Fiberoptiikka

Fiberoptiikka tarkoittaa tiedonsiirtoa valon avulla optisessa kuidussa. Kuitu koostuu ytimestä (core), kilpikierteestä (cladding) ja suojuksesta. Kun valo kulkee kuitua pitkin, totaalinen sisäinen heijastus pitää sen ytimen sisällä, jolloin valo siirtyy pitkän matkan ilman suuria häviöitä. Yleisimmät kuitutyypit ovat yksimuotoinen kuitu (single-mode) ja monimuotoinen kuitu (multimode). Single-mode -ytimen halkaisija on noin 8–10 μm, multimode-kuidussa noin 50–62,5 μm. Kuitujen perusmateriaalit ovat piidioksidi eli silika ja kevyemmät muovikuitukumit (POF).

Järjestelmä rakentuu kuitujen lisäksi valonlähteistä (laserdiodi tai LED), vastaanottimista (fotodiodi), liitännöistä ja kytkennästä sekä useimmiten taite- ja väriparametrit huomioivasta verkonhallinnasta. Yleistä on myös käytön laajentaminen useiden aallonpituuksien samanaikaiseen siirtoon WDM-tekniikalla (wavelength-division multiplexing) sekä tarvittaessa optisista vahvistimista käytävä signaalin vahvistaminen pitkienkin kaistojen aikana.

Ominaisuudet ja haasteet: kuitujen häviöt ovat pienet ja kaistanleveys suuri, mikä mahdollistaa laajan tiedonsiirron. Dispersion, sekä multimode- että chromaattinen dispersion, rajoittaa jaetun järjestelmän suorituskykyä. Liittäminen, taivutukset ja ympäristötekijät vaikuttavat järjestelmän luotettavuuteen ja kustannuksiin.

Historia: fiberoptiikan kehitys sai alkunsa 1960-luvulla, kun Charles K. Kao ja George Hockham osoittivat, että alhaiset häviöt mahdollistavat maailmanlaajuisen kuituverkon. Kao sai Nobelin fysiikanpalkinnon 2009 tästä työstä.

Käyttökohteet ja standardit: Nykyisin kuituoptiikka hallitsee tele- ja tietoverkkoja sekä lääketieteellisiä sovelluksia. Kansainväliset standardit, kuten ITU-T G.652 ja G.657, määrittelevät kuitujen ominaisuuksia ja yhteensopivuutta.