Komunikasi serat optik
Dalam mengkemas paket serat ke dalam produk komersial, itu biasanya yang protektif dilapisi dengan menggunakan sinar ultraviolet (UV), cahaya polimer akrilat, kemudian diakhiri dengan konektor serat optik dan akhirnya berkumpul menjadi satu kabel. Setelah itu, dapat diletakkan di tanah dan kemudian jalankan melalui dinding bangunan dan aerially disebarkan dengan cara yang mirip dengan kabel tembaga. Serat ini membutuhkan perawatan yang kurang umum dari kabel twisted pair, setelah mereka dikerahkan.
Kabel khusus digunakan untuk data transmisi bawah laut jarak jauh, misalnya Kabel komunikasi bawah laut. Baru (2011-2013) kabel yang dioperasikan oleh perusahaan komersial (Emerald Atlantis, Hibernia Atlantic) biasanya memiliki empat helai serat dan menyeberangi Atlantik (NYC-London) pada 60-70ms. Biaya masing-masing seperti kabel yaitu sekitar $300 M pada tahun 2011. "sumber: The Chronicle Herald."
Praktek umum lain untuk bundel banyak helai serat optik dalam jarak jauh transmisi listrik kabel. Ini memanfaatkan kekuatan transmisi hak-hak dengan cara yang efektif, memastikan daya perusahaan dapat memiliki dan mengontrol serat diperlukan untuk memantau perangkat sendiri dan garis, lebih efektif kebal terhadap gangguan, dan menyederhanakan penggunaan teknologi smart grid.
Jarak transmisi dari sistem komunikasi serat optik tradisional telah dibatasi oleh serat redaman dan serat distorsi. Dengan menggunakan pengulangan opto-elektronik, masalah ini telah dihilangkan. Pengulangan ini mengkonversi sinyal ke sinyal listrik, dan kemudian menggunakan pemancar untuk mengirim sinyal lagi pada intensitas yang lebih tinggi dari yang diterima, dengan demikian untuk menangkal kerugian yang
terjadi di segmen sebelumnya. Karena kompleksitas yang tinggi dengan panjang gelombang-division multiplexing sinyal (termasuk fakta bahwa mereka harus dipasang sekitar sekali setiap 20 km), biaya pengulangan ini sangat tinggi.
Pendekatan alternatif adalah dengan menggunakan amplifier optik yang menguatkan sinyal optik secara langsung tanpa harus mengkonversi sinyal dalam domain listrik. Hal ini dibuat oleh doping panjang serat dengan langka bumi mineral erbium, dan memompa dengan cahaya dari laser dengan panjang gelombang yang lebih pendek dari sinyal komunikasi (biasanya 980 nm). Amplifier sebagian besar telah digantikan pengulangan pada instalasi baru.
Panjang gelombang-division multiplexing (WDM) adalah praktek mengalikan kapasitas yang tersedia dari serat optik melalui penggunaan saluran paralel, masing-masing channel pada panjang gelombang cahaya dedicated. Hal ini memerlukan panjang gelombang division multiplexer pada peralatan transmisi dan demultiplexer (pada dasarnya sebuah spektrometer) dalam menerima peralatan. Tersusun waveguide kisi-kisi yang biasa dipakai untuk multiplexing dan
demultiplexing di WDM. Menggunakan teknologi WDM sekarang tersedia secara komersial, bandwidth dari serat dapat dibagi menjadi sebanyak 160 saluran untuk mendukung gabungan bit rate di kisaran 1.6 Tbit/s.
Karena efek dispersi meningkat dengan panjang serat, serat sistem transmisi ini sering ditandai dengan produk bandwidth jarak jauh, biasanya dinyatakan dalam satuan MHzkm. Nilai ini merupakan produk dari bandwidth dan jarak karena ada trade off antara bandwidth dari sinyal dan jarak dapat dilakukan. Misalnya, serat multi-mode umum dengan produk bandwidth jarak jauh dari 500 MHzkm bisa membawa 500 MHz sinyal untuk 1 km atau 1000 MHz sinyal untuk 0.5 km.
Insinyur selalu melihat pada keterbatasan saat ini dalam rangka untuk meningkatkan komunikasi serat optik, dan beberapa pembatasan ini saat ini sedang diteliti.
Masing-masing serat dapat membawa banyak saluran independen, masing-masing menggunakan panjang gelombang cahaya yang berbeda (panjang gelombang-division multiplexing). Net laju data (data rate tanpa overhead byte) per serat per-channel data rate dikurangi dengan FEC overhead, dikalikan dengan jumlah saluran (biasanya sampai delapan puluh komersial dense WDM sistem).
