Fiber optik iletişim
Tarihçe

1880 yılında Alexander Graham Bell ve yardımcısı Charles Sumner Tainter Washington'daki Volta Laboratuvarında ışıklifi iletişimin erken müjdecisi olan fotofonu yarattı. Bell bunun en önemli icadı olduğu düşüncesindeydi. Cihaz, ışık huzmesi üzerinde sesin iletimine olanak tanıdı. 3 Haziran 1880'de Bell, dünyanın ilk kablosuz telefon iletiminin 213 m. aralıklı iki bina arasında test etti. Atmosferik iletim ortamında kullanılması nedeniyle fotofon, lazer ve ışıklifi teknolojilerinin ışığın güvenli iletimine imkân sağlayacak kadar kullanışlı olduğunu kanıtlayamadı. Fotofon ilk olarak onlarca yıl sonra askeri haberleşme sistemlerinde elverişli olarak kullanılabildi.
1966 yılında Charles K. Kao ve George Hockham, Harlow'daki STC Laboratuvarı'nda ışıkliflerini deneyerek mevcut camdaki 1000 dB/km'lik kayıpların imkân dâhilinde yok edilebilen kirletici maddelerden kaynaklandığını gösterdiler.
Işıklifleri 1970 yılında iletişim amaçlarına yetecek kadar düşük etki zayıflamalı olarak başarılı bir şekilde Corning Glass Works tarafından geliştirildiler ve aynı zamanda kompakt GaAs yarı iletken lazerler üretildi. Böylece ışığın uzun mesafeler boyunca ışıklifi kablolar üzerinden iletimi sağlandı.
1975 yılından itibaren başlayan bir dizi araştırma sonrasında 0,8 µm dalga boyu civarında işletilen ve GaSa yarı iletken lazer kullanan ilk ticari ışıklifi iletişim cihazı geliştirildi. İlk nesil sistem 10 km'ye kadar aralıklı yineleyicilerle 45 Mbit/s değerinde işletildi. 22 Nisan 1977'de, General Telephone and Electronics 6 Mbit/s hızında ilk canlı telefon görüşmesini ışıklifi ile Long Beach, California boyunca gönderdi.
Dünyadaki ilk yaygın ışıklifi ağ sistemin Rediffusion tarafından İngiltere'de 1978 yılında kurulduğu öngörülüyor. Kablolar şehir boyunca kanallara yerleştirildi ve 1000'den fazla aboneye ulaştırıldı. Yerel yayın alma problemleri nedeniyle o zamanlarda televizyon kanallarının yayın iletimi için kullanıldılar. Şu anda ise sistem hâlen durmakta fakat kullanılmamaktadır.
1,3 µm ile işletilip InGaAsP yarı iletken laser kullanan ikinci nesil ışıklifi iletişim, 1980 yılında ticari amaçla kullanılmak üzere ilk kez geliştirildi. İlk sistemler başlangıçta çok modlu dağılımı nedeniyle sınırlandı. 1981'de tek modlu lif sistem, iletişim performansını geliştirmek üzere ortaya çıkarıldı fakat tek modlu lif ile çalışan kullanışlı birleştiricilerin geliştirilmesinin zor olduğun kanıtlandı. 1987'den itibaren bu sistemler 50 km yineleyici mesafeleriyle 1.7 Gbit/s hızında işletildiler.
Işıklifi kullanan okyanus ötesi ilk telefon kablosu TAT-8'di ve Desurvire lazer yükseltme teknolojisini esas alarak tasarlanmıştı.İlk kez 1988 yılında kullanılmaya başlandı.
Üçüncü nesil ışıklifi sistemler 1,55 µm ve 0,2 dB/km kayıpla işletildiler. Bu gelişme Indium galyum arsenit geliştirilmesinden ve Indium galyum arsenit fotodiyodunun Pearsall tarafından ilerletilmesinden sonra mümkün hâle gelebildi. Mühendisler klasik InGaAsP yarı iletken lazer kullanarak o dalga boyundaki yayılım ile önceki problemlerin üstesinden geldiler. Bilim adamları bu zorluğu 1,55 µm'de minimum dağılmaya sahip olacak şekilde tasarlanan ve parçalı dağılım lifleri kullanarak veya lazer spektrumunu bir tek uzunlamasına moda sınırlayarak aştılar. Bu gelişmeler üçüncü nesil sistemlerin yineleyici aralıklarının 100 km üzerine çıktığı ağlarda 2.5 Gbit/s hızında işletilmesine olanak tanıdı.
Dördüncü nesil ışıklifi iletişim sistemi yineleyici ihtiyacını azaltmak için optik yükselticileri, veri kapasitesini artırmak için ise dalgaboyu bölmeli çoklama yöntemi(wavelength-division multiplexing) kullanıldı. Bu gelişmeler 1992'de başladığından bu yana 2001'de 10 Tbit/s'a ulaşılmasıyla her 6 ayda bir sistem kapasitesini iki katına çıkardı. 2006 yılında optik yükselticiler kullanılarak 160 km'lik tek hat üzerinde 14 Tbit/s veri hızına ulaşıldı.
Beşinci nesil ışıklifi komünikasyonun gelişimi için, WDM sisteminin işleyebileceği dalga boyu aralığının genişletilmesine odaklanıldı. C bandı olarak da bilinen klasik dalga boyu penceresi 1.53-1.57 µm aralığını kaplıyor ve kuru lif bu aralığı 1.30-1.65 µm ile aşarak düşük kayba izin veriyor. Diğer gelişmeler optik çözümler konseptini içeriyor. Özel şekiller kullanarak doğrusal olmayan etki ile dağılma etkisini yok edip şekli koruyan sinyal gönderiyor.
90'ların sonundan 2000'lere doğru sanayi ilerleticileri ve KMI, RHK gibi bazı araştırma şirketleri, iletişim bant genişliği talebindeki büyük artışın İnternetin kullanılmasının artmasına ve çeşitli bant genişliklerinin video talebi gibi yoğun müşteri servislerince ticarileşmesine bağladılar. İnternet protokol veri trafiği üstel biçimde, Moore Yasası kapsamında entegre edilmiş devre kompleksliğinin arttığı orandan daha hızlı artıyordu. Nokta com balonunun iflas ettiği 2006 yılı boyunca sanayide yeni trend, firmaları sağlamlaştırma ve maliyeti azaltmak için üretimin yabancı ülkede yapılmasıydı. Verizon ve AT&T gibi şirketler yüksek işlem hacimli veriyi ve geniş bantlı hizmetleri müşteri evlerine iletmek için ışıklifi iletişimin avantajını kullandılar.