Do 1960 roku amerykański naukowiec Maiman wynalazł pierwszy na świecie laser, który zapewniał dobre źródło światła do komunikacji optycznej. W ciągu następnych 20 lat ludzie dokonali przełomu w optycznych mediach transmisyjnych i ostatecznie stworzyli światłowody o niskiej stratności, które położyły podwaliny pod komunikację optyczną. Od tego czasu komunikacja optyczna weszła w fazę szybkiego rozwoju.
Transmisja światłowodowa ma wiele wyjątkowych zalet:
Przepustowość łącza
Szerokość pasma częstotliwości reprezentuje wielkość przepustowości transmisji. Im wyższa częstotliwość nośnej, tym szersze pasmo częstotliwości, w którym można transmitować sygnał. W paśmie częstotliwości VHF częstotliwość nośna wynosi od 48,5 MHz do 300 MHz. Przepustowość wynosi około 250 MHz, a można transmitować tylko 27 zestawów telewizyjnych i dziesiątki audycji FM. Częstotliwość światła widzialnego sięga 100 000 GHz, czyli ponad milion razy więcej niż pasmo VHF. Chociaż włókna światłowodowe mają różne straty na światło przy różnych częstotliwościach, co wpływa na szerokość pasma, szerokość pasma w obszarze najniższych strat może również osiągnąć 30000 GHz. Przepustowość pojedynczego źródła światła stanowi tylko niewielką jej część (pasmo częstotliwości światłowodów wielomodowych wynosi około kilkuset megaherców, a dobre światłowody jednomodowe mogą osiągać ponad 10 GHz). Wykorzystując zaawansowaną spójną komunikację optyczną, w zakresie 30 000 GHz można ustawić 2000 nośników optycznych w celu multipleksowania z podziałem długości fali, co może pomieścić miliony kanałów.
Niska strata
W systemie składającym się z kabli koncentrycznych najlepszy kabel ma stratę ponad 40dB na kilometr przy transmisji sygnałów 8{8}}0MHz. Natomiast straty światłowodu są znacznie mniejsze. Podczas transmisji światła o długości fali 1,31 um strata na km jest mniejsza niż 0,35 dB. W przypadku transmisji światła o długości 1,55 um strata na km jest mniejsza, do 0,2 dB. To 100 milionów razy mniej niż straty mocy kabli koncentrycznych, co pozwala na transmisję na znacznie większe odległości.
Ponadto istnieją dwie cechy utraty transmisji światłowodowej,
Jednym z nich jest taka sama strata we wszystkich kanałach telewizji kablowej i nie ma potrzeby wprowadzania korektora do wyrównania, jak w przypadku łączy kablowych;
Po drugie, jego strata prawie nie zmienia się wraz z temperaturą, więc nie ma potrzeby martwić się o wahania poziomu linii głównej spowodowane zmianami temperatury otoczenia.
Lekki
Ponieważ włókno światłowodowe jest bardzo cienkie, średnica rdzenia światłowodu jednomodowego wynosi zwykle od 4 um do 10 um, a średnica zewnętrzna wynosi tylko 125 um. Po dodaniu wodoodpornej warstwy, wzmocnienia i osłony średnica kabla optycznego złożonego z 4-48 włókien optycznych jest mniejsza niż 13 mm, czyli znacznie mniejsza niż średnica standardowego kabla koncentrycznego wynosząca 47 mm. Ponadto światłowód jest wykonany z włókna szklanego i ma mały ciężar właściwy, dzięki czemu charakteryzuje się małą średnicą i niewielką wagą, dzięki czemu instalacja jest bardzo wygodna.
Silna zdolność przeciwzakłóceniowa
Ponieważ podstawowym składnikiem światłowodu jest kwarc, który tylko przepuszcza światło, nie przewodzi i nie podlega wpływowi pól elektromagnetycznych, na przesyłany w nim sygnał optyczny nie mają wpływu pola elektromagnetyczne. Dlatego transmisja światłowodowa ma dużą odporność na zakłócenia elektromagnetyczne i zakłócenia przemysłowe. Z tego powodu sygnały przesyłane światłowodami nie są łatwo podsłuchiwane, co ułatwia zachowanie poufności.
Wysoka wierność
Ponieważ transmisja światłowodowa generalnie nie wymaga wzmocnienia przekaźnikowego, nie wprowadzi nowych zniekształceń nieliniowych spowodowanych wzmocnieniem. Dopóki liniowość lasera jest dobra, może przesyłać sygnały telewizyjne z wysoką wiernością. Praktyczne testy wykazały, że dobry system światłowodowy z modulacją amplitudy ma współczynnik potrójnego dudnienia kombinacji nośnej ponad 70 dB dla C/CTB i wskaźnik intermodulacji ponad 60 dB dla cM, co jest znacznie wyższe niż wskaźnik zniekształceń nieliniowych ogólnego łącza kablowego systemy.
Niezawodna wydajność pracy
Wiemy, że niezawodność systemu jest związana z liczbą urządzeń tworzących system. Im więcej urządzeń, tym większa szansa na awarię. Ponieważ systemy światłowodowe zawierają niewielką liczbę urządzeń (w przeciwieństwie do systemów kablowych wymagających dziesiątek wzmacniaczy), ich niezawodność jest naturalnie wysoka. Ponadto sprzęt światłowodowy charakteryzuje się długą żywotnością, o bezawaryjnym czasie pracy od 500 000 do 750 000 godzin. Wśród nich najkrótszą żywotność ma laser w nadajniku optycznym, którego minimalna żywotność wynosi ponad 100 000 godzin. Dlatego wydajność pracy dobrze zaprojektowanego, poprawnie zainstalowanego i debugowanego systemu światłowodowego jest bardzo niezawodna.
Koszty nadal spadają
Ktoś zaproponował nowe prawo Moore'a, znane również jako prawo optyczne. Ustawa mówi, że przepustowość światłowodowej transmisji informacji podwaja się co pół roku, a cena jednorazowo spada. Rozwój technologii komunikacji optycznej położył bardzo dobre podwaliny pod rozwój technologii szerokopasmowego Internetu. To usuwa ostatnią przeszkodę dla wielkoskalowych systemów telewizji kablowej do przyjęcia transmisji światłowodowej. Ze względu na obfite źródła materiałów (kwarc) używanych do produkcji światłowodów, koszt będzie dalej spadał wraz z postępem technologii; Surowce miedzi potrzebne do produkcji kabli są ograniczone, a ceny będą nadal rosły. Oczywiście w przyszłości transmisja światłowodowa będzie miała absolutną przewagę i stanie się najważniejszym środkiem transmisyjnym do budowy sieci telewizji kablowych w województwie, a nawet w całym kraju.
