Zuntz optikoa argiaren bitartez bi punturen arteko komunikazioa ahalbidetzen duen komunikabide bat da. Argiaren erabileraren zergatia eta oinarria argiaren abiaduran datza, 2,998 × 10⁸, alegia. Abiadura horri esker, posible da urruneko bi punturen artean seinale bat bidaltzea eta istant berean distantzia luzera jasotzea.

Historia pixka bat

Komunikazio optikoen historia duela hiru mende hasi zen. 1790. urtean, Claude Chappe ingeniari frantziarrak telegrafo optikoa asmatu zuen. Zuntz optikotik urrun zegoen asmakizun hura koloretako semaforoetan oinarritzen zen; semaforo haiek kodigo batzuei esker mezuak bidaltzeko erabiltzen ziren.

Ondoren, hamaika eratara erabili izan da argia mezuak bidaltzeko, 1960an, Theodore Mainmanek lehenengo laserraren demostrazioa argitaratu zuen arte. Asmakizun horrek ikaragarrizko iraultza ekarriko zuen komunikazio optikoen alorrera. Hain zuzen ere, sei urte beranduago, IEE erakundeak C.K. Kao doktorearen aurkikuntza argitaratu zuen: distantzia txikietan, gigaziklo bateko informazioa (200 telebista-kanal edota 200.000 telefono) garraia zezaketela garai hartako zuntz optikoek.

1983. urtean, MCI konpainia estatubatuarrak bere zuntz optikoko sarea hedatu zuen Amerikako Estatu Batu guztietan, eta horrela erakutsi zuen zuntzak ahalmena zuela distantzia luzeetan komunikazioak ziurtatzeko. Gaur egun, Amerika eta Europa elkartzen dituen zuntz optikoko komunikabide-sareak daude.

Zuntz optikoaren ezaugarriak

Zuntz optikoa uhin-gida zilindriko bat da, SiO kristalez, plastikoz edo ZBLAN deritzon materialaz egina; arruntena SiO kristalezkoa da. Zuntz optikoa oso fina da: diametroa pertsona baten ilearenaren ingurukoa da.

a) Zuntz optikoz osaturiko kable komertziala; b) zuntz optikoaren eta josteko orratzaren arteko konparazioa (iturria: Euskaltelen Telekomunikazio Hiztegia)

Zuntz optikoa hiru atalez osatua dago: nukleoa, estalkia eta gaineztadura. Nukleoak 4 µm-tik 60 µm-ra bitarteko diametroa izan ohi du. Nukleoaren diametroaren eta errefrakzio-indizearen arabera, hainbat motatako zuntz optikoak sailka daitezke:

• Modu bakarreko zuntzak: modu anitzekoek baino diametro txikiagoko nukleoa dute, eta errefrakzio-indize homogeneoa. Hauen bereizitasuna da modu anitzekoak baino banda-zabalera handiagoa eskaintzen dutela.

• Modu anitzeko zuntzak: diametro handiagoko nukleoa dute, saltoko profila edo profil parabolikoa izan dezakete, eta modu bakarrekoek baino banda-zabalera txikiagoa eskaintzen dute.

Zuntz optikoen ezaugarriak, nukleoaren arabera: goian) modu anitzeko zuntz optikoa, saltoko profileko errefrakzio-indizeduna; erdian) modu anitzeko zuntz optikoa, profil parabolikoko errefrakzio-indizeduna; behean) modu bakarreko zuntz optikoa, profil homogeneoko errefrakzio-indizeduna (iturria: Euskaltelen Telekomunikazio Hiztegia)

Estalkia ere SiOz egina dago, baina, kasu honetan, errefrakzio-indizea nukleoarena baino txikiagoa da eta, horrez gain, homogeneoa. Gainera, kanpoko diametroa estandarra da zuntz-mota guztietarako: 125 µm-koa, alegia.

Hirugarren atala gaineztadura da, silikonaz edo plastikoz eginiko geruza mehe bat, eta funtzio bakarra du: deskribatu dugun uhin-gida hauskorra babestea.

Horrez gain, trinkotasuna ziurtatzearren, beste geruza eta estalki batzuk ere gehitzen zaizkio, edo, bestela, zuntz bat baino gehiago lotzen dira elkarrekin zuntz optikoko kable komertzial bat osatzeko (ikus hurrengo irudia).

Zuntz optikoaren oinarri fisikoak

Zuntz optikoaren funtzionamendua ongi azaltzeko, uhin elektromagnetikoen hedapena azaltzen duten formuletara jo beharko genuke. Hala eta guztiz ere, izpien teoriaz eta optikaz ere balia gaitezke, zuntz optikoaren funtzionamendua erraz azaltzeko. Teoria horien arabera, argiak angelu jakin batekin bi material ezberdinen muga joz gero, argi guztia islatuko da, ispilu bat balitz bezala, eta errefrakzio-indize handiena duen materialean hedatuko da. Angelu horri erabateko islatze-angelu deritzo.

Laser baten bidez argia zuntz optiko batean sartuz gero, argiak estalkian errebotatuko du, nukleoa eta estalkiaren errefrakzio-indizeen aldeagatik, eta zuntz optikoaren nukleoan hedatuko da, errefrakzio-indize handiagoa duelako.

Ezkerrean, zuntz optikoaren nukleoa eta estalkia; eskuinean, argi-izpi bat zuntz optikoan zehar hedatzen (iturria: Euskaltelen Telekomunikazio Hiztegia)

Zuntz optikoaren abantailak

Honelaxe laburbil genitzake zuntz optikoak berekin dakartzan abantaila garrantzitsuenak:

• Ahultze-gaitasun txikiko bide bat da. Zuntz optikoan, gehienez ere, 0,2 dB/km-ko galerak izan daitezke.

• Banda-zabalera: gaur egun elektronikaz lor daitezkeen maiztasun handieneko seinaleak, zenbait terahertziotakoak, inolako arazorik gabe bidal daitezke zuntz optiko bakar baten bitartez.

• Zuntz optikoan, hiru komunikazio-leiho bereiz ditzakegu: lehenengoa, 890 nm ingurukoa, bigarrena, 1.300 nm ingurukoa, eta, hirugarrena, 1.550 nm ingurukoa. Dispertsio eta ahultze txikieneko uhin-luzerak dira, eta, leiho bakoitzean uhin-luzera ezberdinak erabiliz, komunikabide-kanal ezberdinak inplementa ditzakegu.

• Ez du interferentzia elektromagnetikorik jasaten, eta, beraz, inolako arriskurik gabe erabil daiteke eremu magnetiko handiak dauden inguruetan, adibidez, zentral elektrikoetan.

• Ez du txinpartak sortzeko arriskurik, eta, hortaz, zuntza nahigabe moztuta ere, ez dago sutea sortzeko arriskurik; ezaugarri hori dela eta, zuntz optikoa petrolioa eta beste substantzia suharbera bat dagoen inguruneetan ere erabil daiteke.

• Pisu eta tamaina txikikoa izateak kobrezko kableak baino erabilgarriagoa egiten du.

• Egonkortasun mekaniko handia du, eta ez da erraz hondatzen.

Etorkizuna

Zuntz optikoaren inguruko ikerkuntzak ez du etenik. Gaur egun, kommutadore optikoak eta router optikoak lortzea da ikertzaileen helburu nagusia. Horien bitartez, telekomunikabideek abiadura handiagoa lortuko dute benetako informazio-autobideetan.