Во-первых, световой луч в атмосфере подвержен влиянию дождя, снега, тумана и других неоднородностей воздушной среды. А это снижает не только качество передачи, но и приводит к сильному затуханию сигнала, а следовательно, к уменьшению дальности связи. Лишь в космосе, где отсутствует атмосфера, потери световой энергии минимальны.
Во-вторых, прямолинейное распространение света не позволяет преодолевать большие расстояния. Это препятствие можно преодолеть с помощью световодов — оптических стеклянных волокон, обладающих высокой прозрачностью.
Что представляет собой стеклянное волокно? Простейшее стекловолокно состоит из сердечника и оболочки. По сердечнику передают энергию излучения. Оболочка же не только предохраняет сердечник от загрязнений, но и не позволяет световой энергии рассеиваться с поверхности волокна в стороны.
Передача энергии по световоду происходит благодаря полному отражению света. Напомним, что полное отражение света происходит от границы двух сред в том случае, если скорость распространения волн в первой среде меньше, чем во второй и угол падения волны больше или равен предельному углу полного отражения.
В случае, когда поверхность раздела двух сред сделана абсолютно чистой, поток светового излучения полностью отражается в волокне без потерь. В действительности же, из-ва отклонения физико-химических свойств материалов, несовершенства технологии изготовления на поверхности раздела всегда имеются неоднородности, которые приводят к ослаблению передаваемых сигналов.
В настоящее время световоды применяют для внутренней связи на кораблях, самолетах, ракетах, для связи между ЭВМ и внутри блоков ЭВМ.
Иа ВДНХ СССР демонстрировалась опытная линия связи, созданная советскими специалистами. По световоду пропускались импульсы света длительностью в несколько миллиардных долей секунды. По такой линии возможно одновременно передавать десятки тысяч телефонных разговоров или транслировать несколько телевизионных программ.
Появились оптические кабели, содержащие несколько оптических волокон диаметром в 0,1 мм и имеющие размер