SMILE FM MOLDOVA Hincesti – Leova
Aproape tot traficul global de date, apeluri și videoclipuri care conectează continentele nu trece prin sateliți, ci prin rețele de cabluri subțiri așezate direct pe fundul oceanelor. Peste 99% din datele intercontinentale circulă prin sute de mii de kilometri de fibră optică submarină, unde semnalele luminoase parcurg mii de kilometri la adâncimi de peste 8.000 de metri.
1. Refracția internă totală ghidează fasciculul de lumină fără pierderi prin miezul de sticlă
Principiul de bază al fibrei optice este refracția internă totală. Cablul este alcătuit dintr-un miez central de sticlă de siliciu ultra-curată înconjurat de un strat exterior numit teacă (cladding), care are un indice de refracție mai mic. Când lumina laser intră în miez sub un unghi mic, ea este reflectată în întregime înapoi în interior de fiecare dată când atinge limita dintre miez și teacă, rămânând captivă și călătorind pe distanțe uriașe fără să scape în exterior.
2. Sticla de siliciu ultra-pură are o transparență de mii de ori mai mare decât sticla obișnuită
Sticla folosită în fibrele optice este de o puritate extremă, obținută prin depunere chimică în fază de vapori. Dacă apa oceanelor ar fi la fel de transparentă ca sticla dintr-o fibră optică modernă, ai putea vedea fundul celei mai adânci fose oceanice (la peste 10 kilometri) la fel de clar ca prin aerul curat. Această puritate reduce atenuarea semnalului la doar 0,2 decibeli pe kilometru pentru lungimea de undă de 1.550 nanometri.
3. Amplificatoarele optice EDFA măresc semnalul fără a-l transforma în curent electric
Pe traseele oceanice lungi de mii de kilometri, semnalul luminos își pierde din intensitate. O dată la 50-80 de kilometri, cablurile submarine folosesc amplificatoare EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier). Acestea conțin o bucată scurtă de fibră optică tratată cu atomi de erbiu (un pământ rar). Un laser auxiliar pompnează energie în acești atomi, iar când semnalul slab trece prin fibră, declanșează o emisie stimulată care amplifică direct undele de lumină, fără a fi nevoie de conversia lor intermediară în semnal electric.
4. Multiplexarea prin diviziune în lungime de undă (WDM) trimite zeci de culori prin același fir
Pentru a crește masiv capacitatea de transfer a unui singur fir de sticlă de mărimea unui fir de păr, inginerii folosesc tehnologia WDM (Wavelength Division Multiplexing). Prin aceeași fibră optică sunt trimise simultan zeci sau sute de raze laser de culori (lungimi de undă) ușor diferite în spectrul infraroșu. La capătul celălalt al cablului, prisme și filtre optice de înaltă precizie separă fiecare lungime de undă în canalul său individual de date.
5. Structura blindată a cablului submarin protejează fibra de presiune și ancore
Deși miezul din sticlă are diametrul de doar 125 de microni, cablul submarin complet are o grosime ce variază de la dimensiunea unui furtun de grădină (în adâncuri) până la cea de mărimea unui braț (lângă coaste). Fibra este protejată în interiorul unui tub din cupru sau aluminiu presurizat, înconjurat de fire din oțel împletit de înaltă rezistență, straturi de polietilenă și ambalaje din cauciuc pentru a rezista la mușcăturile rechinilor, ancorele vapoarelor și presiunile abisale.
6. Roboti plug submarini (ROV) îngroapă cablurile în adâncurile de lângă coaste
Cea mai mare amenințare pentru cablurile submarine la adâncimi mici (până la 1.500 de metri) o reprezintă plasele de pescuit de adâncime și ancorele navelor. Pentru protecție, navele speciale de cablare nu doar pun cablul pe fundul mării, ci folosesc pluguri submarine acționate hidraulic. Acestea sapă un șanț de 1-3 metri adâncime în solul marin, așează cablul și îl acoperă automat cu sedimente.
7. Alimentarea electrică de mii de volți circulă prin tubul de cupru al cablului
Amplificatoarele optice EDFA de pe fundul oceanului au nevoie de energie electrică pentru a funcționa neîntrerupt. Deoarece nu se pot trimite baterii în adâncuri, tensiunea este furnizată de la stațiile de la uscat aflate la capetele cablului. Un curent continuu de înaltă tensiune (până la 10.000 de volți) este trimis direct prin tubul din cupru care înconjoară nucleul de fibră optică, iar circuitul electric se închide folosind apa mării pe post de conductor de masă.
8. Dispersia cromatică este corectată prin fibre cu profil de indice modificat
Diferitele culori (lungimi de undă) ale luminii se deplasează prin sticlă la viteze infim diferite — fenomen numit dispersie cromatică. Pe distanțe de mii de kilometri, un impuls luminos scurt se lățește în timp și se suprapune peste impulsul următor, distorsionând datele. Pentru a neutraliza această problemă, inginerii introduc periodic pe traseu segmente speciale de fibră optică cu dispersie negativă (Dispersion Compensating Fiber), care întârzie culorile mai rapide și realiniază impulsul inițial.
9. Multiplexarea prin spațiu (SDM) crește capacitatea prin adăugarea mai multor nuclee
Când s-a atins limita fizică de energie care poate fi trimisă printr-un singur miez de sticlă fără a-l distruge sau supraîncălzi (limita nelineară Non-Linear Shannon Limit), inginerii au trecut la tehnologia SDM (Space Division Multiplexing). Cablurile de nouă generație includ mai multe perechi de fibre optice separate în interiorul aceluiași blindaj sau folosesc fibre speciale cu miez multiplu (Multi-Core Fiber), permițând rate de transfer ce depășesc sute de terabiți pe secundă per cablu.
10. Locația exactă a unei rupturi suboceanice se determină din laborator prin reflectometrie
Dacă un cablu submarin este tăiat de o ancoră sau avariat de o alunecare de teren la mii de kilometri de țărm, inginerii nu trebuie să caute orbetește pe fundul mării. Ei folosesc un instrument numit OTDR (Optical Time-Domain Reflectometer). Aparatul trimite un impuls laser ultra-scurt de-a lungul fibrei și măsoară timpul exact în care lumina reflectată înapoi de punctul de ruptură se întoarce la stație. Știind viteza luminii în sticlă, calculatorul localizează avaria cu o precizie de câțiva metri.
