Valokuituteknologiat

Valokuituteknologiat ovat tekniikoita, joissa tiedon siirto tapahtuu optisten kuitujen välityksellä. Yleisimpiä sovelluksia ovat tele- ja tietoverkkojen lisäksi erilaisten anturi- ja mittausjärjestelmien ratkaisut. Valokuitu koostuu ohutseinäisestä lasi- tai muovista putkesta, jossa on ydin (core) ja kuori (cladding). Tiedon välitys tapahtuu valon kokonaisheijastuksella kuidun sisällä.

Kuidun ominaisuudet ja rakenne vaikuttavat signaalin laatuun. Yksimuotokuidut kuljettavat valoa yhdellä tilalla ja soveltuvat pitkiin linkkeihin, kun taas monimuotokuidut käyttävät useita tiloja ja ne soveltuvat useimmiten lyhyempiin yhteyksiin. Käytetyimmät aallonpituudet ovat noin 1260–1650 nanometriä, jolloin häviöt ja dispersion ovat hallittavissa. Keskeisiä tekijöitä ovat häviö, dispersion ja taivutuskestävyys.

Valokuitujärjestelmät koostuvat kuitujen lisäksi kaapeleista, liittimistä ja liitoksista sekä useista päätelaitteista. Verkkoympäristöissä käytetään sekä aktiivisia että passiivisia komponentteja, kuten optisia vahvistimia, jakajia ja liitinlaitteita. WDM-tekniikka mahdollistaa useiden aallonpituuksien samanaikaisen tiedonsiirron; CWDM- ja DWDM-ratkaisut parantavat verkkojen kapasiteettia. PON-verkot ovat yleisiä viimeisen kilometrin yhteyksien ja FTTH-ratkaisujen pohjana.

Sovelluksia ovat telekommunikaatio, internet- ja datakeskusverkot sekä lääketiede sekä teolliset mittaus- ja turvasovellukset. Valokuituteknologiat tarjoavat suurta kaistanleveyttä, alhaisen signaalihäviön ja sähkömagneettisen immuniteetin ansiosta keskeisen roolin nykyaikaisessa infrastruktuurissa. Haasteina ovat asennuskustannukset, kuidun käsittely sekä taivutus- ja asennusrajoitukset sekä valmistuslaadun varmistaminen. Kehitys suuntautuu SDM-tekniikoihin, hollow-core -kuituihin sekä muovi- ja ilma-kuituihin (POF) lyhyisiin, sisätiloissa käytettäviin sovelluksiin.