Glasfasertechnik LWL

LWL Kabel – Datenübertragung mit Glasfasertechnik

In unserem heutigen Blogartikel wollen wir die Technik, welche sich hinter der modernen und immer weiter verbreiteten Glasfasertechnik verbirgt, genauer unter die Lupe nehmen und die Vor- und Nachteile dieses Übertragungssystems anhand einiger Beispiele aufzeigen.

Was ist unter einem Lichtwellenleiter zu verstehen?

Lichtwellenleiter, kurz auch LWL genannt, übertragen Daten in Form von Lichtsignalen. Anders als bei Kupferleitungen, wo elektrische Signale von einem Ende zum anderen wandern, übernehmen bei Lichtwellenleitern die Photonen – also kleine Lichtteilchen – diese Aufgabe. Häufig werden LWL auch als Glasfaserkabel bezeichnet. Allerdings werden in diesen meist mehrere Lichtwellenleiter gebündelt und zusätzliche als Stabilisierung eine mechanische Verstärkung einzelner Fasern angebracht.

Mit Hilfe von Lichtwellenleitern können optische Signale ohne Verstärker große Entfernungen überbrücken. Vorteilhaft ist die hohe Bandbreite der Lichtwellenleiter, welche rund 60 THz beträgt. An diese Werte kommen herkömmliche Kupferkabel sowie andere Funksystem nicht annähernd heran. Nicht nur aus diesem Grund werden LWL Kabel bereits jetzt als das Medium der Gegenwart und Zukunft gesehen.

Wie funktioniert die Übertragung mittels LWL?

Je nachdem welche Datenform für die Übertragung bereitsteht, findet zuerst eine Analog-Digital-Umwandlung statt. Vor einer möglichen Übertragung müssen die elektrischen Signale durch spezielle Leichtdioden (LEDs) in optische umgewandelt werden. So kann das Licht direkt in den Lichtwellenleiter eingespeist werden, am Ende des Lichtwellenleiters werden die Lichtsignale dann wieder in elektrische Signale gewandelt.

Wie ist ein Lichtwellenleiter aufgebaut?

Lichtwellenleiter sind oftmals aus Kunststoff und haben im Durchschnitt einen Durchmesser von etwa 0,1 mm. Sie sind sehr flexibel und biegsam, aber durchaus auch empfindlich. Den Kern bildet ein aus Kernglas bestehender Mittelpunkt aus Fasern. Dieser dient zur Wellenführung des Lichts und besteht aus einem mit höherem Brechungsindex ausgestattetem Material. Die Innenwände des Lichtwellenleiters dienen zur Reflexion, durch welche der Lichtstrahl beinahe verlustfrei um jede Ecke geleitet werden kann. Die Wände bzw. das Innere des Lichtwellenleiters bestehen aus Mantelglas – einem optisch transparenten Material, welches für die Reflexion verantwortlich ist.  Das Mantelglas, auch Cladding genannt, ist ein dielektrisches Material mit niedrigerem Brechungsindex als der Kern. Es ist nichtmetallisch und nichtleitend. Zusätzlich besteht der Lichtwellenleiter aus dem Coating und dem Buffering. Unter dem Coating versteht man die Kunststoffbeschichtung, die als mechanischen Schutz auf der Oberfläche des Mantelglases aufgebracht ist. Buffering ist das Schutzmaterial, welches auf dem Coating zu finden ist. Es soll das Kabel vor Außeneinflüssen schützen und diesem Stabilität verleihen.

Vorteile von Lichtwellenleitern gegenüber herkömmlichen Kupferkabeln?

Zu den deutlich merkbaren Vorteilen zählen unter anderem die erheblich höheren Übertragungsraten (Giga- bis Terabit pro Sekunde), die große Maximalreichweite (mehrere 100 Kilometer ohne Verstärker) sowie die leichteren Kabel bei geringerer Kabelgröße. Außerdem sind die Wartungs- wie auch die Installationskosten deutlich geringer im Vergleich zum Kupferkabel.

Weitere Vorteile im Überblick:

  • kein Nebensprechen, d.h. keine Signaleinstreuung auf benachbarte Fasen.
  • keine Beeinflussung durch elektronmagnetische Störfelder
  • keine Erdung erforderlich
  • keine Brandauslösung durch Blitzeinwirkung oder Kurzschluss möglich
  • hohe Abhörsicherheit

 

Nachteile von Lichtwellenleitern

Neben der Vielzahl an Vorteilen gegenüber Kupferkabeln gibt es auch ein paar nachteilige Merkmale von LWL Kabeln. So könnte beispielsweise als Nachteil der höhere Konfektionierungsaufwand und die erforderliche Präzision bei der Verlegung der Kabel sowie die teurere Gerätetechnik gesehen werden.

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