Как поздравление с Новым Годом отправляется в путь по свету
Когда мы с вами в VK отправляем открытку или новогодний подарок, как они переправляются через десятки или даже тысячи километров нашему другу/подруге/родственнику?
Основные линии, связывающие различные точки Земного шара и развивающие сеть Интернет, являются волоконно-оптическими.
В некоторых школьных учебниках по физике в разделе «Оптика» приводят вот такую картинку устройства волокон
На рисунке показывается передача изображения с помощью лучей света по гибкому световоду (оптоволокну). Например, в учебнике Г.Я. Мякишев Физика 11 класс пишут следующее: «Перспективна передача телевизионных изображений по волоконному кабелю без разложения на последовательные сигналы. При этому по каждому из волокон передается какой-либо элемент изображения.»
Но на самом деле наша открытка в VK или стикер поздравления с НГ передается не таким образом. Такие волокна больше используется в медицине для осмотров пациентов.
На следующей картинке показан принцип передачи данных в волокне как непосредственный перенос цифровых сообщений 0-ей и 1-ниц внутри стеклянных трубок.
Конечно, любую фотографию, VK стикер, открытку, музыку или видео можно представить в виде 0 и 1, например, разложить цвета каждого пикселя фотографии в двоичной системе. Но перенести в пространстве сами 0 и 1 мы не сможем, их же нет физически!
Они существуют только как символы или буквы и если их не вложить во что-то материальное, например в бумагу, в радиоволну или в электричество, то в существующих реалиях перенести из одной точки Земли в другую мы их не сможем.
Самих символов 0 и 1 в действительности нет и в линиях связи их нет. А вот световой сигнал, как быстро перемещающаяся материя внутри волокна, как раз может переносить сообщение 0 и 1 в пространстве. Но свет в волокнах выглядит не как 0 и 1 на этой картинке, а как электромагнитное поле или волна поля.
Также при запросе «Волоконная оптика» можно встретить вот такие картинки. Выглядит очень красочно и красиво, поэтому такие волокна используются в дизайне интерьеров и даже в эксклюзивной одежде, но открытка в VK или стикер поздравления с НГ передается невидимым светом.
В связи с тем, что в связи тема дальности передачи информации очень важна, а в видимой области спектра потери в кварцевых стеклянных волокнах составляют ~ 225 дБ/км и ~ 45 дБ/км на длинах волн 0,4 (красный цвет) и 0,6 мкм (фиолетовый цвет) соответственно, в ВОСП используется для передачи информации невидимый для людей инфракрасный свет.
Когда мы с вами в VK отправляем открытку или новогодний подарок, то передается он на самом деле электромагнитными волнами (полем), который мы не видим, но выглядит оно примерно так
Можно конечно для упрощения представлять свет лучами, но на самом деле сердцевина такая маленькая, представьте 1/100 миллиметра, что свет заполняет собой ее полностью.
Распределение интенсивности света в основной моде TEM00 оказывается описывается функцией Гаусса, поэтому ученые свет часто в волокне рисуют пучком Гаусса.
Юююхууу!
Теперь вы знаете как открытка в VK или стикер поздравления с НГ передается нашему другу/подруге/родственнику в любую точку Земного шара за считанные доли секунды.