LWL - Lichtwellenleiter (Details)
Die Lichtleitertechnik ist ein alt bewährtes Prinzip, bei der elektrische Signale in Lichtsignale umgewandelt werden. Mit Hilfe von Glas-, Quarz- oder Kunststofffasern kann das Licht über lange Strecken transportiert werden. Am Ende der Übertragung werden die Lichtimpulse wieder in elektrische Signale umgewandelt.
Der Begriff Glasfaser ist ein Lichtwellenleiter, dessen Fasern aus dem Grundstoff Glas bestehen. Er wird häufig mit dem Begriff Lichtwellenleiter (LWL) verwechselt.
Während die elektrischen Signale in Kupferleitungen als Elektronen von einem zum anderen Ende wandern, übernehmen in Glasfaserkabeln Photonen(Lichtteilchen) diese Aufgabe.
Licht kommt in beliebig vielen spektralen Farben vor. Jede Farbe des Lichtes wird einer bestimmten Frequenz der elektromagnetische Welle zugeordnet. Durch die Verwendung unterschiedlicher Farben (Frequenzen) lassen sich auf einem Lichtwellenleiter mehrere Datenkanäle unabhängig betreiben. Das macht die Lichtwellenleiter zum Übertragungsmedium der Gegenwart und Zukunft.
Als Übertragungstechnik dient DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing), ein rein optisches Multiplexsystem. Es arbeitet, ähnlich wie Farbfilter, die nur genau definierte Wellenlängen des Lichtes(Farbspektrum) durchlassen.
Lichtwellenleiter aus Kunststoff haben einen Durchmesser von etwa 0,1 mm und sind äußerst flexibel.
Der Kern ist der zentrale Bereich eines LWL, der zur Wellenführung des Lichts dient. Der Mantel ist das optisch transparente Material eines LWL an dem die Reflexion stattfindet. Der Kern besteht aus einem Material mit einem höheren Brechungsindex als der darüberliegende Mantel. An den Wänden im Innern des Lichtwellenleiters findet eine Reflexion statt, so daß der Lichtstrahl nahezu verlustfrei um jede Ecke geleitet wird.
Um eine Verbindung zwischen zwei Lichtwellenleitern herzustellen, müssen die beiden Enden verschmelzt(Schmelzspleiß) oder verklebt(Klebespleiß) werden.
Multimodefaser mit Stufenprofil
Multimodefasern mit Stufenprofil haben einen Durchmesser von 200 µm.
Durch sie werden mehrere Lichtwellen gleichzeitig geschickt. An den Wänden der Faser wird das Signal hart reflektiert. Das Ausgangssignal wird dadurch schlechter.
Sie werden z.B. als Verbindungskabel im Patchschrank verwendet.
Multimodefaser mit Gradientenprofil
Multimodefasern mit Gradientenprofil haben einen Durchmesser von 50 µm.
Durch sie werden mehrere Lichtwellen gleichzeitig geschickt. An den Wänden der Faser wird das Signal weich reflektiert. Das Ausgangssignal ist noch sehr gut.
Sie werden für Verbindungen von Gebäuden oder Etagen eingesetzt.
Monomodefaser
Singlemodefasern oder Monomodefasern haben einen Durchmesser von 10 µm. Durch sie werden die Lichtwellen gerade hindurchgeleitet. Die werden für weite Strecken eingesetzt.
Lichtwellenleiter bieten gegenüber dem Kupferkabel entscheidende Vorteile:
- Lichtwellenleiter können beliebig mit anderen Versorgungsleitungen parallel verlegt werden. Es gibt keine elektromagnetische Störeinflüsse.
- Wegen der optischen Übertragung sind Störstrahlungen, Kontakt- und Masseprobleme nicht vorhanden.
- Entfernungsbedingte Verluste des Signals wegen Induktivitäten, Kapaziäten und Widerständen treten nicht auf.
- Weitgehendst frequenzunabhängige Leitungsdämpfung der zu übertragenen Signale.
- Übertragungsraten sind durch mehrere Trägerwellen mit unterschiedlichen Wellenlängen(Farbspektrum) fast unbegrenzt erweiterbar.
Allerdings sind Lichtwellenleiter teurer als Kupferleitungen(Material- und Montagekosten). Dafür haben sie eine erheblich geringere Dämpfung und eignen sich auch für weitere Strecken.
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