Łączność światłowodowa
Światłowód jest doskonałym narzędziem do transportu wiązek światła - zarówno sygnałów, jak i energii. Światłowody są wykorzystywane przez wiele firm telekomunikacyjnych do przesyłania sygnałów telefonicznych, komunikacji internetowej i sygnałów telewizji kablowej. Jest on również wykorzystywany w innych branżach, w tym medycznej, obronnej, rządowej, przemysłowej i handlowej.
Światłowody stosowane w przemyśle i medycynie zazwyczaj składają się z krzemionkowych rdzeni i okładzin o średnicach od 100 do 1000 µm, grubszych niż światłowody telekomunikacyjne, i z niezbędnymi środkami ostrożności do transportu wysokoenergetycznych wiązek o określonej długości fali. Lasery, takie jak CO2 lub erbowo-YAG, nie mogą być jednak transportowane za pomocą światłowodów o dużym rdzeniu, ale są sparowane z pustymi falowodami.
Komunikacja światłowodowa wykorzystuje lasery do przesyłania danych na duże odległości przy minimalnych stratach sygnału i wysokiej wydajności. Typy laserów wykorzystywanych w komunikacji światłowodowej obejmują lasery półprzewodnikowe, lasery diodowe i lasery z rozproszonym sprzężeniem zwrotnym (DFB), z których każdy wyróżnia się określonymi możliwościami w zakresie zapewnienia niezawodnej i szybkiej transmisji danych.
Lasery półprzewodnikowe są powszechnie stosowane w światłowodowych systemach komunikacyjnych ze względu na ich zdolność do wytwarzania spójnego światła i pracy przy długościach fal wymaganych do transmisji na duże odległości. Lasery te są wydajne, kompaktowe i mogą być łatwo modulowane w celu przenoszenia danych. Lasery półprzewodnikowe są szczególnie skuteczne w komunikacji krótkiego i średniego zasięgu, np. w sieciach lokalnych (LAN) i infrastrukturze telekomunikacyjnej. Zazwyczaj działają one w zakresach długości fal 850 nm lub 1300 nm, idealnych dla wielomodowych kabli światłowodowych.
Lasery diodowe, znane również jako diody laserowe, są kolejnym szeroko stosowanym typem lasera w łączności światłowodowej. Lasery diodowe są bardzo wydajne, małe i zdolne do emitowania światła o różnych długościach fal, dzięki czemu nadają się zarówno do światłowodów jednomodowych, jak i wielomodowych. Są one zazwyczaj wykorzystywane w szybkiej transmisji danych na krótszych dystansach, np. w optycznych połączeniach międzysystemowych i centrach danych. Lasery diodowe są często stosowane w systemach wymagających wysokiej przepustowości danych i są cenione za niezawodność i niski koszt.
Lasery z rozproszonym sprzężeniem zwrotnym (DFB) są wykorzystywane do szybkiej komunikacji światłowodowej na duże odległości. Lasery DFB mają wbudowaną strukturę siatki, która zapewnia pracę w trybie jednomodowym i stabilną długość fali wyjściowej, co ma kluczowe znaczenie dla utrzymania integralności sygnału na długich dystansach. Lasery te są często wykorzystywane w telekomunikacji, zwłaszcza w systemach z gęstym multipleksowaniem z podziałem długości fali (DWDM), gdzie wiele kanałów danych jest przesyłanych jednocześnie przez jedno włókno. Lasery DFB zazwyczaj działają w zakresie długości fali 1550 nm, co minimalizuje straty sygnału i jest optymalne dla komunikacji długodystansowej.
Każdy z tych typów laserów odgrywa kluczową rolę w komunikacji światłowodowej, przy czym wybór lasera zależy od takich czynników, jak wymagana odległość transmisji, szybkość transmisji danych i typ systemu. Lasery półprzewodnikowe i diodowe są powszechnie stosowane w komunikacji na krótsze odległości, podczas gdy lasery DFB są preferowane do szybkiej transmisji na duże odległości ze względu na ich stabilność i precyzję długości fali.