Faseroptik, auch Glasfaser genannt, ist eine Technologie, die es ermöglicht, dass Licht entlang dünner Glas- oder Kunststoffdrähte wandert. Diese Drähte werden typischerweise zu Glasfaserkabeln gebündelt. Dieser Kabeltyp wird am häufigsten in der Kommunikationsindustrie verwendet, da digitale Informationen in Lichtimpulse umgewandelt werden können, die sich entlang der Drähte bewegen. Die Kabel variieren in der Länge, von wenigen Metern bis zu lang genug, um Kontinente oder Ozeane zu überqueren.
Telefongespräche, das Internet und Kabelfernsehen sind Beispiele für die Arten von Informationen, die über ein Glasfaserkabel übertragen werden können. Es ist in der Regel weniger teuer als Kupferkabel. Diese Kabel können zu Haushalten und Unternehmen führen, werden jedoch normalerweise für die Fernkommunikation verwendet. Es ist jedoch nicht bekannt, leicht um Kurven zu fahren, ohne die Signalstärke zu verlieren, daher wird es häufiger für gerade, ebene Strecken verwendet.
Viele Personen in der Kommunikationsbranche bevorzugen Glasfaserkabel gegenüber Kupferkabeln. In erster Linie bieten Glasfasern typischerweise eine bessere Bandbreite, was bedeutet, dass sie mehr Informationen auf einmal übertragen können. Zweitens gibt es in einem Glasfaserkabel normalerweise weniger Dämpfung oder Signalverschlechterung. Drittens, während Kupferdrähte elektrische Signale verwenden, verwenden Fasern Lichtwellen, so dass die Wahrscheinlichkeit einer Störung des Signals geringer ist. Schließlich bestehen Glasfaserdrähte aus Glas, sodass eine geringe Brandgefahr besteht.
Ein Glasfaserkabel besteht aus vielen Glasfaserkabeln, die alle gebündelt sind. Die Hauptkomponente in jedem Draht ist der optische Glas- oder Kunststoffkern. Dieser Kern ist ein Faden aus klarem Material, der möglichst rein sein muss, um Licht über große Distanzen zu leiten. Verunreinigungen im Kern können eine Verschlechterung des Signals verursachen.
Jedes Glasfaserkabel verwendet einen Prozess, der als Totalreflexion bezeichnet wird, um Informationen über seine gebündelten Drähte zu übertragen. Diese besondere Art der Reflexion tritt auf, wenn Licht in einem bestimmten Winkel auf eine klare Oberfläche trifft und zurückprallt, anstatt sie zu durchdringen. Ein Beispiel für die in der Natur vorkommende Totalreflexion ist, wenn ein Schwimmer gerade noch unter Wasser ist und er oder sie den Meeresboden in der Wasseroberfläche reflektiert sehen kann. Diese Reflexion tritt aufgrund des Winkels des Schwimmers in Bezug auf die Wasseroberfläche auf.
Der Lichtimpuls innerhalb eines Glasfaserkabels trifft in einem ähnlichen Winkel auf die Außenwände des Drahtes, wodurch die Lichtwelle vorwärts bewegt wird. Die Außenfläche des Glasdrahts bietet genau den richtigen Reflexionswinkel, damit das Licht entlang des Kabels hin und her reflektiert wird. Der Kern ist von einer Hülle umgeben, einem optisch reflektierenden Material, das diesen Prozess unterstützt.
Lichtsignale treten typischerweise an einem Ende in das Glasfaserkabel ein und werden am anderen empfangen. Die Signale werden normalerweise von einem Computer aus digitalen oder Sprachinformationen umgewandelt. Sie werden dann in Form von Lichtimpulsen von einem Laser oder einer Leuchtdiode (LED) durch eine Linse in das Kabel emittiert.