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Im luftleeren Raum bewegt sich das Licht mit ca. 300.000 Kilometer in der Sekunde. Aber eben nur im luftleeren Raum. Jeder andere Stoff \"schluckt\" das Licht mehr oder weniger stark. Auch Glas ist ein \"Lichtschlucker\". Diese Dämpfung wird, wie Schall, in Dezibel (dB) gemessen.
Aus diesem Grund müssen die Fasern aus besonders \"durchsichtigem\" hochreinen Glas bestehen, um den dB-Wert gering zu halten. Die ersten Glasfasern hatten eine Dämpfung von 20 dB, was bedeutet, daß nach einem Kilometer Faserlänge nur noch 1/100 der eingegebenen Lichtwellenenergie nachweisbar war.
Die folgende Tabelle zeigt die Dämpfung von verschiedenen Materialien:
Medium Dämpfung in dB/Km Eindringtiefe bei 30 dB
in Meter
Fensterglas50.000 0,6
optisches Glas3.000 10
dichter Nebel500 60
Atmosphäre über Stadtgebiet10 3.300
Lichtleiter< 3 > 10.000
Einmodenfasern0,1 300.000
Heutige Glasfasern haben einen Dämpfungswert von ca. 0,2 dB. Erst nach etwa 30 Kilometern muß das Signal verstärkt werden. Demgegenüber muß das Signal z.B. beim Koaxialkabel etwa alle 2 Kilometer verstärkt werden.
Grundsätzlich bestehen Lichtwellenleiter aus haarfeinen Glasfasern, die mit einem Glasmantel umgeben sind.
Es gibt 3 Glasfasertypen, die sich durch die Art der Fortpflanzung des Lichtes unterscheiden.
\"Mehrwellige Multimode-Glasfasern\" reflektieren die Lichtimpulse \"zickzackförmig\".
Der nächste Typ sind die \"Gradientfasern\", die ebenfalls mehrwellig sind. Durch mehrere, nach abnehmender Dichte angeordnete Glasschichten um den Kern, wird für eine weiche Reflexion der Lichtimpulse gesorgt.
Der dritte Typ sind die besonders dünnen, einwelligen \"Monomode-Glasfasern\". Durch diese Glasfaser wird der Lichtstrahl ohne Reflexion streng geradeaus geführt.
Die Daten werden durch optische Impulse übertragen. Dazu müssen sie, wie schon gesagt, in digitaler Form vorliegen. Bei Computerdaten, die übertragen werden sollen, stellt das auch kein Problem dar, da sie ja grundsätzlich digital sind. Nur analoge Daten (elektrische Signale), z.B. bei Telefongesprächen, müssen von einem A/D-Wandler in digitale Impulse umgewandelt, durch das Kabel geschickt, und am anderen Ende wieder in elektrische Signale umgewandelt werden.
Jede einzelne Glasfaser braucht ihren Sender und Empfänger an den Enden.
Als Sender kommen z.B. eine Leuchtdiode (LED) oder eine Laserdiode (LD) in Frage, die Lichtimpulse erzeugen.
Die Leuchtdiode (LED) hat eine übertragbare Bitrate von 34 Mbit/s. Ihre Lebensdauer ist extrem hoch und der Preis relativ niedrig. Die Laserdiode (LD) hat eine übertragbare Bitrate von über 2 Gbit/s. Leider hat sie nur eine niedrige Lebensdauer, was auf die hohe Temperatur- und Alterungsabhängigkeit des Laserlichtes zurückzuführen ist. Außerdem ist der Preis sehr hoch (teure Produktionskosten, komplexe Steuerung).
Als Empfänger auf der Gegenseite wird meistens eine Art Fotozelle eingesetzt, die die Lichtimpulse \"in Empfang\" nimmt.
Handelt es sich bei den übertragenen Daten um vormals analoge Daten (z.B. ein Telefongespräch), so werden die Impulse durch einen D/A-Wandler wieder in elektrische Signale umgewandelt.
Mit zwei Glasfasern können knapp 2.000 Telefongespräche gleichzeitig übertragen werden. Mehrere Lichtwellenleiter können zu einem Lichtwellenleiterkabel zusammengesetzt werden.
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