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Was ist Glasfaser

Sub: Es gibt viele verschiedene Verkabelungssysteme. Das bei weitestem schnellste und interessanteste ist aber das Medium Glasfaser. Kein anderes Kabel bietet derartige Geschwindigkeiten und Vorteile. Hier eine Einführung in das Licht-Medium.


Autor: Martin Puaschitz (onestone)
Datum: 23-01-2002, 19:31:30
Referenzen: http://www.fotec.com/fiberu-online/fuonline.htm
http://encarta.msn.com/index/conciseindex/3A/03AF1000.htm?z=1&pg=2&br=1
Schwierigkeit: Anfänger
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Einleitung

Im Normalfall hat der Otto-Normal-Verbraucher nur selten etwas mit Glasfaser zu tun. Kein Telefonanschluss zuhause oder in der Firma ist über Glasfaser angebunden. Auch Fernseh- oder Netzwerkkabel sind in fast allen Fällen mit simpleren Medien verbunden als Glasfaser. Dennoch benutzen einige von uns Glasfaser wohl täglich.

Glasfaserkabel bestehen aus reinem Glas, sind allerdings nur so dick wie ein einzelnes Haar eines Menschen. Diese Kabel sind biegbar, brechen nie und bieten unvorstellbaren schnellen Datentransfer. Ich habe zuerst erwähnt, viele von uns würden Glasfaser fast täglich verwenden. Gemeint sind jene Menschen die im Internet surfen, mit dem Ausland telefonieren oder einfach nur ihren Kabelanschluss (TV) abends nutzen. In fast allen Szenarien werden die Daten irgendwann einmal über Glasfaser geschickt.

Was sind Glasfaserkabel eigentlich?

Glasfaserkabel bestehen, wie schon erwähnt, aus reinem Glas - ihr Durchmesser entspricht ungefähr jenem eines Menschenhaares und sie sind in jede erdenkliche Form zu verbiegen. Glasfaserkabel übertragen keine elektronischen- sondern lediglich Lichtsignale.

Wenn man den Aufbau einer Glasfaser genauer betrachtet erkennt man die drei grundlegenden Elemente die das Kabel ausmachen.

- Das wichtigste ist der Kern (Core) innerhalb des Kabels. Hier werden die Lichtimpulse übertragen.

- Um den Kern ist das sogenannte Cladding. Dieses Material hat die Aufgabe den Kern zu schützen und zusätzlich für die Reflektion zu sorgen. Durch diesen Stoff kann das Licht nicht aus dem Glasfaserkabel austreten.

- Zu guter letzt gibt es noch eine Plastikummantelung als Schutz der beiden inneren Stoffe.

Ein einzelnes Glasfaserkabel ist schon eine tolle Sache. Richtig interessant wird es aber erst dann, wenn man viele Kabel zu einem großen Strang bündelt. Dies wird dann jacket gennant. Es gibt im weiteren noch zwei wesentliche Unterscheidungsmerkmale zwischen den einzelnen Typen von Glasfaserkabeln. Man unterscheidet hier zwischen:

- Single-Mode wird verwendet um ein Signal über das Kabel zu übertragen. Anwendungen hierfür sind Telefonleitungen oder Kabelfernsehen.

- Multi-Mode wird dann verwendet, wenn mehrere Signale über ein Glasfaser geschickt werden sollen. Anwendungen für diese Art des Glasfasers sind Computernetzwerke (LAN, MAN, WAN, etc.)

Der große Unterschied zwischen den beiden Typen ist der Durchmesser und der Typ von Licht, welcher übertragen wird. Beim Single-Mode Typus ist der Durchmesser einer Glasfaser in etwa 9 microns und es wird Infrarotes Laserlicht übertragen - bei Multi-Mode sind es bereits 62.5 microns Durchmesser durch welche Licht von einer Leucht Leuchtdiode (LED) übertragen wird.

Die Technik der Glasfaser

Um das Prinzip besser verstehen zu können, stellen sie sich einen Korridor in einem Bürohaus vor. Wenn sie den gesamten Gang beleuchten wollen würde es reichen, wenn sie mit der Taschenlampe geradlinig in den Korridor hineinleuchten. Allerdings tritt ein Problem auf, wenn der Korridor eine Biegung macht. Dann müssten Sie Spiegel verwenden um das Licht entsprechend weiterzuleiten. Und genau das macht ein Glasfaser kabel auch.

