Invece di un conduttore, un dielettrico

Nel 1870, il fisico inglese John Tyndall dimostrò un'interessante esperienza nella propagazione della luce attraverso un flusso d'acqua. La luce proveniente da un arco di carbonio viene introdotta attraverso una lente in un flusso d'acqua. A causa delle molteplici riflessioni interne dei raggi al confine di due media - acqua e aria - il getto brillava per tutta la sua lunghezza. È stata la prima guida di luce: il liquido.

Dopo 35 anni, un altro scienziato, Robert Wood, ha suggerito che "la luce senza grandi perdite può essere trasmessa da un punto all'altro, usando la riflessione interna dalle pareti di un bastoncino di vetro". Quindi l'idea è venuta fibra trasparente solida.

Sono trascorsi 50 anni dall'emergere di questa idea alla sua realizzazione, fino alla fine degli anni '50, quando sono state ottenute fibre di vetro a due strati con diversi indici di rifrazione: grande nell'interno e più piccolo nello strato esterno. Come negli esperimenti di Tyndall, a causa di molteplici riflessi al confine di due media, un raggio di luce si propagò lungo la fibra dall'estremità trasmittente a quella ricevente.

Quando nel 1966 fu fatta un'ipotesi sulla possibilità di usare fibre ottiche per trasmettere segnali di comunicazione, per molti questo sembrò utopico. Quando trasmesso su fibre esistenti in quel momento, anche fatto di occhiali ottici, il raggio di luce si indebolì così rapidamente che si spense letteralmente dopo 10 metri.

La qualità della trasmissione telefonica sulla linea è considerata soddisfacente se la potenza del segnale quando passa dall'estremità trasmittente a quella ricevente diminuisce di non più di 1000 volte. Pertanto, l'attenuazione consentita della potenza del segnale non deve superare i 30 decibel.

Per la resistenza di vari materiali, vengono utilizzati indicatori specifici, in questo caso l'attenuazione si riferisce a un'unità di lunghezza della linea. Il coefficiente di attenuazione degli occhiali ottici disponibili a metà degli anni sessanta era di 3000 decibel per chilometro. Da qui il valore sopra della possibile gamma di trasmissione su di essi.

Il destino della trasmissione ottica dei segnali attraverso le fibre di vetro dipendeva dal fatto che sarebbe stato possibile ottenere tale trasparenza che avrebbe ridotto significativamente il coefficiente di attenuazione.

I risultati di ricerca intenzionali hanno superato le previsioni più ottimistiche. Già 10-15 anni dopo i primi esperimenti, la perdita di energia nelle fibre è diminuita a valori comparabili alle perdite nei cavi elettrici. Dalla distanza di comunicazione di fibre di vetro di decine di metri, è diventato possibile passare a decine e, nel lungo periodo, anche a centinaia di chilometri.

Come nella linea di comunicazione elettrica, nei punti in cui l'attenuazione del segnale ottico raggiunge un limite accettabile, vengono installati ripetitori. In essi, il segnale ottico viene prima convertito in elettrico, quest'ultimo viene amplificato con il ripristino della sua forma originale (ovvero rigenerata), quindi il segnale elettrico viene riconvertito in ottico, ma già amplificato, cioè riportato alla sua potenza originale. È questo segnale che si propaga lungo la linea al ripetitore successivo.

Nacque così una soluzione radicale al problema del risparmio di rame nei cavi di comunicazione: apparve un vero sostituto non metallico dei fili conduttivi in ​​rame.