợ làm nó gián đoạn thông tin.

tuy nhiên…

Về mặt sách vở thì ánh sáng nhiều khả năng truyền đi vĩnh viễn như vậy trong sợi quang, nhưng thật ra tất cả chỉ là tương đối.

Sợi quang chẳng hề tuyệt vời triệt để, nó vẫn có những điểm yếu quá nhỏ trên suốt chiều dài của sợi cáp, khiến cường độ ánh sáng bị giảm bớt theo cự ly.

Bởi điều đó mà mọi người phải có các bộ chuyển tiếp thông tin giữa các tuyến cáp quang liên châu lục. Các bộ chuyển tiếp này có 2 dạng là repeater và amplifier.

Trong đó thì repeater sẽ nhận thông tin ánh sáng đã bị yếu đi ( tuy nhiên vẫn ở mức mà nó còn đọc được ) để chuyển tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện.

Tiếp theo nó lại chuyển Tín hiệu điện thành tín hiệu ánh sáng tuy nhiên với cường độ mạnh gấp nhiều lần, đủ để thông tin đi được một chặng đường dài trước thời điểm gặp bộ chuyển tiếp kế tiếp hoặc thiết bị nhận thông tin ở đầu phía bên kia của tuyến cáp.

Dẫu vậy các bộ repeater thế này khá rắc rối, khoản tiền phải trả cao và có độ trễ nên ở thời điểm hiện tại trên nhiều tuyến cáp, mọi người đã chuyển hướng sang dùng bộ chuyển tiếp kiểu amplifier.

Amplifier có các sợi quang được pha chất phụ gia có công dụng phóng đại không qua khâu trung gian thông tin ánh sáng đã bị suy kém ngay thời điểm đụng vào chúng. Chính các ion trong sợi quang sẽ phát lại thông tin tương đồng tuy nhiên với cường độ mạnh hơn cực kỳ nhiều đối chiếu với thông tin đầu vào.

Cáp quang và các bộ chuyển tiếp tín hiệu ánh sáng đã kết nối cả thế giới

Bằng giải pháp truyền thông tin đi thật xa rồi khuếch trương nó lên trước thời điểm nó nó suy kém đạt mức không đọc được , các tuyến cáp quang có khả năng mang thông tin vượt trùng khơi, xuyên châu lục.

Tìm hiểu thêm : Cáp quang đầy đủ chủng loại.

Kể trên là thông tin về cách mà ánh sáng trong những sợi cáp quang truyền thông tin đi khắp thế giới . Mong rằng bài viết đã cung cấp cho quý khách các thông tin hữu ích.