1. Einführung in die LWL-Technik


1.1. Geschichte der Nachrichtentechnik


Die Nachrichtenübertragung mit Lichtwellenleitern ist schon sehr lange bekannt. Am Anfang wurde z.B. über Sonnenspiegel und Lampen ein Signal über weite Strecken gesandt (z.B. Signalfeuer, Rauchzeichen, Morse- und Signallampen). Die technische Entwicklung war jedoch wegen der begrenzten und zeitlich sehr schwankenden Transparenz des Mediums Luft (Nebel, Regen usw.) auf verhältnismäßig kurze Entfernungen beschränkt.

Anfang der 70er Jahre stellte die Firma Corning Glass in den USA mit Hilfe von reinem Glas die ersten Lichtwellenleiter her. Zuerst wurden Lichtwellenleiter nur in Versuchsstrecken eingesetzt, wo sie sich bewährten. Mitte der 70er Jahre kamen sie zum praktischen Einsatz.

Der Begriff „Lichtwellenleiter (LWL)“ wird für alle Glasfasern und Kunststofffasern verwendet, die zur optischen Informationsübertragung eingesetzt werden. Im Gegensatz hierzu bezeichnet der Begriff „Lichtleiter“ Fasern, die zur Beleuchtung dienen, beispielweise bei Mikroskopen und Dekoration.

Die Übertragungstechnik durchläuft eine ähnliche Entwicklung wie bei Computern. Immer schneller, immer mehr, immer billiger und immer weitere Übertragungsdistanzen. Heute gilt im Bereich der Medien das Thema Multimedia al Favorit unter den Zukunftstrends. Glasfaserkabel bieten die notwendige Bandbreite, um z.B. bewegte Bilder in Echtzeit zu übertragen - ihr entscheidender Vorteil bei Videokonferenzen oder Multimedia-Anwendungen. Dies führt heute zu höchsten Zuwachsraten im Bereich der Multimode-Glasfaser-Verkabelung.

Häufig werden z.B. Rechner, sowie Mess- und Regeltechnik in elektromagnetisch verseuchter Umgebung installiert, die dann durch unternehmensweite Datennetze miteinander verbunden werden.

Diese Probleme lassen sich meist nur mit der optischen Übertragungs­technik aus der Welt schaffen und halten somit die herkömmlichen Ver­fahren über elektrische Kabel immer mehr verdrängt.

1.2. Vergleich von Kupfer- und Lichtwellenleiter


Die Vorteile faseroptischer Systeme gegenüber elektrischen Systemen liegen vor allem in der niedrigeren Dämpfung und der hohen Bandbreite. Unter der Bandbreite versteht man den Frequenzbereich, der für die Datenübertragung zur Verfügung steht. Weiter gibt es das Bandbreite-Länge-Produkt, welches die maximale Entfernung – in Anhängigkeit von der Datenrate – angibt, mit der über eine Faser übertragen werden kann. Üblich ist eine Angabe in MHz x km oder Mbit/s x km. Bei hohen Übertragungsraten schränkt meist das Bandbreite-Länge-Produkt die Reichweite ein und nicht die Faserdämpfung.

1.3.Vorteile der optischen Übertragungstechnik

gegenüber herkömmlicher Verkabelung mit Kupferleitern:

1.3.1. Mechanische Vorteile

-LWL sind dünn, leicht und flexibel
-LWL-Kabel sind zugfest (bis ca. 50-60 N, Spezialkabel bis 100N) aufgebaut und können problemlos verlegt werden

1.3.2. Übertragungstechnische Vorteile

  • große Übertragungsbandbreite mit hoher Signaldichte (Multiplexing: viele Signale werden zusammengelegt)
  • kleine Signaldämpfung mit langen Übertragungsstrecken
  • Störsicherheit – keine Beeinflussung durch elektromagnetische Störfelder (EMV)
  • kein Übersprechen zwischen verschiedenen Adern
  • Dielektrikum als Übertragungsmedium, dadurch Potenzialtrennung und keine Erdschleifen
  • hohe Abhörsicherheit: wenn ein Kabel „angezapft“ wird, kann dies gemessen werden, da ein Teil des Lichtes austritt, d.h. das Empfangssignal wird kleiner!
  • Blitzschutz, Lichtwellenleiter sind Isolatoren
  • Ex-Schutz, keine Funkenbildung bei Trennung oder Kabelbruch
  • kein Risiko in explosionsgefährdeter Umgebung
  • geringe Alterung, chemische und thermische Stabilität

    • 1.3.3. Wirtschaftliche Vorteile

  • unbegrenzte Materialverfügbarkeit (Quarzsand)
  • Einsparung an Abschirmung und sonstigen bei Kupfer-Kabeln notwendigen Entstörungsaufwendungen
  • günstiges Preis/Leistungsverhältnis, speziell bei größeren Übertragungsstrecken

    • 1.4. Nachteile:

  • hohe Montagekosten bzw. hoher Montageaufwand
  • höhere Kosten gegenüber Kupfer-Leitern bei kurzen Verbindungen

    • 1.5. Anwendungs- und Einsatzgebiete:

    Aus den aufgeführten Vor- und Nachteilen ergeben sich heute für die LWL-Technik die nachfolgenden Einsatzgebiete:

    Quelle: Beha GmbH

    Danke