Optisk fiber, lysleder av glass eller plast. I en optisk fiber ment for lang rekkevidde benytter man spesielt rent kvartsglass; lyset her dempes omtrent like mye gjennom en vanlig vindusrute som gjennom en hundre meter lang telekommunikasjonsfiber.

En optisk fiber har vanligvis sirkulært tverrsnitt. Glasset i kjernen (engelsk: core) har litt høyere brytningsindeks enn glasset rundt, kappen (engelsk: cladding). På grunn av den høyere brytningsindeksen vil lyset ledes i kjernen selv om fiberen bøyes.

Vanligvis er fiberen 125 µm (0,125 mm) tykk utvendig, mens den lysledende kjernen ofte ikke er mer enn 9,5–10,5 μm (singlemodus) eller 50/62,5 μm (multimodus) i diameter. Koblingen mellom lyskilde og fiber må derfor være ekstremt nøyaktig.

Den viktigste egenskapen for en optisk fiber er dempingen av det optiske signalet siden denne avgjør hvor lange fiberkabler vi kan bruke fiberen i. Dempningen angis i dB/km for angitt bølgelengde. Den laveste dempningen, under 0,2 dB/km, som tilsvarer halvering av lyseffekten etter 15 km, oppnås ved å benytte lys med bølgelengde 1550 nm, det vil si langt ut i det infrarøde området. Optiske fibre kan skjøtes sammen ved at to fiberender settes mot hverandre og smeltes sammen i en spesiell skjøtemaskin med en elektrisk lysbue, eller de kan limes sammen med spesiallim ved at fiberendene føres inn fra hver sin side i en spesiell skjøtemuffe.

Det finnes i dag tre prinsipielt forskjellige typer fiber. Forskjellen mellom dem ligger i hvordan den lysledende kjernen er bygd opp. Den første typen som ble utviklet, trinnindeks-fiber, har kjerne med samme brytningsindeks over hele tverrsnittet og diameter fra 50 μm og oppover. Gradert indeks-fiber har også kjerne med samme diameter, men brytningsindeksen i kjernen avtar gradvis fra sentrum og utover uten noen markert overgang mot kappen. Gradert indeks-fiber har 10–100 ganger høyere overføringskapasitet enn trinnindeks-fiber, og denne typen benyttes ofte i datanett der overføringslengdene ikke er spesielt store. Singelmodus-fiber har kjerne med diameter omkring 9,5–10,5 μm. Den har minst demping av de tre typene og enormt stor overføringskapasitet, og brukes for alle fiberkabler med lang rekkevidde til for eksempel telekommunikasjon.

Overføringskapasiteten øker stadig og allerede før årtusenskiftet ble det rapportert forsøk hos utstyrsprodusenten Siemens med mer enn 3 Tbit/s (3 Tbit = tre million millioner bit) for en kabel med lengde 40 km. Dette kunne oppnås ved å sende 40 signaler, hver med 80 Gbit/s på hver sine bølgelengder ("lysfarger"). Singelmodus-fiber benyttes først og fremst i telekommunikasjonsanlegg. I 2015 ble det overført 2,15 Pbit/s (peta, 1015) i en test der japanske Sumitomo var fiberprodusent. Her ble det brukt en spesiell 22-kjerners singlemodusfiber.

Optiske fibre kan fremstilles etter forskjellige prinsipper, men som oftest produseres først en glasstav (en: preform) med lengde ca. 1 m, diameter 6–10 cm og med samme variasjon i brytningsindeks over tverrsnittet som den ferdige fiberen. Variasjonen i brytningsindeks oppnås ved å dope glasset, det vil si tilsette mikroskopiske mengder av andre stoffer, for eksempel germanium, bor, fluor eller fosfor. Ved å varme opp den ene enden av staven til ca. 2000 °C blir glasset så mykt at det kan trekkes ut til en tynn fiber. En enkelt stav kan gi flere hundre kilometer fiber, men standard leveringslengder fra fiberprodusentene er typisk 45–50 km.

Optiske fiber har mange ulike bruksområder. Det viktigste er fortsatt det opprinnelige bruksområdet; fiberoptiske kommunikasjonskabler for bruk over lange avstander i transportnettene. Siden har fiberkabler også blitt tatt i bruk i andre deler av telekommunikasjonsnettene som regionalnett og aksessnett der skiftet mellom fiberkabler og kobberkabler flyttes stadig lengre ut mot brukerne. En vanlig konsept er det som kalles hybrid fiber/koaks - HFC (engelsk: hybrid fibre/coax) der fiberkablene brukes fra tjenestenodene og ut til noder nærmere brukerne der signalene omdannes til elektriske signaler i kobberkabler (parkabler eller koakskabler). Mange nettutbygger leverer også fiberkabler helt hjem til brukerne, såkalt "fibre to the home - FTTH".

Et annet bruksområde er sensor- og målesystemer for for eksempel temperaturovervåking av blant annet høyspentkabler der den optiske fiberen er sensoren i målesystemet.

Fiberkabler brukes nå også for sammenkobling av de ulike komponentene i et medie- eller datanett hjemme hos brukerne. Her brukes gjerne billig plastfiber, lave bølgelengder og lave bitrater.  Et eksempel på dette er S/PDIF som bruker 650 nm bølgelengde, plastfiber med maks rekkevidde 5–10 m

Andre populære bruksområder er medisinsk bruk med for eksempel kikkhullsoperasjoner og diagnostikk; og til overføring av synlig lys til fordeling i lyspunkter i hus og hjem, eller for dekorasjoner i form av lysfontener.

En vanlig misforståelse, godt fremmet av PR-folk hos bredbåndsnettleverandørene, er at man "kommuniserer med lysets hastighet". Dette forstås vanligvis som lyshastigheten i vakuum (ca 300 000 km/s). De ulike glassmaterialene som brukes i optiske fibre har høyere optiske tetthet enn vakuum og dermed også lavere lyshastighet. Dette kalles fiberens refraksjonsindeks og er om lag 1,46 i en typisk singelmodusfiber, og dette gir en lyshastighet på 300 000 km/s / 1,46 DVs om lag 200 000 km/s. Dette er om lag samme signalhastighet som i kobberkabler.

Se også fiberoptikk (anvendelser, historie).

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.