in de telecommunicatie de transmissietechniek waarbij gebruik wordt gemaakt van het principe dat geleiding van licht mogelijk is door middel van meervoudige reflecties in glasdraden.
Bij het onderzoek naar de voortplanting van elektromagnetische golven langs een diëlektrische staaf werd in 1910 door Hondros en Debije reeds aangetoond dat geleiding van elektromagnetische golven mogelijk was; praktische toepassing van dit principe heeft moeten wachten op de ontwikkeling van geschikte hoogfrequente bronnen. In 1966 werd door Kao en Hockham voorgesteld om licht als bron toe te passen en dunne glasdraden met een geschikt brekingsindexprofiel te gebruiken voor de transmissie van breedbandige signalen. De verzwakking van het licht bedroeg toen echter enkele duizenden decibel per km. Inmiddels zijn er grote vorderingen gemaakt in de fabricage van zeer zuiver glas waardoor de verzwakking voor de beste soorten glasvezel kon worden teruggebracht tot enkele dB per km. Dergelijke glasvezels realiseren met licht een transmissie over afstanden tot ca. 15 km.
Glasvezeltypen.
Voor de toepassing in transmissiesystemen gebruikt men drie typen glasvezels die alle het kenmerk vertonen dat de brekingsindex vanuit het centrum naar de wand afneemt; de uitwerking daarvan is dat het licht, dat in principe de neiging heeft te divergeren, door breking of door reflectie naar het centrum van de lichtgeleider wordt teruggevoerd (zie afb.). Bij de single mode-glasvezel kan de voortplanting alleen plaatsvinden via een enkele mode (de grondmode), bij de multi mode-vezel zijn er meer voortplantingsmodi mogelijk wat dispersie tot gevolg heeft; in het graded index-type neemt de brekingsindex naar de buitenwand toe continu af, hetgeen tot gevolg heeft dat een lichtstraal naarmate deze meer van het centrum wegloopt sterker gebroken wordt en aldus weer terugbuigt naar het midden van de geleider.
Fabricage.
Een van de technologiën glasvezels van een gewenste brekingsindex te vervaardigen is de dubbele-kroesmethode. Hierbij wordt het glas met de geschikte brekingsindex tot het smeltpunt verhit in twee concentrisch opgestelde kroezen die beide zijn voorzien van een uitloopopening in de bodem waaruit de glasvezel getrokken kan worden. Bij een andere methode gaat men uit van glasstaaf, opgebouwd uit een kern en mantel van de gewenste brekingsindex; door deze door een oven te leiden kan na het smelten de staaf worden uitgetrokken tot een glasvezel. Een soortgelijk proces is mogelijk door uit te gaan van glazen buis waarop aan de binnenzijde glas voor de vorming van de kern van de glasvezel is opgebracht.
Verzwakking en dispersie.
Voor het gebruik in glasvezeltransmissiesystemen zijn de verzwakking en dispersie in de glasvezel de bepalende grootheden. Het blijkt dat bij bepaalde golflengten dempingspieken voorkomen als gevolg van moleculaire absorptie in het glas. In het lichtspectrum zijn er twee gebieden waar deze absorptie gering is, nl. golflengten van 800 nm en 1050 nm; de theoretische demping daarbij bedraagt resp. 1 dB en 4 dB per km. De verzwakking is echter in hoge mate afhankelijk van de zuiverheid van het toegepaste glas. Thans kan men glasvezels met dempingen van 10...20 dB per km in lengten van honderden m vervaardigen. Bij gebruik van zeer zuiver glas heeft men multi mode-vezels vervaardigd met een verzwakking van 3 dB per km. Een belangrijke eigenschap bij lichtgeleiding is dispersie. Dit verschijnsel betekent dat energie die op een zeker tijdstip in de glasvezel gekoppeld wordt, gespreid in de tijd het eindpunt bereikt. Enerzijds kan dit worden veroorzaakt doordat het gebruikte licht niet monochromatisch is (kleurdispersie), anderzijds doordat licht van dezelfde golflengte verschillende wegen in de glasvezel doorloopt, dit laatste vooral bij de multi mode-geleider (modedispersie). Dit verschijnsel heeft bij het gebruik van pulsvormige signalen tot gevolg dat er tijdens de transmissie pulsverbreding ontstaat waardoor het pulsritme moet worden beperkt om aan de ontvangkant de pulsen nog afzonderlijk te kunnen detecteren.
Transmissiesystemen.
Een compleet glasvezeltransmissiesysteem bestaat uit een lichtbron die gemoduleerd wordt, een glasvezel voor de overdracht van de gemoduleerde lichtsignalen en een lichtdetector met een demodulatiesysteem. Als lichtbron worden LED’S (licht emitterende diode) en lasers gebruikt, LED’S zijn eenvoudige componenten en minder kostbaar dan lasers. Het licht van LED’S is niet monochromatisch, waardoor eerder hinder wordt ondervonden van kleurdispersie dan bij lasers. Ook het rendement van de lichtinkoppeling is bij LED’S lager dan bij sommige lasers. Lasers leveren monochromatisch licht dat scherp gebundeld uittreedt waardoor de inkoppeling met een gunstig rendement kan plaatsvinden. De modulatiesnelheid kan bij lasers hoog gekozen worden. Veel aandacht wordt besteed aan de ontwikkeling van halfgeleiderlasers met een grote levensduur om daarmee de afmetingen van de lichtbron verder te reduceren. De detectie van de ontvangen lichtsignalen gebeurt met lichtgevoelige dioden zoals silicium- en avalanchedioden.
Bij systemen voor glasvezeltransmissie is zowel analoge als digitale modulatie mogelijk. Analoge modulatie ziet men in het bijzonder bij toepassingen voor het transport van televisiesignalen waarbij de kanalen bijv. worden overgebracht via verscheidene glasvezels in een kabel. Digitale modulatie is bij glasvezelsystemen aantrekkelijk omdat daarbij met een lage signaalruisverhouding aan de ontvangkant kan worden gewerkt, waardoor grotere afstanden in een keer kunnen worden overbrugd. Experimentele systemen werkend met een snelheid van 34 Mbit s−1 over een afstand van 3 km zijn reeds gebouwd. De verwachting is dat systemen ontwikkeld worden die bij modulaties tot 34 Mbit s−1 afstanden tot 10 km overbruggen en bij 560 Mbit s−1 nog tot 5 km afstand werken.