Úvod

Obecně je známo že světelné paprsky se šíří volným prostorem přímočaře nebo po přímkové dráze. Tuto podmínku lze v praxi splnit jen v ojedinělých případech (přímá viditelnost, OSS atd.). Z hlediska širšího využití schopnosti světla šířit se prostorem je mnohem zajímavější nalézt vhodné optické struktury-materiály, které by umožňovaly přenos světelné energie mezi vysílačem a přijímačem. Taková struktura se nazývá optický vlnovod nebo optické vlákno.

Optická vlákna, podobně jako metalické vedení nebo vlnovody, slouží pro přenos elektromagnetických vln. Elektromagnetické vlny o velmi vysokém kmitočtu řádově stovek THz se nazývají světelnými, z hlediska délky vlny od 0,1 mm až po 10 nm. Optické vedení používají pouze část tohoto spektra.

Optické vlákno je velmi kvalitní vlnovod (ztráty až desetiny dB na km) schopný přenášet elektromagnetické vlnění o frekvenci okolo 200 THz. Výzkum reálných optických vláken pro telekomunikace začal v 70. letech. Z fyzikálních vlastností skla vyplynulo postupné použití přenosových oken na vlnových délkách 850 nm, 1 300/1 310 nm a 1 550 nm.

Vznikla mnohovidová (multimode – MM) vlákna, kde se jádrem vlákna o průměru kolem 60 μm šíří více vidů světla na vlnové délce 850 nm a 1 300 nm. Ta se používají především v sítích LAN pro vzdálenosti do jednotek kilometrů. Obrovský rozvoj nastal především u jednovidových (singlemode – SM) vláken, kde se v jádru vlákna průměru kolem 8 μm šíří pouze jeden vid světla s vlnovou délkou kolem 1 310 nm a 1 550 nm.

Materiál je velmi čisté křemenné sklo, které se pomocí přísad upravuje do požadovaných parametrů, následuje tažení vlákna, izolace vláken a výroba kabelu různých konstrukcí. Ale nejen sklo se dá použít pro optické přenosy. Obchodně se nabízí kabel vyrobený z perfluorovaného amorfního polymeru (amorfní obdoba teflonu) s hodnotou útlumu 0,3 dB/km na vlnové délce 1 300 nm.

Vývoj jednotlivých typů vláken, jejich nasazení a další pokračovaní vývoje, je nutno chápat ve vzájemné vazbě na vývoji přenosových a koncových zařízení. Jedním z rozhodujících kritérií, která je třeba vzít v úvahu při výběru vlákna, je koeficient chromatické disperze, protože útlum prakticky všech typů je již blízko teoretické hranice. Odhadovaná životnost kabelů je 25 až 30 let.

Optické vlákno se podobá svým tvarem a některými svými mechanickými vlastnostmi metalickému vodiči (ohebnost, spojování, konektorování atd.).