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 valokuitukaapeleita.

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 1979.https://rakettinetti.fi/valokuitutekniikan-historiaa/  Suomessa valokuituverkkoa rakentaa muun muassa Elisa, Elmonet, Lounea, GlobalConnect, Valokuitunen ja Valoo.

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 pituusLisähuomautuksiaOS1/OS210 Gb10 km9/125 µm (Laser) aallonpituus 1310 nmOS1/OS210 Gb40 km9/125 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 pituusLisähuomautuksiaOM1100 Mb2000 m62,5/125 µm (LED)OM11 Gb300 m62,5/125 µm (Laser)OM110 Gb33 m62,5/125 µm (Laser)OM210 Gb82 m50/125 µm (Laser)OM31 Gb1000 m50/125 µm (Laser)OM310 Gb300 m50/125 µm (Laser)OM3+10 Gb550 m50/125 µm (Laser)OM3+ (OM4)40 Gb100 m ?50/125 µm (Laser)OM3+ (OM4)100 Gb? m50/125 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