Lichtwellenleiter (LWL) Kabel: Aufbau, Typen und Vorteile

Das LWL-Kabel: Grundlagen der digitalen Signalübertragung

Das LWL-Kabel (Lichtwellenleiterkabel) nutzt Photonen für die digitale Signalübertragung. Reines Glas schreibt keine Resistenz gegen den Durchgang von Photonen.

Das Kabel überträgt das Licht durch einen Glasstrang. Die Ausrichtung dieses Strangs wird als Kern bezeichnet. Ein Glas umgibt den Kern und dient als Beschichtung (Cladding). Die Beschichtung wirkt wie ein Spiegel, der das Licht, das durch den Kern reist, zurückreflektiert.

Typen von LWL-Fasern

• Single-Mode (SM): Für lange Strecken. Der Kern ist sehr klein im Verhältnis zur Beschichtung, und das Licht wandert durch das Zentrum des Kerns.
• Multimode (MM): Der Kerndurchmesser ist relativ groß und ist für den Einsatz in lokalen Netzwerken (LAN) ausgelegt.

Lichtquellen für LWL

Es gibt zwei Hauptarten von Dioden zur Lichterzeugung:

• Normale LEDs: Für kurze Reichweiten und geringe Kosten.
• Halbleiterlaser: Für größere Reichweiten und höhere Kosten.

Vorteile von LWL-Kabeln

Die wichtigsten Vorteile von Glasfaserkabeln sind:

• Ermöglicht die Nutzung von High-Speed- oder High-Bandwidth (Gbps), da es das physische Transportmittel für eine größere Bandbreite ist.
• Sie weisen eine sehr niedrige Dämpfung auf. Dies ermöglicht LWL-Verkabelungen über lange Strecken ohne die Notwendigkeit von Signal-Repeatern.
• Die optische Faser wird von elektromagnetischen Störungen (Rauschen) nicht beeinflusst und ist nicht anfällig für korrosive Umgebungen, da das Kabel nicht aus Metall, sondern aus Glas besteht.
• Der Kern der optischen Faser ist widerstandsfähiger gegen Durchstiche und daher sicherer.

Ein Nachteil ist, dass LWL-Kabel teurer sind als Kupferkabel, nicht nur bei den Kabeln selbst, sondern auch bei Netzwerkkarten und Switches. Zudem ist das Material (Glas) sehr zerbrechlich und erfordert eine vorsichtige Handhabung.

Dispersion bei LWL

Dispersion ist ein Phänomen bei der Lichtübertragung durch optische Fasern. Es ist hauptsächlich bei Multimode-Fasern relevant und führt zu einer Abflachung des Signals auf der Empfangsseite. Der Lichtpuls erweitert sich und überlappt zeitlich. Dieses Phänomen nimmt mit der Frequenz zu, weshalb Multimode-Fasern niedrigere Geschwindigkeiten als Singlemode-Fasern übertragen können.

LWL in lokalen Netzwerken (LAN)

LWL wird häufig eingesetzt, um:

• Zwei Gebäude miteinander zu verbinden, selbst wenn der Abstand unter 100 Metern liegt.
• Server mit dem Storage-Netzwerk zu verbinden.