1858 m. rugpjūčio 16. Didžiąją Britaniją ir Jungtines Amerikos Valstijas sujungė pirmasis pasaulyje povandeninis telegrafo kabelis. Prireikė ketverių kruopštaus planavimo metų ir beatodairiškos drąsos, kad du kontinentai būtų sujungti daugiau nei 3 tūkst. kilometrų ilgio vario gijomis.
Transatlantinį telegrafo kabeli tiesiantis laivas
© Vida Press

Pirmuoju pasaulyje transatlantiniu pranešimu tapo karalienės Viktorijos sveikinimas JAV prezidentui Jamesui Buchananui. Euforija, kuri apėmė istorinio įvykio liudininkus, greitai išblėso. Pradžioje puikiai veikęs telegrafo ryšys, leidęs perduoti Morzės abėcėlės signalus, staiga sulėtėjo tiek, kad juo beveik nebuvo įmanoma naudotis. Per valandą pavykdavo perduoti vos 90 raidžių, o visas karalienės laiškas JAV prezidentui telegrafu keliavo net pusantros paros!

Bandymai sustiprinti signalo kokybę indukcinės ritės pagalba turėjo tragiškų pasekmių. Kabelis neatlaikė aukštų apkrovų. Vos po trijų savaičių pirmasis transatlantinio ryšio kanalas nutilo visiems laikams. Prireikė aštuonerių metų ir keturių nesėkmingų bandymų, kad Amerikos ir Europos kontinentai vėl būtų sujungti telegrafo ryšiu. 1870 m. išrastas naujas duomenų perdavimo būdas, leidęs vienu metu siųsti kelias telegrafo žinutes, o XIX a. pabaigoje telegrafo ir telefono linijų tinklas apraizgė visus kontinentus. Povandeniniai kabeliai nusidriekė į sunkiausiai pasiekiamas pasaulio vietas. Informacija, kuri anksčiau keliaudavo dienas ar savaites, dabar galėjo būti nusiųsta per kelias minutes.

Nuo nesėkmingo bandymo sujungti du kontinentus transatlantiniu kabeliu praeis lygiai 130 metų, ir 1988 m. žemynus susies pirmoji šviesolaidinė jungtis, užtikrinusi tiems laikams įspūdingą 80 Mb/s (megabitų per sekundę) duomenų perdavimo spartą. TAT-8 – taip vadinosi pirmasis šviesolaidinis kabelis – galėjo vienu metu aptarnauti net 40 tūkst. telefono jungčių. Šiuolaikinės komunikacijos sistemos nebegalėtų išsiversti be šviesolaidinės duomenų perdavimo technologijos. Tačiau šio išradimo kaip ir transatlantinio telegrafo istorija mena nemažai nesėkmių.

Teorinius pagrindus šviesolaidinei komunikacijai padėjo XIX a. viduryje pradėti medžiagų optinių savybių tyrimai, kuriuos inicijavo net keli mokslininkai: Danielis Colladons, Jacques Babinet ir Johnas Tyndallis. 1854, m. J. Tyndallis pademonstravo eksperimentą, kurio metu šviesos spindulius „įkalino“ iš didelės talpos ištekančio vandens srovėje. Išsiveržęs į laisvę, šviesos srautas vietoje to, kad keliautų tiesia linija kaip jam ir pridera, „sulinko“ ir sklido srovės viduje, daugybę kartų atsispindėdamas vandens ir oro sąlyčio taškuose. Lygiai tokį patį efektą galima pasiekti naudojant stiklinį vamzdelį. Pakreipus šviesos spindulius tam tikru kampu, jie nebesugeba išsiveržti už medžiagos ribų ir lygiais intervalais atsispindi stiklo bei oro sąlyčio vietose, kol vamzdelis nesibaigia arba šviesa visiškai neišblėsta. Šį reiškinį mokslininkai vadina šviesos refrakcija arba šviesos lūžiu.

