Tại sao chỉ trên một sợi quang mà hàng vạn người có thể cùng một lúc đàm thoại với nhau?

Ngày nay, sợi quang được dùng rộng rãi trong đường dây truyền thông. Nguyên nhân là sợi quang không chỉ có ưu điểm như truyền xa, tốc độ nhanh, chịu nhiệt và nhẹ, mà quan trọng hơn cả là dung lượng truyền tải rất lớn. Chỉ một sợi quang cũng có thể cho hàng nghìn, hàng vạn người cùng đàm thoại một lúc, điều mà cáp điện trước kia khó thực hiện. Để hiểu điều này, hãy xem quá trình nối thông một cuộc gọi điện thoại.

Khi ta nói vào ống nói điện thoại, âm thanh lập tức được biến thành dòng điện ngữ âm và truyền đến tổng đài điện thoại sở tại qua đường dây điện thoại. Tại đó, thiết bị phát tín hiệu chuyên dụng biến dòng điện ngữ âm thành tín hiệu quang thích hợp để truyền bằng laser, rồi đưa tín hiệu đến tổng đài phía nhận qua sợi quang. Ở đầu nhận, thiết bị tiếp nhận khôi phục tín hiệu quang thành dòng điện ngữ âm và truyền đến ống nghe của máy điện thoại. Ống nghe lại chuyển dòng điện ngữ âm thành lời nói, nhờ vậy đối phương nghe được tiếng của ta.

Trong quá trình này, bước quan trọng là thiết bị phát tín hiệu chuyển tín hiệu ngữ âm thành tín hiệu quang. Trong kỹ thuật truyền thông, công việc ấy gọi là điều chế và được thực hiện bằng thiết bị điều chế chuyên dụng. Thiết bị này có thể biến tín hiệu ngữ âm từ nhiều máy điện thoại khác nhau thành các tín hiệu quang ở những dải tần khác nhau để truyền tải. Dải tần của sóng quang vô cùng rộng, rộng hơn vi ba tới 100 nghìn lần và rộng hơn sóng trung hàng chục triệu lần, nên có rất nhiều khả năng lựa chọn. Điều này giống như con đường càng rộng thì càng có nhiều làn xe và lưu lượng xe cho phép càng lớn. Về lý thuyết, trên dải tần rộng của sợi quang, hàng trăm triệu người cùng đàm thoại cũng không phải không thể. Trên thực tế, do thiết bị chuyển đổi quang - điện còn có giới hạn, dung lượng không thể đạt mức ấy, nhưng để hàng nghìn, hàng vạn máy điện thoại cùng thông thoại thì hoàn toàn có thể.

Trong quá trình chuyển đổi giữa tín hiệu ngữ âm và tín hiệu quang, cũng như khi xử lý hàng nghìn, hàng vạn cuộc gọi, máy tính giữ vai trò rất lớn. Nhờ tốc độ tính toán nhanh và khả năng lưu trữ lớn, máy tính có thể điều khiển và quản lý kịp thời, chính xác. Có thể nói, nếu không có máy tính, sợi quang dù tài giỏi đến đâu cũng khó phát huy hết khả năng này.