Egal welcher Biegung ein Glasfaserkabel ausgesetzt ist, das Licht wird immer weiter reflektiert. Allerdings verliert das Licht trotzdem an Intensität wenn es sich durch das Kabel ausbreitet. Die Grundlage für diese Berechnung liegt in der Reinheit des Glases und in der Längenwelle des Lichtes. Als
Beispiel: Bei 850 nm Längenwelle tritt noch 60 bis 75% des Lichtes am Ende des Kabels aus.

Glasfaser in Netzwerken?

Vielleicht stellt sich für manche die Frage, wie es jetzt möglich sein soll das Glasfaserkabel als Medium in Netzwerken zu verwenden. Nun, stellen Sie sich zwei Schiffe am Ozean vor, die als einziges Kommunikationsmittel zwei Scheinwerfer besitzen. Wenn Captain A eine Nachricht an Captain B schicken möchte, übergibt er diese Nachricht an seinen Kommunikationsspezialisten welcher die Nachricht in das Morsealphabet übersetzt. Dann kann jener über den Scheinwerfer die Nachricht verschlüsselt absetzen. Auf dem anderen Schiff erfolgt das gleiche Schema - nur umgekehrt. Der Kommunikationsspezialist auf Schiff B entschlüsselt die Botschaft und übergibt sie Captain B.

In Netzwerken braucht man hierfür keine menschlichen Codierer - hier übernehmen selbstverständlich die Geräte die Arbeit. Folgende Geräte werden für die Übertragung über Lichtwellenleiter verwendet:

- Sender: Produziert, codiert und sendet die Daten.
- Kabel: Überträgt die Daten an den nächsten Standort.
- Repeater: Empängt schwächere Signale und schickt sie verstärkt weiter.
- Empfänger: Liest, decodiert und empfägt die Daten.

Voteile von Glasfaser

Nun folgen einige Vorteile für den Gebrauch von Glasfaserkabeln:

- Geringere Kosten zu herkömmlichen Netzwerkkabeln
- Dünner und somit leichter gebündelt zu verlegen
- Höhere Datenkapazität
- Keine Interferenzen zwischen den einzelnen Kabeln
- Geringer Stromverbrauch
- Keine Brandgefahr des Kabels
- Digitale Signalübertragung
- Leichtes Gewicht
- Flexibel in der Verlegung#



Volker Frisse
Rookie
Beitrag vom:
10-12-2003, 22:06:26

Singlemode / Multimode

Leider ist auch diese Aussage nicht ganz richtig. Der Unterschied ist eigentlich ganz einfach, der Kern der Singlemodefaser ist dünner (9/125 bei 1300nm) im Gegensatz zu Multimode (62,5/125 bzw. 50/125 bei 860nm). Dies bedeutet dass ein Signal gerade durch die Faser gesendet wird und nicht so oft reflektiert. Hierdurch werden a) längere Strecken überbrückt und b) eine bessere Signalausbeute gewonnen. Allerdings ist die Multimodefaser wie bereits erwähnt günstiger in der Herstellung und auf der Sendeseite wird nur eine LED benötigt. Die Singlemodefaser ist etwas teurer in der Herstellung und als Sender wird ein Laser eingesetzt. Für Fragen bezüglich Glasfaser und Signalübertragung (vor allem im Bereich CCTV) stehe ich gerne zur Verfügung. Volker Frisse

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Liguste
Rookie
Beitrag vom:
17-09-2002, 19:02:01

Single Mode, Multi Mode

Diese beiden Begriffe werden in dem Artikel leider irreführend bis falsch gebraucht. Die physikalischen Daten stimmen, aber die Anwendungen (und entsprechende Implikationen) leider nicht. In der Tat ist es so, dass die Single Mode Fiber (SMF) wesentlich mehr Signale gleichzeitig übertragen kann als die Multi Mode Fiber (MMF). Daher ist auch die SMF der einzige Fasertyp, der im WAN (Wide Area Network) Verwendung findet. Zugleich sind auch die Übertragungseigenschaften von SMF wesentlich besser. Übrigens wird auf beiden Fasertypen infrarotes Licht übertragen. Die MMF findet vor allem dort Anwendung, wo es auf den Preis ankommt, da sowohl die Faser selbst als auch das Zubehör wesentlich billiger sind als für SMF. Daher auch das klassische Einsatzgebiet LAN.

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