Glasfasertechnik

Glasfasertechnik,

 

die technische Nutzung der Lichtleitung zur Datenübertragung über Glasfasern. Die von einer Lichtemitterdiode (LED) oder einem Laser ausgesandten Lichtsignale werden im Inneren der Faser durch fortlaufende Totalreflexion weitergeleitet. Ein lichtempfindlicher Empfänger wandelt sie dann auf der anderen Seite in elektrische Signale zurück. Die mit Glasfasern direkt überbrückbare Entfernung ist trotz der vergleichsweise geringen Verluste durch verschiedene Dämpfungs- und Zerstreuungseffekte (etwa einer unerwünschten Streuung über die Laufzeit) begrenzt. In die Glasfaserkabelstrecken müssen daher nach einigen Kilometern optische Repeater geschaltet werden. Diese wandeln das optische Signal in ein elektrisches, verstärken es und geben es wieder als optisches Signal weiter. Als Maß für die Leistungsfähigkeit einer Glasfaser wird das Produkt B × L aus Bandbreite B und Länge L angegeben, wobei die Länge gleich der maximalen Distanz bis zum nächsten Repeater ist.

 

Konstruktiv unterscheidet man nach der Anzahl der sich ausbreitenden sog. Moden zwei Typen von Glasfasern:

 

- Multimode-Glasfasern führen einige hundert bis mehrere tausend Moden und haben einen relativ großen Kerndurchmesser (>50 µm), was eine einfachere und damit kostengünstige Lichtstrahleinspeisung bzw. -abnahme ermöglicht. Nachteilig sind die höhere Dämpfung und Dispersion sowie die geringere Bandbreite (B × L < 1 GHz · km). Sie werden je nach Ausführung (sog. Stufen- oder Gradiententyp) in LANs und im Kurzstreckenbereich bei der industriellen Signalübertragung eingesetzt.

 

- Monomode-Glasfasern weisen keine Dispersion auf und bieten sehr große Bandbreiten bei geringer Dämpfung (B × L > 5 GHz · km). Der geringe Kerndurchmesser von wenigen Mikrometern erfordert jedoch aufwendige optische und optoelektronische Koppelelemente. Monomode-Fasern eignen sich besonders für Weitverkehrsnetze mit hohem Bandbreitenbedarf. Die Übertragungstechnik basiert heute noch überwiegend auf der Methode der Intensitätsmodulation, das nur eine Lichtwellenlänge im Zeitmultiplexverfahren nutzt. Durch die Verfügbarkeit spezieller frequenzabstimmbarer Wandler (»tuneable lasers«) kann heute auf Monomode-Glasfasern das Frequenzmultiplexverfahren eingesetzt werden, womit noch deutlich höhere Übertragungskapazitäten erreichbar sind.