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In den letzten Jahren wurden Glasfaserkabel immer günstiger. Deshalb wird diese Technologie immer häufiger für Anwendungen, die eine vollständige Abschirmung gegen elektromagnetische Interferenzen benötigen, verwendet. Lichtwellenleiter sind für Systeme oder Netzwerk geeignet, die große Datenmengen zeitnah übertragen sollen.

Weitere Vorteile von Glasfaserkabeln gegenüber herkömmlichen Kabeln sind:

  • Geringe Dämpfung: Lichtsignale haben eine bessere Übertragung
  • Größere Entfernung: Kabellängen können mehrere Kilometer betragen
  • Sicherheit: Beschädigungen an Glasfaserkabeln sind leicht zu finden, da diese Stellen leuchten
  • Größere Bandbreite: Glasfaserkabel können größere Datenmengen transportieren als Kupferleitungen
  • Störungsresistenz: Glasfaserkabel sind immun gegen Elektromagnetische Interferenzen

Monomode oder Multimode?

Es gibt 2 grundlegende Arten von Glasfaserkabeln: Monomode und Multimode. Beide bestehen aus 2 verschiedenen Teilen: Kern und Hülle, wobei die Hülle die Lichtstrahlen im Kern halten. Typische Kerndurchmesser für Multimode sind 50; 62,5 und 100 Mikrometer.  Monomode haben einen erheblich kleineren Kernduchmesser von 5 – 10 Mikrometern.

Typical Multimode Fibers

In Glasfaserkabeln wird das Licht im Kern geleitet. Je größer der Kerndurchmesser, desto größer die Menge an Licht die durch das Kabel geleitet werden kann. Im Glasfaserkabel werden Photonen aus der Lichtquelle über den Faserkern geleitet. Jedes einzelne Photon trägt das gleiche Signal über die gesamte Länge. Um das Signal zu übertragen ist jedoch nur ein Photon nötig.

MultiMode Singlemode Fiber Cables

In der Multimode-Faser, wandern mehrere Photonen (mehrere Lichtmodulationen) gleichzeitig im Faserkern. Dies kann bei großen Kabellängen (größer als 914,4m) zu Störungen (Signalverzerrungen) im Kabel führen, was zu unvollständigen und unklaren Datenübertragungen auf der Empfangsseite führt.

In der Monomode-Faser erlaubt der reduzierte Querschnitt des Faserkerns lediglich die Übertragung von einzelnen Photonen (eine Lichtmodulation) zur selben Zeit. Die teureren Monomodeleitungen bieten eine höhere Übertragungsrate als Multimodeleitungen und ermöglichen eine bis zu 50fache Entfernung. Der kleine Faserkern und die Übertragung von einzelnen Lichtsignalen schließen praktisch alle Störungen durch überlappende Lichtsignale aus. Dadurch wird die geringste Signaldämpfung und die höchste Übertragungsgeschwindigkeit aller Glasfaserkabel ermöglicht.

Testen und Zertifizieren von Glasfaserkabeln

Es ist relativ einfach Glasfaserkabel zu zertifizieren, da diese komplett immun gegen elektrische Interferenzen sind. Es werden nur folgende Messungen benötigt:

Dämpfung (oder Dezibelverlust): Dies ist die Abnahme der Signalstärke während sich das Lichtsignal durch das Glasfaserkabel bewegt (wird in dB/km gemessen).

Rückflussdämpfung: Hier wird die Lichtmenge gemessen, die vom Ende des Kabels an die Quelle zurückreflektiert wird. Je geringer der Wert, desto besser. Ein Wert von -60dB ist beispielsweise besser als ein Wert von -20dB.

Brechungsindex: Messung der Lichtmenge die durch das Kabel geschickt wird. Üblicherweise wird diese Messung bei einer Wellenlänge von 850nm und 1300nm durchgeführt. Im Vergleich zu anderen Wellenlängen ergibt sich hier die geringste Eigenverlustleistung. (Hinweis: Dies gilt nur für Multimode.) 

Laufzeit: Zeit die ein Signal benötigt um eine bestimmte Messstrecke zu überwinden.

Laufzeit-Reflexionsmessung (TDR): Sendet Hochfrequenzimpulse um die Reflexion im Kabel zu überprüfen und Fehler zu isolieren. 

Beim Basisglasfaserkabeltest wird Licht durch das Kabel geschickt. Am Ende des Kabels wird ein Empfänger platziert der auf die Stärke des Eingangssignals (Licht das ins Kabel gesendet wird) kalibriert wird. Durch diesen Test wird die Menge des Lichts gemessen die am Ende des Kabels herauskommt. Das Ergebnis wird generell in Verlust von Dezibel ausgegeben. Ist dieser Verlust geringer als der zuvor festgelegte max. Verlust, ist das System in Ordnung. 

Neuere Glasfaserkabeltester haben ein breiteres Spektrum an Funktionen. Sie können beide Lichtwellenlängen, 850nm und 1300nm, gleichzeitig testen und gewisse Kabelstandards prüfen.

Umstieg auf Lichtwellenleiter

Obwohl Glasfaserkabel teurer sind als herkömmliche Technologien, wird es in der heutigen Zeit verstärkt in der Hochleistungsdatenübertragung verwendet. Die Gründe hierfür sind: Keine Probleme mit Querdämpfung (Near-end crosstalk [NEXT]), keine elektrischen Interferenzen.