Physikalische Medien in Telekommunikationsnetzen

Praktikum Nr. 7: Media Guided 2. Teil

1. Welche physikalischen Medien werden in Telekommunikationsnetzen eingesetzt, die im Text erwähnt werden?

2. Welche Varianten von Kupferdrähten gibt es?

3. Was sind die größten Nachteile von blanken Drähten?

4. Wie sind UTP-Kabel aufgebaut? Welche Merkmale und technischen Eigenschaften haben sie?

5. Was sind unterirdische Multipair-Kabel? Wie werden sie genutzt und wie erfolgt ihre Isolierung?

6. Was sind Luft-Multipair-Kabel und wofür werden sie verwendet?

7. Was ist ein Koaxialkabel? (Grafische Darstellung)

8. Was versteht man unter der charakteristischen Impedanz von Koaxialkabeln? Was sind die üblichen Werte?

9. Was versteht man unter Dämpfung und welche Einheit hat sie?

10. Wie sind Multi-Leiter-Koaxialkabel aufgebaut und wofür werden sie verwendet?

11. Welche Vorteile bietet die Glasfaser? Recherchieren Sie online über den Einsatz von Glasfaserkabeln im Ozean.

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13. Wie werden Multimode-Fasern unterteilt?

14. Welche Verluste treten bei Glasfaserkabeln auf?

15. Was ist ein optoelektronisches System und welche Hauptelemente hat es?

16. Welche Zubehörteile werden bei der Installation von Glasfaserverkabelung verwendet? Erläutern Sie jedes davon.

7. Koaxialkabel

Koaxialkabel werden für Computernetzwerke und Kabelfernsehen verwendet. Der Name leitet sich von der Struktur ab: Ein Metallschild umgibt einen zentralen Draht. Die Abschirmung schützt die innenliegende Signalleitung vor elektrischen Störungen.

8. Impedanz

Die Impedanz ist ein sehr wichtiger Parameter. Sie kann als das Verhältnis zwischen der angelegten Spannung und dem aufgenommenen Strom in einem Kabel mit unendlicher Länge berechnet werden.

Dieser Wert ist charakteristisch für Koaxialkabel und wird durch das Verhältnis der Durchmesser des inneren und äußeren Leiters sowie des dielektrischen Isoliermaterials bestimmt.

9. Dämpfung

Die Dämpfung ist der Leistungsverlust bei einer bestimmten Frequenz. Sie wird in Dezibel pro Kilometer Kabel ausgedrückt. Die Dämpfung dieser Kabel hängt von Faktoren wie der Temperatur ab. Eine Erhöhung der Temperatur erhöht den spezifischen Widerstand der Leiter.

10. Multi-Leiter-Koaxialkabel

11. Glasfaser

Eine optische Faser ist ein langer, dünner Faden aus transparentem dielektrischem Material, meist aus Glas oder Kunststoff, mit einem Durchmesser, der etwa dem eines Haares entspricht (50 bis 125 Mikrometer). Sie ist von einer speziellen Beschichtung umgeben, die bestimmte Eigenschaften aufweist, um Lichtsignale über weite Entfernungen zu übertragen.

Ein Glasfaserkabel besteht aus den folgenden Teilen (siehe Abbildung 01):

• Kern: Der eigentliche Lichtwellenleiter, ein dünner Glasstrang, durch den das Licht geleitet wird.
• Mantel: Eine oder mehrere Schichten, die die Faser umgeben und aus einem Material mit einem niedrigeren Brechungsindex als der Kern bestehen. Dadurch werden die Lichtstrahlen nach dem Prinzip der Totalreflexion in den Kern zurückreflektiert und das Licht geht nicht verloren.
• Schutzhülle: Eine Kunststoffbeschichtung, die die Faser und die mittlere Schicht vor Feuchtigkeit und Beschädigung schützt.

Optische Fasern werden in zwei Typen unterteilt:

• Multimode-Fasern: Sie übertragen viele Signale pro Faser (verwendet in Computernetzwerken, Local Area Networks).
• Singlemode-Fasern: Sie übertragen ein Signal pro Faser (verwendet in Telefonen und Fernsehkabeln). Singlemode-Fasern haben sehr dünne Kerne (ca. 9 Mikrometer Durchmesser) und übertragen Laser-Infrarotlicht (Wellenlänge = 1300-1550 nm). Multimode-Fasern haben größere Kerne (ca. 62,5 Mikrometer Durchmesser) und senden Infrarotlicht (Wellenlänge = 850-1300 nm) von Leuchtdioden (LEDs).