Valokuitu

Valokuitu tai optinen kuitu on ohut lasista tai muovista (esim. akryylimuovi) vedetty kuitu, jonka tarkoituksena on johtaa valoa. Valon taajuus on satoja terahertsejä ja tietoliikenteessä moduloidulla LED- tai laservalolla voidaan lähettää tietoa suurella nopeudella. Paksumpaa muovikuitua käytetään myös valonjohteena sisustuksessa. Valokuitu koostuu ytimestä (core) ja sitä ympäröivästä kuoresta (cladding) sekä mekaanista suojaa antavasta pinnoitteesta (coating). Valokuiduista valmistetaan useita kuituja sisältäviä valokaapeleita. ==Valokuitu Suomen tietoliikenteessä== Suomen tietoliikenne perustuu nykyisin valokuidusta rakennettuun runkoverkkoon, joka kuljettaa puhelinkeskusten välistä tietoliikennettä. Ensimmäiset puhelinverkon valokaapelit otettiin käyttöön Yhdysvalloissa vuonna 1976 ja Suomessa vuonna 1979https://rakettinetti.fi/valokuitutekniikan-historiaa/ . Suomessa valokuituverkkoa rakentaa mm. Valoo, Lounea, Elisa, GlobalConnect ja Valokuitunen. ==Valokuitutekniikka== ===Yksimuotokuidut=== Valo kulkee halkaisijaltaan 5–10 mikrometriä eli noin 0,005-0,01 mm paksussa ytimessä heijastumalla suoraan päästä päähän. Kuitujen valmistuksessa käytettävän lasin on oltava erittäin puhdasta, koska tyypilliset valokuituyhteydet ovat pituudeltaan useita kilometrejä. Tyypilliset yksimuotokuidulle tarkoitetut IP- verkkokäytössä olevat moduulit tukevat 11 kilometrin linkkejä. Moduuleja on saatavilla myös pidemmille matkoille, mutta ne ovat hinnaltaan kalliimpia ja yhteensopivuus on heikompi verrattuna lyhyen matkan lähettimiin. Todella pitkien yhteyksien rakentamiseen voidaan käyttää optisia vahvistimia, jolloin signaalia ei tarvitse välillä muuttaa sähköiseen muotoon. Tyypillisesti erbiumilla seostetusta lasikuidusta valmistetuilla laseroivilla vahvistimilla signaalin voimakkuus voidaan palauttaa alkuperäiselle lähetystasolle ja yhteyttä jatkaa edelleen useita kilometrejä. Kategoria (ISO/IEC 11801) Siirtonopeus Suurin pituus Lisähuomautuksia OS1/OS2 10 Gb 10 km 9/125 µm (Laser) aallonpituus 1310 nm OS1/OS2 10 Gb 40 km 9/125 µm (Laser) aallonpituus 1550 nm OS2 = ns. vesipiikitön ===Monimuotokuidut=== Monimuotokuitujen ytimet ovat halkaisijaltaan 50–70 mikrometriä. Monimuotokuidussa valo kulkee heijastumalla sekä taittumalla kuidun ytimen ja lasikuoren rajapinnasta. Lyhyille yhteyksille valokuituja valmistetaan myös muovista (POF, Plastic Optical Fiber). Edullisilla ja helppokäyttöisillä muovikuiduilla yhteyksien pituudet ovat tyypillisesti vain kymmenien tai satojen metrien mittaisia (yleensä korkeintaan 200–300 metriä). Rakennuskaapeloinnissa monimuotokuiduilla tehdään siirtymiset kerrosten välillä. Rakennusten välillä voidaan myös käyttää monimuotokuitua, mikäli niiden etäisyys ei kasva liian suureksi. Monimuotokuituluokat (OM1, OM2, OM3, OM3 Plus (tai OM4) Kategoria (ISO/IEC 11801) Siirtonopeus Suurin pituus Lisähuomautuksia OM1 100 Mb 2000 m 62,5/125 µm (LED) OM1 1 Gb 300 m 62,5/125 µm (Laser) OM1 10 Gb 33 m 62,5/125 µm (Laser) OM2 10 Gb 82 m 50/125 µm (Laser) OM3 1 Gb 1000 m 50/125 µm (Laser) OM3 10 Gb 300 m 50/125 µm (Laser) OM3+ 10 Gb 550 m 50/125 µm (Laser) OM3+ (OM4) 40 Gb 100 m ? 50/125 µm (Laser) OM3+ (OM4) 100 Gb ? m 50/125 µm (Laser) IEEE standardi n. 2010 ===Tilaajayhteyksien toteutusmalleja=== *Fiber to the node (FTTN): Kuituyhteys ulottuu kaupunginosan, asuinalueen tai vastaavan keskittimeen (solmu). *Fiber to the curb (FTTC): Yhteys ulottuu korttelin tai muun pienalueen laitekaappiin. *Fiber to the premises (FTTP) tai Fiber to the building (FTTB): Yhteys ulottuu kiinteistön tai rakennuksen jakamoon. *Fiber to the home (FTTH): Yhteys ulottuu pientaloon tai huoneistoon. FTTx- toteutuksissa, pois lukien FTTH, toteutetaan yhteyden loppupää kuparikaapeloinnilla ja sopivalla verkkotekniikalla, esim. Ethernet, DSL, HomePNA tai PLC. *Hybrid fibre-coaxial: (HFC) Valokuitu- ja koaksiaalikaapelin (kaapeli-tv) hybridiverkko. Käyttö esim. DOCSIS-järjestelmässä. ==Valokuitu sisustuksessa== Valokuitua käytetään myös sisustuksessa, esimerkiksi saunan valaistukseen ja olohuoneessa koristeena. Näissä on yleensä vain yksi valonlähde, josta erkanee kuituja useaan suuntaan ja valo karkaa kuitujen toisesta päästä. ==Katso myös== * Kuituliitin * Dispersio * Kokonaisheijastuminen * Ramansironta * Snellin laki * TOSLINK * Optinen tiedonsiirto vapaassa tilassa * Kvanttisalaus == Lähteet == == Aiheesta muualla == * Helkama Bica: FLASH CORD 2001, Valokaapelit tele- ja tietoverkoissa, 4. painoksen uusintapainos, 2004, 113 sivua (pdf) * Helkama Bica: Kaapeloidun valokuidun ominaisuudet (pdf) * Helkama Bica: Valokaapelit - yleiskatsaus * Fiber to the Home Council Europe Luokka:Kuituoptiikka Luokka:Dataliikenne Luokka:Siirtotiet Luokka:Seulonnan keskeiset artikkelit