Mikä on kuituoptinen linkki?

Kuituoptinen linkki on laite, joka lähettää tietoja kahden pisteen välillä lähettämällä valoa optisen kuidun läpi, joka ohjaa valon linkin toiseen päähän. Jokainen kuituoptinen linkki sisältää itse valokuidun, lähettimen ja vastaanottimen. Joissakin linkeissä on myös vahvistimet lähettimen ja vastaanottimen välisessä kuidussa virran ylläpitämiseksi pidempien linkkien yli. Kuituoptiset linkit ovat erittäin tärkeitä nykyaikaisessa viestintätekniikassa, ja niitä käytetään esimerkiksi puhelimissa, Internet-yhteyksissä ja kaapelitelevisiossa.

Optisia kuituja voidaan käyttää viestintään, koska ne ovat suhteellisen joustavia materiaaleja, joita voidaan käyttää aaltojohteina ja jotka ohjaavat sähkömagneettisten aaltojen suuntaa niiden kulkiessa kuidun läpi. Kuidussa on kaksi osaa, ulkoverhous ja sisäydin. Ytimessä on korkeampi taitekerroin kuin verhouksessa, mikä tarkoittaa, että ytimen valo kulkee hitaammin. Kun valo osuu rajalle väliaineen välillä, jonka se kulkee, ja toisen väliaineen, jonka taitekerroin on pienempi, tämä valo heijastuu kokonaan rajalta, jos se osuu riittävän suureen kulmaan ilmiössä, jota kutsutaan täydelliseksi sisäiseksi heijastukseksi. Ympäröimällä ydin kokonaan materiaalilla, jolla on alhaisempi taitekerroin, valo voidaan rajoittaa ytimeen sen kulkiessa kuidun pituutta minimoiden signaalin vaimennus.

Optiset kuidut koostuvat yleensä piidioksidi (piidioksidi tai SiO2) lasista. Joskus käytetään myös muita lasityyppejä, kuten fluori- ja fosfaattilasit, ja jotkut kuidut on valmistettu kiteisistä aineista, kuten korundista. Ydin ja verhous on seostettu pienillä määrillä muita aineita niiden taitekerroimien nostamiseksi tai alentamiseksi siten, että kuidun läpi kulkeva valo pysyy ytimessä.

Kuituoptisen linkin lähetin on yleensä valoa lähettävä diodi tai laserdiodi, jotka molemmat tuottavat valoa ajamalla sähköä puolijohteessa. Tämä valo vapautetaan kuituun kulmassa, joka aiheuttaa täydellisen sisäisen heijastuksen ytimessä. Tiedot koodataan valoon sen voimakkuuden, vaiheen tai polarisaation vaihteluilla. Kuituoptisen linkin toisessa päässä on valonilmaisin, laite, joka havaitsee valon ja toimii vastaanottimena. Yleisimmin käytetty valotunnistin tähän tarkoitukseen on valodiodi, joka käyttää puolijohdetta muuntaakseen tulevan valon sähköisiksi signaaleiksi.

Kuituoptiset linkit ovat olennainen osa nykyaikaista viestintää, ja niitä käytetään laajalti niiden kevyen painon, pienen signaalihäviön ja sähkömagneettisten häiriöiden kestävyyden vuoksi, jotka voivat häiritä sähkökaapeleita. Niiden kapasiteetti on valtava, ja yhdellä kuituoptisella linkillä voi olla satoja tuhansia kanavia puhelinliitäntöjä varten. Ne ovat kalliimpia valmistaa ja ylläpitää kuin sähköliitäntä, joten niitä käytetään pääasiassa signaalien siirtämiseen suurelle määrälle kaukopuhelin- ja Internet-yhteyksiä, ja sähköistä siirtoa käytetään useimpiin lyhyempiin yhteyksiin. Tämä on kuitenkin muuttumassa joillakin alueilla, kun Internetin kaistanleveyden kysyntä kasvaa, mikä johtaa laajakaistayhteyksiin perustuviin Internet-palveluihin, jotka perustuvat valokuituyhteyksiin ja ulottuvat aina käyttäjän kotiin tai toimistoon.