Tại sao cáp quang lại truyền được dữ liệu bằng ánh sáng?

 Chắc có lẽ các bạn đã được nghe nhiều về từ "cáp quang", nhưng chắc chắn rằng có nhiều bạn lại không biết "cáp quang là công cụ giúp truyền tải dữ liệu bằng ánh sáng". Thú thật, lần đầu tiên tôi nghe về khả năng này, tôi rất ngạc nhiên. Tại sao ánh sáng lại có thể truyền tải được dữ liệu điện tử giúp chúng ta truy cập được internet? Việc sử dụng ánh sáng để gửi dữ liệu thật là kỳ diệu, tuy nhiên điều kỳ diệu này cũng không quá khó hiểu. Trong bài viết này tôi sẽ giúp các bạn khám phá cách mà người ta sử dụng ánh sáng để truyền dữ liệu thông qua cáp quang và cách hoạt động của cáp quang như thế nào.

Cáp quang được dải dưới biển

Tính chất của ánh sáng

 Như các bạn đã biết, ánh sáng có một tốc độ nhanh khủng khiếp. Chỉ trong 1 giây, ánh sáng có thể đi quanh trái đất tới 7,5 vòng. Ngoài ra, ánh sáng cũng là một loại sóng, nó có bước sóng, tần số và biên độ. Với những ưu điểm này, các nhà khoa học đã cố gắng nghiên cứu để tìm ra cách sử dụng ánh sáng cho việc truyền tải dữ liệu. Và thật tuyệt vời, các nhà khoa học đã thành công, kết quả là nhân loại đang có một thứ gọi là "cáp quang" như ngày nay.

Cách truyền tín hiệu bằng ánh sáng

 Do ánh sáng có tính chất sóng nên nó có biên độ. Các nhà khoa học đã sử dụng biên độ khác nhau của ánh sáng để truyền tín hiệu.

 Có thể các bạn đã biết, máy tính hiểu được thông tin dưới dạng mã nhị phân là 0 và 1. Khi các số 0 và 1 này xếp lại với nhau thành một dãy dài theo thứ tự nào đó thì máy tính sẽ hiểu được ý nghĩa của nó.

 Vậy khi sử dụng ánh sáng để truyền tín hiệu, người ta đã mặc định một bước sóng có biên độ A nào đó là 0, biên độ B là 1. Và cứ liên tục điều chỉnh biên độ sóng A, B liên tục theo thứ tự thì đầu bên kia sẽ nhận được tín hiệu các số 0 và 1. Lúc này máy tính sẽ tự động sắp xếp lại và hiểu được ý nghĩa của nó. Đó chính là cách mà người ta dùng để truyền tín hiệu qua ánh sáng.

Truyền dữ liệu bằng ánh sáng bởi biên độ sóng

 Tuy nhiên, một vấn đề được đặt ra lúc này là "không thể truyền ánh sáng vào không gian được". Bởi vì nếu truyền ánh sáng vào không gian thì ánh sáng sẽ không đi đến đích mong muốn. Vậy nên người ta đã tạo ra những sợi dây hình trụ bằng nhựa hoặc thuỷ tinh, xung quanh dây được tráng một lớp phản quang, bên ngoài có thêm nhiều lớp cao su để bảo vệ. Sau khi tạo được những sợi dây cáp quang như trên, người ta sẽ truyền ánh sáng vào sợi dây đó. Do có lớp phản quang xung quanh, ánh sáng cứ va vào thành thì lại bị phản xạ lại. Như vậy ánh sáng sẽ không thoát ra được bên ngoài được, nhờ đó mà sợi dây cáp quang sẽ đưa ánh sáng tới đích.

Cấu tạo cáp quang, tia sáng luôn phản xạ trong cáp quang

 Như vậy việc truyền thông tin qua ánh sáng đã thành công. Bên nhận tín hiệu chỉ cần lắp thiết bị mã hoá để hiểu được thông tin là xong (các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông sẽ lắp đặt các thiết bị chuyên dụng để thu tín hiệu, sau đó trang bị modem để truyền tín hiệu đến từng nhà người dân).

 Với tốc độ nhanh khủng khiếp của ánh sáng, nếu như trước đây dùng dây đồng để truyền tín hiệu thì chỉ được 500 mét là ổn định, nhưng nay dùng cáp quang có thể truyền tín hiệu xa tới 100 km mà vẫn ổn định. Bên cạnh đó, khi dùng cáp quang chúng ta có thể truyền dữ liệu có dung lượng nhiều hơn tới 500 lần trong cùng một đơn vị thời gian.

 Như vậy thông qua bài viết này, các bạn đã hiểu được cơ bản cách mà cáp quang truyền tải tín hiệu. Đó là nó truyền các tia sáng từ bên trong cáp quang, mỗi tia sáng này có biên độ liên tục thay đổi là A hoặc B, nên đầu dây bên kia sẽ nhận được tín hiệu dưới dạng mã nhị phân là 0 và 1. Sắp xếp thật nhiều số 0 và 1 lại thì sẽ ra nội dung thông tin được truyền tải. Chỉ đơn giản như vậy thôi các bạn ạ, thực ra còn một số cách khác để mã hoá tín hiệu, nhưng chúng ta là người sử dụng thì hiểu những vẫn đề cơ bản như trên là được rồi.