2. Lichtwellenleiter
2.1. Aufbau und Arbeitsweise
Um in einer Glasfaser ein optisches Signal zu führen, benötigt man einen lichtleitenden Kern und darum
einen Mantel mit etwas niedrigerem Brechungsindex. Das Signal wird durch Totalreflexion zwischen Kern- und
Mantelmaterial geführt. Basismaterial für Kern und Mantel ist Quarz
(SiO2). Die Informationsübertragung geschieht innerhalb der Glasfaser
durch Licht im infraroten Bereich.
Für die Lichtausbreitung müssen einige Randbedingungen erfüllt sein:
- der Kernbrechungsindex muss größer als der Mantelbrechungsindex sein
- das Material von Kern und Mantel muss eine homogene und gleichförmige Struktur aufweisen
- die Einkopplung des Lichtes auf die Faserstirnfläche muss unter einem Winkel erfolgen, welcher
kleiner als der maximale Öffnungswinkel (Akzeptanzwinkel)ist.
Es existieren zwei verschiedene Fasertypen:
Multimode (MM) für kürzere Entfernungen bis max. 5 km (für LAN-Bereich) mit LED-Lichtquellen und
Singlemode (SM)für Entfernungen bis >100 km (Kabelfernsehen und Telekommunikation) mit LD
(Laser)-Lichtquelle.
Unter Moden versteht man die Lichtwellen, die sich im Lichtwellenleiter unter verschiedenen
Entrittswinkeln ausbreiten. Bei der Multimodefaser breiten sich verschiedene
Lichtmoden aus, die etwas unterschiedlich lange Wege durch die Faser
zurücklegen. Hierdurch entstehen Laufzeitunterschiede, welche zu einer
Impulsverbreiterung am Faserende führen. Diese „Verschmierung“ des Signals nennt
man Modendispersion. Bei der Singlemodefaser kann sich nur ein Mode ausbreiten,
wodurch die Modendispersion vermieden wird.
Weiter unterscheidet man zwischen Stufenindex und Gradientenindex. Grundsätzlich können drei verschiedene
Fasertypen unterschieden werden:
- Multimode-Gradientenfaser (Mehrmodenfaser)
- Singlemodefaser (Einmoden- oder Monomodefaser)
- Multimode-Stufenfaser (Mehrmodenfaser)
Quelle: Beha GmbH
Danke