3.2.1 Widmo elektromagnetyczne
Światło używane w sieciach światłowodowych stanowi jeden z rodzajów energii elektromagnetycznej. Gdy ładunek elektryczny porusza się, zmieniając cyklicznie swój kierunek, tworzony jest rodzaj energii zwany energią elektromagnetyczną. Energia ta może w postaci fal przemieszczać się przez próżnię, powietrze i inne materiały, takie jak szkło. Istotną właściwością fali energii jest jej długość.
Fale radiowe, mikrofale, fale radarowe, światło widzialne, promieniowanie X i promieniowanie gamma pozornie znacznie różnią się od siebie. Jednak wszystkie są rodzajami energii elektromagnetycznej. Jeśli wszystkie typy fal elektromagnetycznych ułoży się w kolejności od największej do najmniejszej długości fali, powstanie ciąg zwany widmem elektromagnetycznym.
Długość fali elektromagnetycznej jest określona przez częstość, z jaką ładunek wytwarzający falę porusza się w jedną i drugą stronę. Jeśli ładunek porusza się w jedną i drugą stronę powoli, długość generowanej fali jest duża. Ruch ładunku elektrycznego można sobie przedstawić jako ruch patyka zanurzonego jednym końcem w basenie. Jeśli patyk porusza się w jedną i drugą stronę powoli, generuje fale na wodzie o dużej odległości pomiędzy szczytami fal. Jeśli patyk porusza się w obie strony szybciej, odległość pomiędzy szczytami fal będzie mniejsza.
Ponieważ fale elektromagnetyczne generowane są w ten sam sposób, mają wiele wspólnych właściwości. Wszystkie fale poruszają się w próżni z tą samą prędkością. Wynosi ona około 300 000 kilometrów na sekundę lub inaczej 186283 mil na sekundę. Jest to także prędkość światła.
Ludzkie oko może odbierać energię elektromagnetyczną o długości fali pomiędzy 700 a 400 nanometrów (nm). Nanometr to jedna miliardowa metra (0,000 000 001 metra). Energia elektromagnetyczna o długości fali pomiędzy 700 a 400 nm jest nazywana światłem widzialnym. Światło o długości fali około 700 nm jest widziane jako kolor czerwony. Najkrótsze fale, widziane jako kolor fioletowy, mają długość około 400 nm. Ta część widma elektromagnetycznego jest widoczna jako kolory tęczy.
Fale o długościach niewidocznych dla ludzkiego oka są używane do transmisji danych przez światłowód. Są to fale nieznacznie dłuższe niż światło czerwone i dlatego są nazywane światłem podczerwonym. Światło podczerwone jest używane w pilotach do telewizorów. Długość fali światła w światłowodzie wynosi 850 nm, 1310 nm lub 1550 nm. Wybrano fale o tych właśnie długościach, ponieważ lepiej od innych przemieszczają się one przez światłowód.