Pirmasis šviesą informacijos perdavimui panaudojo telefono išradėjas Alexanderis Grahamas Bellas, kuris 1880 m. pristatė savo naują kūrinį – fotofoną. Įrenginys vietoje laidų balso signalų perdavimui buvo naudojami šviesos impulsai. A. G. Bellas sufokusuodavo saulės spindulius į veidrodį ir tada kalbėdavo į vamzdelį, kurio mechanizmas priversdavo veidrodį vibruoti. Pašnekovo pusėje esantis imtuvas aptikdavo šviesos blyksnius ir paversdavo juos garsiakalbio virpesiais: lygiai taip pat kaip telefonas garsu paverčia elektromagnetinius impulsus. Išradimas buvo netobulas ir itin jautriai reagavo į oro sąlygų pasikeitimus, todėl A. G. Bellas nusprendė nešvaistyti jėgų tolesniam jo tobulinimui.

Galimybę „sulenkti“ šviesos spindulius panaudojo Williamas Wheeleris, kuris 1880 m. sukūrė šviesos vamzdžius, skirtus namų apšvietimui. Jo sukonstruota sistema turėjo rūsyje sumontuotą primityvią ir triukšmingai veikiančią elektros lanko lempą. Šviesos vamzdžiais šviesa buvo pristatoma į kitas pastato patalpas. 1888 m. šviesos vamzdeliai pirmą kartą panaudoti medicinoje. Jų pagalba buvo bandoma apšviesti sunkiai prieinamas kūno ertmes.

Iki XX a. vidurio šviesą įdarbinti bandė daugybė inžinierių. 1895 m. prancūzas Henry Saint-Rene išbandė galimybę perduoti vaizdą stikliniais vamzdeliais. Tačiau jo idėją greitai nukonkuravo pažangesnės televizijos sistemos. 1930 m. vokiečių medicinos studentas Heinrichas Lammas sukonstravo pirmąjį gastroskopą – įrenginį leidusį pažvelgti į žmogaus organizmo vidų.

Visi šie šviesos pritaikymo būdai turėjo vieną bendrą bruožą – jie veikė itin nedideliu nuotoliu. Daugelis mokslininkų XX a. viduryje galvojo, kad pritaikyti šviesolaidines technologijas ilgų nuotolių komunikacijų sistemose iš viso neįmanoma. Šviesos signalas galėjo be didesnių nuostolių keliauti vos kelis metrus. Buvo klaidingai manoma, kad šviesos impulso silpnėjimas kyla dėl to, kad spinduliai yra išsklaidomi.

Charlesas Kuenas Kao
Charlesas Kuenas Kao
© Vida Press

Už proveržį didelio nuotolio šviesolaidinių technologijų srityje reikia dėkoti Honkonge gimusiam inžinieriui Charlesui Kuenui Kao. XX a. 7-tame dešimtmetyje mokslininkas tyrinėjo medžiagų optines savybes ir įrodė, kad dėl šviesos signalo silpnėjimo reikia kaltinti ne spindulių išsklaidymą, o šviesą sugeriančias nekokybiškas medžiagas. Tyrinėtojas taip pat apskaičiavo, kad norint panaudoti šviesolaidžius dideliu nuotoliu, būtina sukurti tokias gijas, kuriomis sklindantis šviesos signalas vieno kilometro atstumu nusilptų ne daugiau nei 20 dB (decibelų). Tai reiškė, kad už kilometro esantį šviesolaidžio galą turi pasiekti bent 1 proc. nuo pirminio šviesos impulso. Tuometinės technologijos jau leido kurti apsaugine plėvele padengtus šviesolaidžius, galėjusius išvengti šviesos nuostolių sulenkimų ir kontaktų su kitomis medžiagomis vietose. Tačiau C. K. Kao laboratorijoje tyrinėtos gijos vis dar rodydavo 20 dB nuostolius ne kilometro, o vos 20 metrų atstumu. C. K. Kao pradėjo bandymus su švariomis silikatinio stiklo gijomis ir netrukus sugebėjo gerokai sumažinti šviesos nuostolius. Mokslo visuomenė pagaliau įsitikino, kad šviesolaidžiais perduoti informaciją dideliu nuostoliu iš tiesų įmanoma. Tačiau turėjo praeiti dar 45 metai, kad už pasiekimus šviesolaidinės komunikacijos srityje C. K. Kao 2009 metais būtų apdovanotas Nobelio fizikos mokslų premija.

1970 m. „Corning Glass“ laboratorijos mokslininkai Robertas Maureris, Donaldas Keckas ir Peteris Schultzas sukūrė itin šviesai pralaidžias gijas, kurios galėjo perduoti 65 tūkst. kartų daugiau informacijos nei variniai laidai. Šių šviesolaidžių signalo silpnėjimo rodiklis pagaliau peržengė Kao numatytą praktinio pritaikymo ribą ir siekė 17 dB/km. Netrukus buvo sukurti šviesolaidžiai kurių šviesos impulso silpnėjimas siekė vos 4 dB/km.

