Dzięki światłu możemy obserwować otaczające kwiaty i rośliny, a nawet świat. Mało tego, za pomocą „światła” możemy także przesyłać informacje, co nazywa się komunikacją światłowodową. Magazyn „Scientific American” skomentował kiedyś: „Komunikacja światłowodowa to jeden z czterech najważniejszych wynalazków od czasów II wojny światowej. Bez komunikacji światłowodowej, nie byłoby dziś Internetu i sieci komunikacyjnych. ”
Komunikacja światłowodowa to metoda komunikacji, w której fale świetlne służą jako nośnik, a światłowody lub włókna optyczne jako medium transmisyjne. Początki komunikacji „świetlnej” we współczesnym znaczeniu sięgają telefonu optycznego wynalezionego przez Bella w 1880. Telefon optyczny składa się ze źródła światła w postaci lampy łukowej, mikrofonu odbierającego wiązkę światła w odpowiedzi na dźwięk oraz odbiornika odtwarzającego pierwotny sygnał dźwiękowy. Zasada jest taka, że głos nadawcy przetwarzany jest na sygnał optyczny . Po transmisji odbiornik powraca do sygnału elektrycznego, a następnie sygnał elektryczny zostaje przywrócony do połączenia głosowego.
Co prawda komunikacja „świetlna” ma dobry początek, ale przez długi czas technologia komunikacji światłowodowej nie była dobrze rozwinięta. Po pierwsze dlatego, że nie znaleziono odpowiedniego źródła światła. Po drugie, nie było dobrego medium do przesyłania sygnałów optycznych. XX wieku narodziny laserów rubinowych zainspirowały naukowców. Zaletą laserów jest wąskie widmo, dobra kierunkowość oraz wysoka częstotliwość i jednorodność fazy, co czyni je idealnym źródłem komunikacji światłowodowej. W 1966 roku laureat Nagrody Nobla Gao Song zaproponował zastosowanie światłowodu ze szkła kwarcowego (tj. światłowodu, zwanego jako światłowód) jako medium komunikacji optycznej. W oparciu o tę teorię w 1970 roku firma Corning Company ze Stanów Zjednoczonych wydała 30 milionów dolarów na wyprodukowanie trzech próbek światłowodu o długości 30 metrów, co jest pierwszym na świecie włóknem, które ma praktyczne wartość dla komunikacji światłowodowej. W tym momencie technologia komunikacji światłowodowej zapoczątkowała wiosnę rozwoju.
Komunikacja światłowodowa składa się głównie z trzech części: światłowodu, nadajnika optycznego i odbiornika optycznego. W skrócie, nadajnik optyczny może przekształcić sygnał oryginalny w sygnał optyczny, który jest przesyłany do odbiornika optycznego za pośrednictwem kanału światłowodowego, a na koniec odbiornik optyczny przywraca odebrany sygnał do sygnału pierwotnego.
Ludzie nie szczędzili wysiłków, aby opracować technologię komunikacji światłowodowej, ponieważ ma ona nie tylko doskonałe zalety techniczne, ale także silną konkurencyjność ekonomiczną w porównaniu z poprzednimi metodami komunikacji. Optyczna częstotliwość nośna używana w komunikacji światłowodowej jest rzędu 100 THz, znacznie przekraczającą częstotliwość mikrofal od 1 GHz do 10 GHz. Oznacza to, że pojemność informacyjna komunikacji optycznej jest 10 000 razy większa niż systemów mikrofalowych. Ponadto komunikacja światłowodowa ma również dobre właściwości przeciwzakłóceniowe, takie jak szum tła i zakłócenia antyelektromagnetyczne, które w pewnym stopniu mogą zagwarantować prywatność i bezpieczeństwo komunikacji, a rozmiar jest mały i łatwy do ułożenia.
Obecnie komunikacja światłowodowa jest szeroko stosowana w sieciach komunikacyjnych, Internecie i sieciach telewizji kablowej. Rozwija się w kierunku dużej szybkości, pakietyzacji, tworzenia sieci i inteligencji, wnosząc nową witalność w dziedzinę komunikacji. Jednakże wraz z szybkim wzrostem zastosowania mobilnego Internetu, przetwarzania w chmurze, dużych zbiorów danych i Internetu rzeczy, gwałtowny wzrost ruchu stwarza także ogromne wyzwania dla sieci informacyjno-komunikacyjnej, a rozwiązanie problemu „nadmiernego wzrostu” przepływu danych w sieci staje się wyzwaniem w globalnym obszarze informacji i komunikacji.
Niniejsza praca jest oryginalnym dziełem „popularnonaukowej Chin – zasada naukowa, którą należy zrozumieć”