Lichtwellenleiter/Glasfaser

Die Lichtleitertechnik ist ein alt bewährtes Prinzip, bei der elektrische Signale in Lichtsignale umgewandelt werden. Mit Hilfe von Glas-, Quarz- oder Kunststoffasern kann das Licht über lange Strecken transportiert werden. Am Ende der Übertragung werden die Lichtimpulse wieder in elektrische Signale umgewandelt.

Sender
oder
Quelle		 Analog-
Digital-
Wandler		 Treiber-
Stufe		 Leucht-
diode		 Licht-
wellen-
leiter		 Foto-
Transi-
stor		 Digital-
Analog-
Wandler		 Treiber-
Stufe		 Empfänger

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, die sich gegenseitig nicht stören. Was in der Luft funktioniert, ist auch im Lichtwellenleiter möglich. Das macht die Lichtwellenleiter zum Übertragungsmedium der Gegenwart und der Zukunft.Als Übertragungstechnik dient WDM (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.

  

Singlemodenfaser
 Singlemodenfasern haben einen Durchmesser von 10 µm.
Durch sie werden die Lichtwellen gerade hindurchgeleitet.
Sie werden für weite Strecken eingesetzt.
Multimodenfaser mit Gradientenprofil
 Multimodenfasern 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.
Multimodenfaser mit Stufenprofil
 Multimodenfasern 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.

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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