Aštuntajame XX a. dešimtmetyje buvo tobulinamos šviesą perduodančių lazerių ir imtuvų technologijos. Pradėti tiesti pirmieji šviesolaidiniai tinklai. Pačiu laiku! Juk netrukus prasidėjo revoliucija, kurią sukėlė asmeniniai kompiuteriai ir interneto atsiradimas. Šiuolaikiniai šviesolaidžiai jau leidžia perduoti informaciją be papildomo signalo pastiprinimo iki 150 km atstumu. Nuolat didinamas ir gijų pralaidumas.

Šviesolaidinės gijos apraizgo pasaulį lygiai taip pat kaip XIX a. tai darė telegrafo linijos. Džiugu, kad pagal šios technologijos plėtrą Lietuva išsiveržė į pasaulinių lyderių gretas. 2013 m. pabaigoje atlikto tyrimo duomenimis, Lietuva pirmauja Europoje pagal šviesolaidinio interneto skvarbą, o pasaulyje užima solidžią septintą vietą. Itin sparčiu ryšiu mūsų šalyje jau naudojasi naudojasi daugiau nei trečdalis gyventojų.

Griežtai draudžiama DELFI paskelbtą informaciją panaudoti kitose interneto svetainėse, žiniasklaidos priemonėse ar kitur arba platinti mūsų medžiagą kuriuo nors pavidalu be sutikimo, o jei sutikimas gautas, būtina nurodyti DELFI kaip šaltinį.
Parašykite savo nuomonę
arba diskutuokite anonimiškai čia
Skelbdami savo nuomonę, Jūs sutinkate su taisyklėmis
Rodyti diskusiją Rodyti diskusiją

Top naujienos

Kelionė po Rusiją pilna stebuklų: kainos baisios, o svajonių alga – 400 eurų (128)

Ne tik Lietuvoje gyventojai skundžiasi aukštomis kainomis. Rusijoje, Sankt Peterburge, sutikti...

Po pasaulį keliaujantis lenkas nišą rado Palangoje: kviečia paragauti „Trdelnikų“ (15)

„Buvau Rusijoje, Baltarusijoje, Italijoje, visose Baltijos šalyse, Ukrainoje, Austrijoje,...

Orai: savaitgalį – puikus oras, o vienai dienai atplūs tikras karštis (9)

Šeštadienį Lietuva pateks į mažo gradiento žemesnio atmosferos slėgio lauką.

Kraupiausios visų laikų profesijos: net skaitant šiurpsta oda (40)

Tie, kurie dabar dūsauja prisimindami senus gerus laikus, kai „moterys buvo skaisčios, žodis...

Gyvena iš 150 eurų pensijos ir vis tiek laimingi (327)

Ar įmanoma būti laimingam, jei gauni 150 eurų pensijos, gyveni vienkiemyje, neturi mašinos, o į...

Milijardierių problemos: trys absurdiškos situacijos (8)

Net ir patys turtingiausi turi problemų ir suka galvą, kaip jas išspręsti. Tiesa, jos drastiškai...

Susiruošusiems apsipirkti į Lenkiją - puikios naujienos: tokių mažų kainų jau seniai nebuvo (327)

Šią savaitę apsipirkti į Lenkiją atkeliavusių lietuvių laukė malonus netikėtumas –...

Sostinėje – skaudi nelaimė: motociklui atsitrenkus į dviratininką sužaloti du žmonės, vienas žuvo papildyta 22.35 (96)

Sostinės policija praneša, kad Vilniuje, Jauronių gatvėje, įvyko dviratininko žūtimi...

Užkandžiavimas prieš miegą: dėl papildomų kilogramų mažiausiai baiminkitės, gresia baisesnis pavojus (6)

Užkandžiaujate prieš miegą ar esate vėlyvų vakarienių mėgėjas? Pasirodo, tokie mitybos...

Motiejūnas: apie sudėtingas įžaidėjo paieškas, derybas su „Rockets“ bei baimę dėl White'o (10)

Kauno „Žalgiris“ yra per žingsnį nuo komplektacijos pabaigos artėjančiam sezonui, o iki...