Ljósleiðarifjarskipti, gervihnattasamskipti og fjarskipti eru þrjár stoðir nútíma samskiptaneta, með ljósleiðara
samskipti eru uppistaðan vegna margra mikilvægra kosta
Saga ljósleiðarasamskipta
Að nota ljós til samskipta er ekki alveg nýtt hugtak. Notkun landa míns til forna á ljósastaurum fyrir viðvörun er gott dæmi um sjónræn samskipti og má líta á notkun Evrópubúa á fánamerkjum til að senda upplýsingar sem frumstæð form sjónsamskipta.
Form nútíma sjónsamskipta má rekja til ljóssímans sem Alexander Graham Bell fann upp árið 1880. Hann notaði sólarljós sem ljósgjafa, fókusaði geislann á titringsspegil fyrir framan sendirann, sem olli því að ljósstyrkurinn breytist með röddinni og stillti þannig ljósstyrkinn. Í móttökuendanum endurvarpaði fleygbogaspegill ljósgeislanum frá andrúmsloftinu yfir á rafhlöðu og selenkristall virkaði sem sjónviðtakari, breytti ljósmerkinu í rafstraum og sendi þannig raddmerki í gegnum lofthjúpinn. Vegna skorts á kjörnum ljósgjafa og flutningsmiðli á þeim tíma hafði þessi sjónsími mjög stutta sendingarfjarlægð og engin hagnýt notkun, þannig að þróun hans var hæg. Hins vegar var sjónsíminn enn frábær uppfinning, sem sannaði hagkvæmni þess að nota ljósbylgjur sem burðarbylgjur til að senda upplýsingar. Því má segja að Bell sjónsíminn hafi verið frumgerð nútíma sjónsamskipta.
Uppfinning lampans gerði það að verkum að hægt var að smíða einföld sjónsamskiptakerfi og nota þau sem ljósgjafa, svo sem samskipti milli skipa og milli skipa og lands, stefnuljós fyrir bíla og umferðarljós. Reyndar er hvers konar gaumljós undirstöðu sjónsamskiptakerfi. Í mörgum tilfellum er hægt að nota breiðbandsflúrljómandi ljósdíóða- sem ljósgjafa. Árið 1960 fann Bandaríkjamaðurinn Robert Maiman upp fyrsta rúbínleysirinn, sem í vissum skilningi leysti vandamál ljósgjafa og færði sjónsamskiptum nýja von. Í samanburði við venjulegt ljós hafa leysir þrönga litrófsbreidd, framúrskarandi stefnuvirkni, mjög mikla birtu og góða eiginleika með tiltölulega stöðugri tíðni og fasa. Leysarar eru mjög samhangandi ljós og eiginleikar þeirra líkjast útvarpsbylgjum, sem gerir þá að kjörnum ljósbera. Í kjölfar rúbínleysisins birtust köfnunarefnis-vetni (He-Ne) leysir og koltvísýrings (CO2) leysir og voru teknir í notkun. Uppfinning og beiting leysigeisla hófst nýtt tímabil fyrir sjónsamskipti, sem hafði verið í dvala í 80 ár.
Síðan Kao Kuen lagði fram hugmyndina um ljósleiðara sem flutningsmiðil árið 1966, hafa ljósleiðarasamskipti þróast hratt frá rannsóknum til umsóknar, með stöðugri tækniuppfærslu, stöðugt að bæta samskiptagetu (flutningshraða og gengisfjarlægð) og stækka notkunarsvið.
Fimm stig ljósleiðarasamskipta
Fyrsta stigið var þróunartímabilið frá grunnrannsóknum til viðskiptalegrar notkunar. Frá og með 1976, eftir hraða rannsókna og þróunar, og eftir margar vettvangsprófanir, var fyrsta-kynslóð ljósbylgjukerfisins sem starfar á bylgjulengd 0,8μm opinberlega tekið í notkun árið 1978.
Annað stigið var hagnýtt umsóknartímabil, með það að markmiði að bæta flutningshraða og auka flutningsfjarlægð og efla notkun þess kröftuglega.
Þriðja stigið beindist að mjög-mikilli afkastagetu og ofur-langri fjarlægð, með yfirgripsmiklum og ítarlegum-rannsóknum á nýrri tækni. Á þessu tímabili náðist 1,55μm dreifingar-breytt ein-stillingar ljósleiðarasamskipti. Þetta ljósleiðarasamskiptakerfi notar ytri mótunartækni, nær flutningshraða upp á 2,5–10 Gbit/s og endurtekningarlausar sendingarvegalengdir upp á 100–150 km. Jafnvel hærra stig gæti náðst á rannsóknarstofunni.
Fjórða stig ljósleiðarasamskiptakerfa einkennist af því að nota ljósmagnara til að auka endurvarpsfjarlægðir og nota bylgjulengdarskiptingu margföldunartækni (WDM) til að auka bitahraða og endurvarpsfjarlægðir. Vegna þess að þessi kerfi nota stundum núll-mismuna- eða mismunakerfi eru þau einnig kölluð heildstæð sjónsamskiptakerfi.
Fimmta stig ljósleiðarasamskiptakerfa er byggt á ólínulegri þjöppun til að hætta við breikkun trefjadreifingar og ná fram samræmdri sendingu ljóspúlsmerkja, einnig þekkt sem sjónrænt samskiptatæki. Þessi áfangi hefur spannað yfir 20 ár og hefur náð byltingarkenndum framförum.
Notkun nútíma ljósleiðarasamskipta
Ljósleiðarar geta sent bæði stafræn og hliðræn merki. Sem stendur treysta 90% af alþjóðlegri samskiptaþjónustu á ljósleiðarasendingu. Með þróun ljósleiðarasamskiptatækni hafa mörg lönd um allan heim innlimað ljósleiðarasamskiptakerfi í almenningsfjarskiptanet sín, gengisnet og aðgangsnet.
Ljósleiðara breiðbands flutningsnet og aðgangsnet eru í hraðri þróun og eru nú megináherslur rannsókna, þróunar og beitingar. Hægt er að draga saman hin ýmsu notkun ljósleiðarasamskipta sem hér segir:
(1) Samskiptanet: Ljósleiðarasamskipti eru mikið notuð í samskiptanetum og eru orðin almenn aðferð nútímasamskipta.
(2) Staðbundin tölvunet (LAN) og breiðsvæðisnet (WAN) mynda internetið.
(3) Stofn- og dreifikerfi kapalsjónvarpsneta, gervihnattajarðstöðvar iðnaðarsjónvarpskerfa, örbylgjulínur, loftnetsmóttakarar o.s.frv.
(4) Ljósleiðaraaðgangsnet fyrir samþætta þjónustu.
(5) Ljósleiðaraskynjarar. Strangt til tekið tilheyra ljósleiðaraskynjarar ekki samskiptasviðinu. Hins vegar eru ljósleiðaraskynjarar afar mikilvægt notkunarsvæði ljósleiðara.
