본질적으로 광섬유는 빛을 사용하여 정보를 전송하는 아름답고 강력한 기술입니다. 거울로 가득 찬 길고 어둡고 완벽하게 곧은 복도를 상상해 보세요. 한쪽 끝에서 손전등을 비추면 빛이 거울에서 거울로 반사되어 반대쪽 끝까지 도달합니다. 이제 그 손전등을 매우 빠르게 켜고 끌 수 있어서 비밀 코드(모스 부호)를 보낼 수 있다고 상상해 보세요.

광섬유 케이블은 그 복도와 같지만 훨씬 더 효율적입니다. '손전등'은 레이저 또는 LED이고, '거울'은 유리 섬유의 내부 벽이며, '모스 부호'는 인터넷, 전화 통화 및 TV 신호를 구성하는 디지털 데이터입니다.

완전히 이해하려면 주요 부분과 그 뒤에 숨겨진 물리학을 살펴보겠습니다.

광섬유 케이블은 세 가지 주요 부분으로 구성됩니다.

• 코어: 빛이 이동하는 중심의 초박형 유리 가닥.

• 클래딩: 코어를 둘러싼 유리 층입니다. 코어와 다른 광학 밀도(또는 굴절률)를 갖습니다.

• 버퍼 코팅: 코어와 클래딩을 습기와 손상으로부터 보호하는 보호 플라스틱 층.

이것은 빛을 코어 내부에 가두는 마법입니다. 작동 방식은 다음과 같습니다.

• 빛은 서로 다른 물질에서 서로 다른 속도로 이동합니다. 빛이 얕은 각도로 두 물질의 경계에 부딪히면 굴절됩니다(이것을 굴절이라고 합니다).

• 코어와 클래딩은 코어가 광학적으로 '더 밀도가 높도록' 설계되었습니다. 즉, 코어 내부의 빛이 매우 얕은 각도로 클래딩에 부딪히면 탈출하여 굴절되지 않습니다. 대신, 코어로 완전히 반사됩니다.

• 이 과정을 전반사라고 하며, 미터당 수천 번 발생하여 섬유 전체 길이를 따라 빛 펄스를 안내하며, 부드러운 곡선에서도 강도 손실을 최소화합니다.

작동하는 광섬유 시스템에는 케이블 외에 더 많은 것이 필요합니다.

• 송신기: 한쪽 끝에서 전자 장치는 디지털 데이터(1과 0)를 빛 펄스로 변환합니다.

  • 1 = 빛 펄스 'ON'

  • 0 = 빛 펄스 없음 'OFF'
    레이저 또는 LED는 이러한 정확하고 고속의 빛 펄스를 생성합니다.

• 광섬유: 케이블은 이러한 빛 펄스를 장거리로 전달합니다.

• 리피터/광 증폭기: 매우 긴 거리(예: 바다 아래)의 경우 빛 신호가 약해질 수 있습니다. 리피터 또는 증폭기는 전기로 다시 변환하지 않고 신호를 증폭하는 데 사용됩니다.

• 수신기: 반대쪽 끝에서 광 검출기(광 센서)는 들어오는 빛 펄스를 감지하여 전기 신호로 다시 변환한 다음 원래 데이터(이메일, 비디오 등)로 다시 디코딩합니다.