Eckdaten

Für den Marktführer von Lasern für Lichtwellenleiter und Telekommunikationslösungen hat Heitec eine High-End- Systemplattform entwickelt. Die Plattform stellt einen Netzwerkknoten (Hub) dar, welcher die verschiedenen Signale eines DWDM-Netzwerks aufnimmt und verteilt. Die robuste Gehäusetechnik bildet eine gute Basis dafür.

Auch Mobilfunk-Provider müssen immer leistungsfähigere Dienste für Internet und Telefonie in einem schnell wachsenden, aber auch hart umkämpften Markt bereitstellen. Im Zeitalter von Industrie 4.0, dem Industrial Internet of Things (IIoT) und nicht zuletzt dem notwendigen technologischen Fortschritt für den Auf- und Ausbau einer 5G-Infrastruktur sind diese Anforderungen aktueller denn je.

Was ist optische Datenübertragung?

Hier eine Detailaufnahme der Lüftung: Designt wurden drei  hot-swap-fähige Lüftereinschübe. Jeder Einschub enthält eine eigens für die Applikation entwickelte Lüftersteuerung.

Hier eine Detailaufnahme der Lüftung: Designt wurden drei hot-swap-fähige Lüftereinschübe. Jeder Einschub enthält eine eigens für die Applikation entwickelte Lüftersteuerung. Heitec

Die High-End-Systemplattform stellt einen Netzwerkknoten (Hub) dar, welcher die verschiedenen Signale eines DWDM-Netzwerks aufnimmt und verteilt.

Die High-End-Systemplattform stellt einen Netzwerkknoten (Hub) dar, welcher die verschiedenen Signale eines DWDM-Netzwerks aufnimmt und verteilt. Heitec

Seit cirka 30 Jahren hält die optische Datenübertragung nicht nur im Kommunikationssektor Einzug. Während diese Technologie anfangs überwiegend auf globaler Ebene zur Vernetzung von Kontinenten (Seekabel) eingesetzt wurde, macht sie mittlerweile auch vor urbanen Gebieten wie Haushalten und deren direkter Anbindung an das Glasfasernetz nicht halt.

Das Basis-Prinzip für eine optische Datenübertragung hat sich seit der ersten Patentierung in den 60er Jahren nicht geändert und besteht im Grunde aus drei Einheiten: einem Sender, einer Übertragungseinheit und einem Empfänger beziehungsweise Verstärker. Vereinfacht gesagt werden dabei die digitalen Informationen in ein moduliertes Lichtsignal umgewandelt und mittels eines Lichtwellenleiters zum Empfänger übertragen, welcher die empfangenen Lichtimpulse wieder in digitale Informationen zurückkonvertiert.

Als Sender werden bei Entfernungen von wenigen hundert Metern und geringeren Datenraten überwiegend LEDs eingesetzt, stoßen jedoch hinsichtlich der entstehenden Dispersion schnell an Ihre Grenzen. Die Dispersion sorgt dafür, dass ein in eine Glasfaser eingespeister Impuls über seinen Weg der Ausbreitung zeitlich immer breiter wird. Dies kann zu Überlappungen mit nachfolgenden Impulsen führen und Übertragungsfehler verursachen.

Für größere Übertragungsstrecken und vor allem bei hohen Bandbreiten (>1 Gb/s), damit einhergehend sehr hohen Schaltfrequenzen und der bauartbedingten Trägheit herkömmlicher LEDs kommen dann Laser-Dioden zum Einsatz. Laserdioden erzeugen Impulse von wenigen Nanometern Breite und minimieren die Auswirkungen des genannten Effekts bei hohen Bandbreiten. Der Kern eines Lichtwellenleiters kann aus drei verschiedenen Grundstoffen, nämlich Glas, Quarz und Kunststoff bestehen. Dieser Kern ist von einem Mantel umgeben, welcher sich im Brechungsindex vom Kernmaterial unterscheidet. Dadurch wird sichergestellt, dass das Licht im Leiter reflektiert wird und sich längs der Glasfaser nahezu ideal ausbreiten kann.

Lichtwellenleiter-Kabel können sowohl als Multimode- oder Singlemode-Faser ausgeführt sein. Diese unterscheiden sich deutlich in ihrem Kerndurchmesser und sind charakterisiert durch ihre jeweilige Fähigkeit, mehrere oder nur ein Grundmode des eingespeisten Lichts zu „leiten“ – im Kern einer Singlemode-Faser kann sich das Licht fast ausschließlich längs der Achse fortbewegen und wird nahezu nicht reflektiert.

In der Multimode-Faser (mit dickerem Kern) wird der Lichtstrahl häufiger reflektiert. Wird nun dazu nicht-kohärentes Licht über eine LED eingespeist, werden die Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen auch unterschiedlich gebrochen und breiten sich verschieden schnell aus. Dies hat zur Folge, dass die Qualität des Lichtsignals mit der Entfernung abnimmt. Aus diesem Grund kommen Singlemode-Fasern bei großen und Multimode-Fasern bei kürzeren Entfernungen zum Einsatz. Als Empfänger werden Foto-Dioden verwendet. Diese wandeln die Lichtimpulse wieder in digitale Signale um.

Auf der nächsten Seite werden die Vor- und Nachteile der optischen Datenübertragung näher beleuchtet

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