Puhelinverkossa käytetyt kaapelit

Yleistä

Langalliset siirtotiet jaetaan avojohtoihin, metallikaapeleihin (yleensä kuparia) ja valokaapeleihin. Kuparikaapelit voidaan vielä jakaa pari- ja koaksiaalikaapeleihin. Valokaapelit jaetaan yksi- ja monimuotoihin.

Avojohdot

Alkuaikoina ainoa tunnettu johtotyyppi oli avojohdot. Avojohdot kulkivat ilmassa puhelintolpasta toiseen. Nykyään niitä käytetään harvojen asutusten tilaajajohtoina.

Metallikaapelit

Parikaapeli koostuu kahdesta vierekkäisestä eristetystä kuparijohtimesta. Kuparijohtimet on voitu kiertää toistensa ympärille ulkopuolisten häiriöiden vaimentamiseksi. Vastakkaiset johtimet muodostavat aina parin ja parin symmetrisyys antaa johtimelle paremman häiriönsiedon. Paksummissa parikaapeleissa voidaan johdinpareista muodostaa suurempia lohkoja kertaamalla johdinpareja. Näin saadaan vähennettyä parien välistä ylikuumenemista. Kaapelin vaippana käytetään muovilaminaattia sisätiloissa ja polyeteeniä ulkotiloissa. Nykyaikaisissa puhelinkaapeleissa neljä eristettyä johdinta tähtinelikierteenä muodostaa ryhmän. Näitä ryhmiä on yleensä PE-muovisen vaipan sisällä runsaasti (esim.100). Vaippa on yleensä täytetty erikoissilikonilla.

Koaksiaalikaapeli rakentuu yksi- tai monisäikeisestä johtimesta, jonka ympärillä on eristävä kerros, joka puolestaan taas on päällystetty putkimaisella johdinkerroksella. Tämän rakenteen ympärillä on vielä vähintään yksi eristekerros. Suoja- ja eristekerroksien määrä riippuu käyttökohteesta ja suojauksen tarpeesta. Yleensä johtimet ovat kuparia ja eristekerrokset PE- ja PVC-muovia.

Valokaapelit

Tiedonsiirto valokaapeleissa perustuu valon kulkuun optisissa kuiduissa. Optinen kuitu on ohut, lasista tai muovista vedetty säie (ydinosa), jossa valo kulkee. Kuitusäie koostuu ydinosasta (pääasiassa kvartsilasia) ja sen päällä olevasta vähäisemmän taitekertoimen omaavasta lasi- tai muovimateriaalista. Ytimen tavallisin taitekerroin on 1,46. Kuitusäikeet suojataan jo valmistusvaiheessa ensiöpäällysteellä (akrylaattia), joka suojaa kuitua kosteudelta, naarmuuntumiselta ja venymisen aiheuttamalta väsymiseltä. Kuitu suojataan myös toisiopäällysteellä joko siten, että jokainen kuitu on suojattu erikseen tiukalla toisiopäällysteellä tai siten, että useammalla säikeellä on yhteinen väljä toisiopäällyste. Kaapeleiden suojaamiseksi kosteudelta käytetään täyteaineena useimmiten geeliä tai täyterasvaa. Joskus kaapelit voidaan myös paineistaa. Kaapelit on vahvistettu metallilla tai lasikuidulla vahvistetulla muovilla.

Valopulssit kulkevat kuidun ydinosassa ja valon kulkutavan mukaan kuidut on jaettu moni- ja yksimuotokuituihin. Yksimuotokuidun ytimen paksuus (n. 8-9 mikrometriä) on lähellä siirrettävän valon aallonpituutta, jolloin valo kulkee kuidussa heijastumatta suoraan. Monimuotokuidussa kuidun ydin on yksimuotokuitua paksumpi (n. 50-200 mikrometriä), jolloin valo voi heijastua kuidun seinämistä useissa eri kulmissa saapuen eri aikoina kuidun toiseen päähän. Tällöin kapea valopulssi leviää ja rajoittaa kaistanleveyttä.