Optinen kuitukaapeli eli optinen johto on kuituverkon peruskomponentti ja välttämätön osa. Optisia kaapeleita on monenlaisia, kuten yksimuotokuitukaapeli, monimuotokuitukaapeli, simpleksikuitukaapeli, dupleksikuitukaapeli. Erilaisilla valokaapeleilla on erilaisia sovelluksia. Tässä artikkelissa keskitytään simplex- ja duplex-kuituliitäntäkaapeliin. Kautta simplex vs. duplex valokuitukaapelit, olisimme tiivistää joitakin vinkkejä valita simplex ja duplex kuitukaapeli.

Simplex VS. Duplex

Ennen kuin keskustellaan simplex vs. duplex-valokaapeleista, on ensin saatava selkeä ja syvällinen käsitys simplex vs. duplex. Simplex ja duplex ovat tietoliikenteessä ja tietoverkoissa erilaisia viestintäkanavia, jotka tarjoavat väyliä tiedon välittämiseen. ITU-T:n määritelmän mukaan simpleksipiiri on piiri, jossa signaalit voivat kulkea vain yhteen suuntaan kerrallaan. Toinen pää on lähetin ja toinen pää on vastaanotin, eikä se ole käännettävissä. Toisaalta täysduplex-järjestelmässä käytetään kahta kuitua tiedonsiirtoon. Tällöin toinen kuitu voi lähettää pisteestä A pisteeseen B, kun taas toinen kuitu lähettää pisteestä B pisteeseen A. Täysduplex-järjestelmän molemmissa päissä on siis sekä lähetin että vastaanotin. Toisin kuin simplex, duplex voidaan jakaa half duplex- ja full duplex-järjestelmiin. Puoliduplex tarkoittaa viestintäkanavaa, jossa tietoja voidaan lähettää molempiin suuntiin signaalikantoa pitkin, mutta ei samanaikaisesti. Toinen pää on lähetin ja toinen pää on vastaanotin, ja se voi olla käännettävissä (tämä on simpleksin vastakohta). Tämä tekee siitä samanlaisen kuin kaksisuuntainen radio. Lisäksi full duplex on kaksisuuntaista viestintää, joka saavutetaan fyysisen linkin kautta, jolla on kyky kommunikoida molempiin suuntiin samanaikaisesti.

Simplex-valokaapelit

Simplex-valokaapeli koostuu yhdestä ainoasta lasikuitu- tai muovikuitusäikeestä ja yhdestä ulkovaipasta. Simplex-kuitua käytetään useimmiten sovelluksissa, jotka vaativat vain yksisuuntaista tiedonsiirtoa. Digitaaliset tiedonlukulaitteet, valtateiden väliset anturireleet ja automaattiset nopeus- ja raja-anturit (urheilusovelluksissa) ovat kaikki hyviä simpleksikuitukaapelin käyttökohteita. Simplex-kuituoptisessa verkossa on saatavilla simplex single mode- ja simplex multimode-kuitukaapeleita (esim. 62,5/125 OM1-kuitu ja 50/125 OM2-kuitu). Yksimuotosimpleksikuituliitäntäkaapeli on erinomainen vaihtoehto sellaisen kaapeliverkon perustamiseen, jossa tiedon on kuljettava yhteen suuntaan pitkiä matkoja. Koska tämä simpleksimuotoinen optinen kuitukaapeli kuljettaa vain yhtä valonsädettä kerrallaan, se on parempi pitkien etäisyyksien siirtoihin. Simpleksisessä monimuotokuidussa on halkaisijaltaan suurempi ydin, joka mahdollistaa tehokkaasti useiden valomuotojen etenemisen. Valon heijastusten määrä syntyy suuremman halkaisijan ansiosta. Yksimuotosimpleksioptisen tilapäiskuidun ydin on 8-10 mikronia, kun taas multimuotosimpleksioptisen tilapäiskuidun ydin on joko 50 tai 62,5 mikronia. Monimuotokuidun läpi kulkee enemmän dataa tiettynä ajankohtana. Signaalin laatu heikkenee pitkillä etäisyyksillä tämäntyyppisen kuidun suuren hajonnan ja vaimenemisnopeuden vuoksi. Multimoodikuitua käytetään lyhyen matkan tiedonsiirtotarkoituksiin.

