Valosignaalien vastaanottimien ydin valo- ja sähkösignaalin muuntamisessa

Valokuituverkkojen kannalta on kriittistä käyttää optisia lähetin-vastaanotinpäätteitä ja valokuituja, joiden ominaisuudet vastaavat toisiaan. Epäyhteensopivat komponentit voivat johtaa signaalihäviöihin, bitivirhesuhteen (BER) nousuun ja siirtomatkan lyhenemiseen. Yhteensopivuuden varmistamiseksi valitaan lähetin-vastaanotinpäätteet ja valokuitukaapelit, joiden ydinkoot, tila (single mode vs. multimode), aallonpituudet ja liitostyypit ovat yhteensopivia sovelluksen vaatimusten mukaisesti. Single mode -kuidussa (SMF) on pieni ydin (9 μm) ja se on suunniteltu pitkien matkojen (jopa 100 km tai enemmän) siirtoon käyttäen lähetin-vastaanottimia, jotka toimivat aallonpituuksilla 1310 nm, 1550 nm tai 1610 nm. SMF:ää käytetään yhdessä lähetin-vastaanottimien kanssa, jotka käyttävät laserdiodilähteitä (esim. DFB- tai EML-laserit), jotka tuottavat kapeita ja keskittyneitä säteitä, vähentäen dispersiota. Esimerkiksi 10G SFP+ -lähetin-vastaanotin, joka toimii aallonpituudella 1550 nm, sopii parhaiten G.652D SMF -kuituun, jota käytetään metropolilaajuisissa tai pitkän matkan verkoissa hyödyntäen alhaisen vaimennuksen etuja. Multimoodikuitu (MMF) on suuremmalla ydinkoot (50 μm tai 62,5 μm) ja sitä käytetään lyhyiden matkojen (enintään 550 m) siirtoon yhdessä VCSEL- tai LED-valonlähteillä toimivien lähetin-vastaanottimien kanssa aallonpituuksilla 850 nm tai 1300 nm. OM3- ja OM4-luokan MMF-kuidut, jotka on optimoitu aallonpituudelle 850 nm, sopivat yhdessä 10G-, 40G- tai 100G-lähetin-vastaanottimien (esim. QSFP28) kanssa tietokonesaleissa, sillä niiden suuri kaistanleveys mahdollistaa nopean siirron lyhyillä yhteyksillä. Liitinten yhteensopivuus on toinen tärkeä tekijä. LC-liitinkanavaiset lähetin-vastaanotinpäätteet yhdistetään yleensä LC-liitinkäyttöisiin kuituihin, mikä varmistaa alhaisen liitännän vaimennuksen, kun taas SC- tai ST-liitintä voidaan käyttää erityisesti teollisissa tai vanhoissa järjestelmissä. Kulmassa hionnut liitin (APC) on suositeltava valinta SMF-linkkeihin, joissa käytetään aallonpituuksia, jotka ovat herkkiä takaisinviljelylle (esim. 1550 nm), sillä se vähentää heijastumista verrattuna ultrafyysiseen kontaktiin (UPC). Aallonpituuden yhteensopivuus on tärkeää välttääkseen liiallinen vaimennus. Esimerkiksi 850 nm:n lähetin-vastaanotinpäätteitä ei tule käyttää SMF-kuidun kanssa, koska MMF on optimoitu kyseiselle aallonpituudelle, ja päinvastoin. WDM (Wavelength Division Multiplexing) -lähetin-vastaanottimien kanssa on tärkeää varmistaa, että kuitu tukee tarkasti määriteltyä aallonpituusverkkoa (esim. ITU T G.694.1 C-kaistalle), jotta kanavat eivät häiritse toisiaan. Tehobudjetin analysointi on osa yhteensopivuuden varmistamista. Lasketaan kokonaisvaimennus (lähettimen teho vähennettynä vastaanottimen herkkyydellä) ja varmistetaan, että kuitun vaimennus, liitinten häviöt ja liitoskohdan häviöt eivät ylitä budjettia. Esimerkiksi 40G QSFP+ -lähetin-vastaanotin, jonka tehobudjetti on 10 dB, tulee yhdistää kuituun, jonka kokonaisvaimennus on ≤10 dB ottaen huomioon kaapelin pituus ja liitinten lukumäärä. Ympäristötekijät vaikuttavat myös yhteensopivuuteen. Teollisuuskäyttöön tarkoitetut lähetin-vastaanottimet, jotka toimivat lämpötilavälillä -40 °C – 85 °C, yhdistetään vahvistettuihin kuituihin (esim. varustettu kuitu) ulko- tai raskaisiin olosuhteisiin, kun taas tietokonesaleissa käytettävät lähetin-vastaanottimet (0 °C – 70 °C) käyttävät standardimoodisia MMF- tai SMF-kuituja. Oikea dokumentointi ja testaus (esim. OTDR- tai tehonmittari) varmistavat, että lähetin-vastaanotin ja kuitu vastaavat toisiaan ja täyttävät tekniset vaatimukset, mikä takaa verkon sujuvan toiminnan ja vähentää vianetsintäaikaa.