Kuituoptiikassa

Kuituoptiikka on tietoliikenteen ja mittauksen ala, jossa tieto välitetään valon avulla ohuissa lasi- tai muovikuiduissa. Kuitu koostuu ydinestä, jossa valo kulkee, sekä ympäröivästä kuoresta, jonka different refractive index mahdollistaa valon total internal reflection -ilmiön. Tämä mahdollistaa signaalin kulun pitkiä matkoja ilman suurta häviötä.

Kuituja on pääasiassa kaksi päätyyppiä: yksimoodiset kuidut (single-mode) ja monimoodiset kuidut (multimode). Yksimoodiset kuidut mahdollistavat erittäin pitkän matkan tiedonsiirron suurella kaistanleveydellä, kun taas monimoodiset kuidut soveltuvat lyhyempiin yhteyksiin suuremmilla taajuuskaistoilla. Taajuusalueet, joilla kuidutoptisia järjestelmiä käytetään yleisesti, ovat noin 1300–1550 nanometriä, missä laseri- tai LED-lähettimet pienentävät häviöitä. Kuituihin liittyy myös käsitteet kuten häviö (dB/km) ja kaistanleveys.

Kuituoptiikan keskeisiä komponentteja ovat lähettimet (esim. laser- tai LED-lähteet), vastaanottimet (fotodiodit), sekä liitännät ja liitännät, jotka mahdollistavat kuitujen yhdistämisen ja verkon laajentamisen. Tämän lisäksi käytetään optisia vahvistimia, kuten EDFA:ita, sekä erilaisia kuituliitännän, suojauksen ja johdotuksen ratkaisuja.

Käyttökohteita ovat telekommunikaatio ja internet (toton on maailmanlaajuiset tietoliikenneverkot ja datakeskukset), optiset mittaus- ja sensorijärjestelmät sekä lääketiede, teollisuus ja turvallisuus. Kuituoptiikan etuja ovat suuri kaistanleveys, pieni häviö, elektromagneettinen häiriönkestävyys sekä keveys ja pienikokoisuus. Haasteita ovat asennus, kuidun vääntymis- tai taipumähäviöt sekä tekninen kehitys ja kustannukset. Vallitsevat standardit ja suositukset muodostuvat ITU-T:n ja IEC:n sekä kansainvälisten telekommunikaatiojärjestöjen ohjauksista.