Truyền thông sợi quang là gì vậy?

Mọi người đều biết là sóng vô tuyến điện có thể truyền tải thông tin. Vậy sóng quang (ánh sáng, một loại sóng điện từ có bước sóng từ 0,77 đến 0,39 ∝m- chú thích của người dịch) có thể truyền tải được thông tin không? Sóng quang có thể truyền tải tin bằng cáp quang. Đó chính là truyền thông sợi quang. Lợi dụng ánh sáng thông thường có thể truyền tải lời nói được không? Không được. Từ điện thoại ánh sáng (quang tuyến) chỉ có thể nghe thấy những tiếng ú ớ mà thôi. Lí do là ánh sáng thông thường xen lẫn nhiều tia sáng có bước sóng (tần số) khác nhau, tính phương hướng kém. Nếu dùng nó để truyền tải lời nói thì chẳng khác nào rađiô đồng thời thu những chương trình với nhiều tần số, các loại âm thanh chồng lên nhau, truyền tới ống nghe, khiến ta không tài nào nghe rõ lời được.

Năm 1960, một nhà vật lý trẻ tuổi người Mĩ là Maiman đã phát minh một thiết bị laze (laser - light amplification by stimulated emission of radiation - khuếch đại ánh sáng bằng phát bức xạ cảm ứng - btv) dùng đá rubi, sinh ra một loại tia sáng tập trung cao về hướng và tần số đơn nhất, gọi là laze. Sau khi phát minh ra laze, thông tin quang mới có thể thực hiện được. Thế nhưng, laze truyền đi trong khí quyển luôn luôn bị tác động bởi mưa laze, tuyết, sương mù và bụi, thậm chí chỉ một tấm rèm cửa mỏng thôi cũng có thể ngăn trở được chùm tia sáng, khiến cho năng lượng tia sáng nhanh chóng yếu đi. Làm sao để có thể làm cho laze truyền đi xa mà không bị tổn thất đây?

Một lần, một công nhân pha lê Hy Lạp tình cờ phát hiện ra rằng tia sáng không chỉ có thể từ một đầu chiếc que pha lê (thuỷ tinh) nhanh chóng truyền tới đầu đằng kia, mà còn rất "thuần phục", không hề phân tán ra ngoài không gian của chiếc que kia. Qua phân tích, đó là vì khi tia sáng phát tới bề mặt pha lê thì sinh ra phản xạ hoàn toàn.

Phát hiện này đã gợi ý cho các nhà khoa học, họ đã thử dùng sợi pha lê kéo rất mảnh - sợi quang, để làm dây dẫn ánh sáng. Kết quả thực nghiệm cho thấy dù cho sợi pha lê có bị uốn cong thế nào, chỉ cần góc độ chiếu vào thích hợp thì laze sẽ phản xạ qua lại trong sợi pha lê này, ngoan ngoãn chạy dọc theo sợi dây dẫn này tới rất xa đầu kia. Loại dây pha lê này gọi là sợi dây dẫn quang. Biến đổi tín hiệu điện âm thanh, chữ viết, tranh ảnh thành tín hiệu quang lúc mạnh lúc yếu tương ứng, nó có thể chạy dọc theo sợi quang và truyền đến nơi xa. Khi nói vào ống nói của máy điện thoại hoặc khi camera chụp ảnh thì âm thanh và tranh ảnh bị biến thành dòng điện, qua thiết bị phát điện tín sẽ biến thành một dãy tín hiệu số do 0 hoặc 1 tạo thành (trong đó 1 biểu thị có tia sáng, 0 biểu thị không có ánh sáng). Thiết bị đầu cuối cáp quang phát ra một chuỗi tín hiệu sáng tối khác nhau chạy qua sợi quang rồi truyền đến thiết bị đầu cuối quang phía đối phương. Thiết bị thu ở đây sẽ khôi phục lại thành tín hiệu âm thanh hoặc hình ảnh. Truyền thông sợi quang đã được thực hiện như vậy đấy.

Truyền thông sợi quang đã tăng nhanh tốc độ truyền tải thông tin, khiến cho thông tin đi vào xa lộ thông tin. Dung lượng thông tin sợi quang thật là lớn. Trên một sợi quang còn nhỏ hơn sợi tóc có thể đồng thời truyền tải mấy vạn đường điện thoại hoặc mấy nghìn chương trình truyền hình. Nếu bện một dây cáp quang bằng mấy chục hoặc mấy trăm sợi quang thì thiết bị của nó nhỏ hơn nhiều so với cáp điện, nhưng dung lượng lại tăng lên hàng trăm hàng nghìn lần. Thông thường cáp điện được làm bằng đồng hoặc nhôm, giá thành cao. Còn nguyên liệu sợi quang lại là thạch anh, tức hạt cát thì có nguồn rất dồi dào. Trọng lượng sợi quang nhẹ, mềm dẻo, không sợ sấm sét, không sợ ẩm ướt, không sợ gỉ hay mục nát. Tính bảo mật của thông tin cáp quang cao, có khả năng chống nhiễu tốt. Bởi vậy, nó được dùng rộng rãi.

Hiện nay nhiều quốc gia đã lắp đặt mạng truyền thông sợi quang có quy mô khác nhau. Trung Quốc vào tháng 10 năm 1993 đã lắp đặt đường dây thông tin (truyền thông) sợi quang dài nhất thế giới. Năm 2000, mạng thông tin sợi quang của Trung Quốc sẽ lấy Bắc Kinh làm trung tâm và nối liền các thành phố tỉnh lị trên cả nước. Tại Bắc Kinh, kế hoạch mắc sợi quang đến tận gia đình đang thực hiện. Người ta lúc nào cũng có thể kéo sợi quang vào tận nhà. Đến lúc đó, người ta không chỉ có thể sử dụng sợi quang để truyền tải điện thoại, còn có thể lựa chọn chương trình truyền hình, xem truyền hình cáp, tiến hành truyền thông mạng máy tính, thậm chí ngồi tại nhà mà có thể làm việc, học từ xa. Thông tin sợi quang sẽ chứng tỏ tài năng trong mọi lĩnh vực.