En lugar de un conductor, un dieléctrico

En 1870, el físico inglés John Tyndall demostró una experiencia interesante en la propagación de la luz a través de una corriente de agua. La luz de un arco de carbono se introduce a través de una lente en una corriente de agua. Debido a los múltiples reflejos internos de los rayos en el límite de dos medios, el agua y el aire, el chorro brilló en toda su longitud. Fue la primera guía de luz: líquido.

Después de 35 años, otro científico, Robert Wood, sugirió que "la luz sin grandes pérdidas se puede transmitir de un punto a otro, utilizando la reflexión interna de las paredes de un palo de vidrio". Entonces surgió la idea fibra transparente sólida.

Pasaron 50 años desde la aparición de esta idea hasta su realización, hasta finales de la década de 1950, se obtuvieron fibras de vidrio de dos capas con diferentes índices de refracción: grandes en la capa interna y más pequeñas en la capa externa. Como en los experimentos de Tyndall, debido a múltiples reflexiones en el límite de dos medios, un haz de luz se propagó a lo largo de la fibra desde el extremo de transmisión hasta el receptor.

Cuando en 1966 se asumió la posibilidad de utilizar fibras ópticas para transmitir señales de comunicación, para muchos esto parecía utópico. Cuando se transmitió sobre las fibras existentes en ese momento, incluso hechas de lentes ópticos, el haz de luz se debilitó tan rápido que literalmente se extinguió después de 10 metros.

La calidad de la transmisión telefónica a través de la línea se considera satisfactoria si la intensidad de la señal al pasar del extremo transmisor al receptor disminuye no más de 1000 veces. Por lo tanto, la atenuación permitida de la potencia de la señal no debe exceder los 30 decibelios.

Para la resistencia de varios materiales, se utilizan indicadores específicos, en este caso la atenuación se refiere a una unidad de longitud de línea. El coeficiente de atenuación de las gafas ópticas disponibles a mediados de los años sesenta era de 3.000 decibelios por kilómetro. De ahí el valor anterior del posible rango de transmisión en ellos.

El destino de la transmisión óptica de señales a través de fibras de vidrio dependía de si sería posible lograr tal transparencia que redujera significativamente el coeficiente de atenuación.

Los resultados de búsqueda intencionados excedieron los pronósticos más optimistas. Ya 10-15 años después de los primeros experimentos, la pérdida de energía en las fibras disminuyó a valores comparables a las pérdidas en los cables eléctricos. Desde la distancia de comunicación de las fibras de vidrio de decenas de metros, se hizo posible llegar a decenas y, a la larga, incluso a cientos de kilómetros.

Como en la línea de comunicación eléctrica, en los puntos donde la atenuación de la señal óptica alcanza un límite aceptable, se instalan repetidores. En ellos, la señal óptica se convierte primero en una eléctrica, la última se amplifica con la restauración de su forma original (es decir, regenerada), luego la señal eléctrica se convierte de nuevo en una óptica, pero ya amplificada, es decir, devuelta a su potencia original. Es esta señal la que se propaga a lo largo de la línea hasta el próximo repetidor.

Así, nació una solución radical al problema de ahorrar cobre en los cables de comunicación: apareció un verdadero sustituto no metálico para los cables conductores de cobre.