Sedangkan keterbatasan fisik kabel listrik mencegah kecepatan lebih dari 10 Gigabit per detik, keterbatasan fisik serat optik belum tercapai.
Pada tahun 2013, peneliti baru atau "New Scientist" melaporkan bahwa sebuah tim di University of Southampton telah mencapai throughput 73.7 Tbit per detik, dengan sinyal yang terletak di 99.7% kecepatan cahaya melalui hollow-core photonic crystal fiber.
Untuk kaca serat optikmodern, batas jarak maksimum transmisi tidak langsung oleh penyerapan materi tetapi oleh beberapa jenis dispersi atau penyebaran pulsa optik saat mereka melakukan perjalanan di sepanjang serat. Dispersi pada serat optik ini disebabkan oleh berbagai faktor. Dispersi intermodal yang disebabkan oleh aksial berbeda dengan kecepatan yang berbeda mode melintang, batas-batas kinerja serat multi mode. Karena serat mode tunggal mendukung hanya satu mode melintang, dispersi intermodal dihilangkan.
Dalam kinerja serat mode tunggal ini terutama dibatasi oleh dispersi kromatik (juga disebut kelompok velocity dispersion), yang terjadi karena indeks kaca bervariasi sedikit tergantung pada panjang gelombang cahaya, dan cahaya dari real optik pemancar tentu memiliki nol spektral lebar (karena modulation). Mode dispersi polarisasii keterbatasan sumber lain terjadi karena meskipun serat mode tunggal dapat mendukung hanya satu mode
melintang, dapat melakukan mode ini berbeda dengan dua polarisasi, dan sedikit ketidaksempurnaan atau distorsi dalam serat dapat mengubah propagasi kecepatan untuk dua polarisasi. Fenomena ini disebut serat birefringence dan dapat dinetralkan dengan menjaga polarisasi serat optik. Dispersi membatasi bandwidth dari serat karena pulsa optik menyebarkan membatasi tingkat yang pulsa dapat mengikuti satu sama lain pada serat dan masih dibedakan pada penerima.
Beberapa dispersi, terutama dispersi kromatik, dapat dihapus oleh 'dispersi compensator'. Hal Ini bekerja dengan menggunakan panjang khusus disiapkan serat yang memiliki dispersi berlawanan dengan yang disebabkan oleh serat transmisi, dan ini mempertajam pulsa sehingga dapat benar diterjemahkan oleh elektronik.
Fiber redaman, yang memerlukan penggunaan sistem amplifikasi, disebabkan oleh kombinasi penyerapan materi, Rayleigh hamburan, Mie hamburan, dan kerugian koneksi. Meskipun penyerapan bahan untuk silika murni hanya sekitar 0.03 dB/km (serat yang modern memiliki redaman sekitar 0.3 dB/km), kotoran dalam serat optik asli yang disebabkan pelemahan dari sekitar 1000 dB/km. Bentuk lain dari pelemahan
disebabkan oleh tekanan fisik untuk serat, fluktuasi mikroskopis dalam kepadatan, dan teknik splicing tidak sempurna.. Masing-masing efek yang memberikan kontribusi terhadap redaman dan dispersi tergantung pada panjang gelombang optik. Ada panjang gelombang band (atau windows) dimana efek ini lemah, dan ini adalah yang paling menguntungkan untuk transmisi. Jendela ini telah dibakukan, dan saat ini definisi band adalah sebagai berikut:
Perhatikan bahwa tabel ini menunjukkan bahwa teknologi saat ini telah berhasil menjembatani kedua dan ketiga windows yang awalnya penjaluran.
Secara historis, ada jendela yang digunakan di bawah band O, yang disebut jendela pertama, di 800-900 nm; Namun, kerugian yang tinggi di wilayah ini sehingga jendela ini digunakan terutama untuk komunikasi jarak pendek. Jendela yang lebih rendah saat ini (O dan E) sekitar 1300 nm memiliki kerugian yang jauh lebih rendah. Daerah ini memiliki dispersi nol. Jendela tengah (S dan C)
sekitar 1500 nm yang paling banyak digunakan. Daerah ini memiliki kerugian pelemahan terendah dan mencapai rentang terpanjang. Memang ada beberapa dispersi, sehingga perangkat dispersi kompensator digunakan untuk menghapus ini.