Dupleksikuitukaapelit

Dupleksikuitukaapeli koostuu kahdesta lasista tai muovista valmistetusta säikeisestä kuidusta, ja sitä voidaan pitää kahtena simpleksikaapelina. Tämä duplex-kuitukaapeli on huolellisesti jäsennelty vetoketjujärjestykseen, jota käytetään useimmiten duplex-viestintään laitteiden välillä, joissa tarvitaan samanaikaista, kaksisuuntaista tiedonsiirtoa. (Yksi kuitu siirtää dataa yhteen suuntaan ja toinen kuitu siirtää dataa vastakkaiseen suuntaan). Suuremmat työasemat, kuitukytkimet ja -palvelimet, kuitumodeemit ja vastaavat laitteistot vaativat yleensä duplex-kuitukaapelia. Duplex-kuitua on saatavana myös yksimoodisena duplex-kuitukaapelina ja monimoodisena duplex-kuitukaapelina. Half duplex ja full duplex ovat kaksi erilaista duplex-kuitukaapelityyppiä, joita käytetään erilaisissa tiedonsiirtosovelluksissa.

Half duplex-kuitukaapelit

Half duplex-kuitukaapeli pystyy lähettämään signaalin molempiin suuntiin, mutta vain yhteen suuntaan kerrallaan. Joissakin siirtoverkoissa käytetään half duplex -kaapeleita, mutta tämä vaatimus on määriteltävä kaikille verkon solmuille. Esimerkiksi poliisiautojen radiopuhelimissa voidaan käyttää half duplex -kuitukaapelia, jotta vain yksi henkilö voi puhua kerrallaan.

Full duplex -kuitukaapelit

Full duplex -kuitukaapeleissa tieto siirretään kahdessa eri suunnassa samanaikaisesti yhdellä kantoaallolla samaan aikaan. Esimerkkinä voidaan mainita puhelin-IP-palvelu, jossa puhelun molemmissa päissä olevat henkilöt voivat puhua ja olla toistensa kuultavissa samanaikaisesti, koska heidän välillään on kaksi tiedonsiirtoreittiä, joten full duplex -tilan käyttäminen voi lisätä tiedonsiirron tehokkuutta.

Simplex VS. Duplex-kuitukaapelit

Kuten edellä mainittiin, simplex-kuitukaapelissa on vain yksi tiiviisti puskuroitu kuitu kaapelin vaipan sisällä. Suojavaippa mahdollistaa kaapelin liittämisen ja puristamisen mekaaniseen liittimeen. Duplex-kuituoptista liitäntäkaapelia voidaan kuitenkin pitää kahtena simplex-kaapelina, joiden vaipat on liitetty toisiinsa vaippamateriaalin kaistaleella, ja joissakin duplex-kuituoptisissa hyppykaapeleissa on kahteen kuituoptiseen liittimeen kiinnikkeet kaapelin kummallakin puolella, jotta nämä kaksi liitintä voidaan yhdistää toisiinsa. Vähäisemmän lähdemateriaalin käytön vuoksi simplex-valokaapeli on halvempi kuin duplex-valokaapeli. Lisäksi simplex-kuitukaapelissa käytetään vain yhtä kuitua yksisuuntaisessa siirtotilassa, kun taas duplex-kuitukaapelissa käytetään kuituparia kaksisuuntaisessa siirtotilassa.

Miten valita simplex- ja duplex-kuitukaapelit?

Single-mode- ja multimode-simplex-kuitukaapeleiden liitäntäjohtoja voidaan käyttää sovelluksiin, jotka vaativat vain yksisuuntaista tiedonsiirtoa. Niitä käytetään yleensä kahden BiDi-transceiverin välisen yhteyden toteuttamiseen, joka on yleensä suunniteltu LC-simplex-sinimoodikuitua käyttäen siten, että se sopii BiDi SFP/ SFP+ -optiikan optiseen liitäntään ja käyttöaallonpituuteen. Lisäksi Simplex BiDi WDM Mux/DeMux on suunniteltu käytettäväksi yksisäikeisessä kuitusiirrossa. Se tarvitsee siis myös simplex-kuitukaapelin aallonpituuksien yhdistämiseen ja erottamiseen. Näiden laitteiden lisäksi simplex-kuituratkaisuun liittyy monia muita komponentteja, kuten simplex PLC (Planar Lightwave Circuit) -jakajat, OADM (Optical Add Drop Multiplexer) ja muut simplex-kuitutuotteet. Duplex-kuitukaapeleita käytetään yleensä tavallisissa optisissa transceivereissä, kuten SFP-, 10G SFP+-, 40G QSFP+- ja 100G QSFP 28 -kaapeleissa (vain LC-duplex-kuitukaapeleita voidaan käyttää pitkillä etäisyyksillä, kuten 40G-LR4 ja 100G-LR4). Kun kahden laitteen välinen etäisyys on liian pitkä, duplex-kuitua käytetään myös valokaapelilähettimien ja MPO/MTP-kasettien väliseen liitäntään tai ristiliitäntään.

Seuraava artikkeli: Single Mode vs Multimode Fiber: Mikä on ero?