Zum Übertragen von Nachrichten benötigt man Übertragungsmittel, wobei wir uns hier auf die Lichtwellenleitertechnik beschränken wollen. Lichtwellenleiter, kurz LWL genannt, sollen, wie der Name schon sagt, mit Hilfe von Lichtwellen, Nachrichten von einem Ort zum anderen transportieren.
Nachrichten beinhalten Informationspakete, die mit technischen Mitteln umgewandelt (Codierer Þ Modulation), übertragen und
dann beim Empfänger in ihre ursprüngliche Form zurückgewandelt (Decodierer Þ Demodulation) werden.
Eine Information kann wiederum als Signal angesehen werden, das einer Nachricht einen verwertbaren Sinn geben soll. Die Information
kann in zwei Definitionen unterteilt werden - in den traditionellen und den modernen Informationsbegriff: „Traditioneller Informationsbegriff: Information ist eine Mitteilung, die einem wahrnehmenden Lebewesen eine Bedeutung vermittelt. Sie stammt nicht unbedingt von einem Lebewesen, sondern kann von der unbelebten Natur
oder der Technik erzeugt worden sein. Das wahrnehmende Lebewesen nutzt seine Sinnesorgane zur Aufnahme und sein Nervensystem zur Verarbeitung der Mitteilung. Moderner Informationsbegriff:
Information ist ein Signal, das eine bestimmte Organisation eines Systems ermöglicht. Die Erzeugung, Übertragung und Verarbeitung des Signals ist nicht an die Beteiligung wahrnehmender
Lebewesen gebunden. Der Informationsbegriff ist auf alle Systeme verallgemeinert, die organisierende Signale empfangen und verarbeiten können.“
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Grundlagen der Wellenausbreitung
2.1 Elektromagnetisches Spektrum
2.2 Brechung und Reflexion
2.3 Ausbreitung und Dämpfung
2.4 Modenverteilung
3 Aufbau von Lichtwellenleitern
3.1 Allgemeiner Aufbau und Arbeitsweise
3.2 Singlemodefaser
3.3 Multimodefaser
3.4 Multimodestufenfaser
4 Eigenschaften von Lichtwellenleitern
4.1 Vergleich von Kupfer- und Lichtwellenleiter
4.2 Vorteile
4.3 Nachteile
4.4 Anwendungs- und Einsatzgebiete
5 Eigene Meinung
6 Quellenverzeichnis
6.1 Literaturverzeichnis
6.2 Internetquellen
6.3 Bildquellenverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Grundlagen der Wellenausbreitung
2.1 Elektromagnetisches Spektrum
2.2 Brechung und Reflexion
2.3 Ausbreitung und Dämpfung
2.4 Modenverteilung
3 Aufbau von Lichtwellenleitern
3.1 Allgemeiner Aufbau und Arbeitsweise
3.2 Singlemodefaser
3.3 Multimodefaser
3.4 Multimodestufenfaser
4 Eigenschaften von Lichtwellenleitern
4.1 Vergleich von Kupfer- und Lichtwellenleiter
4.2 Vorteile
4.3 Nachteile
4.4 Anwendungs- und Einsatzgebiete
5 Eigene Meinung
6 Quellenverzeichnis
6.1 Literaturverzeichnis
6.2 Internetquellen
6.3 Bildquellenverzeichnis
7 Erklärung
1 Einleitung
Zum Übertragen von Nachrichten benötigt man Übertragungsmittel, wobei wir uns hier auf die Lichtwellenleitertechnik beschränken wollen. Lichtwellenleiter, kurz LWL genannt, sollen, wie der Name schon sagt, mit Hilfe von Lichtwellen, Nachrichten von einem Ort zum anderen transportieren.
[Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] Nachrichten beinhalten Informationspakete, die mit technischen Mitteln umgewandelt (Codierer [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] Modulation), übertragen und dann beim Empfänger in ihre ursprüngliche Form zurückgewandelt (Decodierer [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] Demodulation) werden (siehe Bild 1).
Eine Information kann wiederum als Signal angesehen werden, das einer Nachricht einen verwertbaren Sinn geben soll. Die Information kann in zwei Definitionen unterteilt werden - in den traditionellen und den modernen Informationsbegriff:
„Traditioneller Informationsbegriff:
Information ist eine Mitteilung, die einem wahrnehmenden Lebewesen eine Bedeutung vermittelt. Sie stammt nicht unbedingt von einem Lebewesen, sondern kann von der unbelebten Natur oder der Technik erzeugt worden sein. Das wahrnehmende Lebewesen nutzt seine Sinnesorgane zur Aufnahme und sein Nervensystem zur Verarbeitung der Mitteilung. …
Moderner Informationsbegriff:
Information ist ein Signal, das eine bestimmte Organisation eines Systems ermöglicht. Die Erzeugung, Übertragung und Verarbeitung des Signals ist nicht an die Beteiligung wahrnehmender Lebewesen gebunden. Der Informationsbegriff ist auf alle Systeme verallgemeinert, die organisierende Signale empfangen und verarbeiten können.“1
2 Grundlagen der Wellenausbreitung
2.1 Elektromagnetisches Spektrum
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Um Nachrichten und ihre enthaltenen Informationen über Lichtwellenleiter senden zu können, müssen diese in optische Signale umgewandelt werden. Dazu wird ein geringer Bereich aus dem sehr breiten elektromagnetischen Spektrum ausgewählt, weil sich jede Wellenlänge im Raum anders ausbreitet.
Da das menschliche Auge nur einen Bruchteil dessen sehen kann, was das „ganze Spektrum“ umfasst, nennt man diesen Bereich (420 bis 720nm) sichtbares Licht (siehe Bild 2). Die LWL-Technik nutzt allerdings hauptsächlich den Infrarotbereich ab 800nm, weshalb der Begriff Lichtwellenleiter im eigentlichen Sinne nicht richtig ist. Eine Ausnahme bilden nur die Plastikfasern, die bei ca. 650nm, also rotem Licht, ihre geringste Dämpfung haben.
2.2 Brechung und Reflexion
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Beim Übergang einer Lichtwelle von beispielsweise Luft zu Glas, wird diese zum Lot hin gebrochen (siehe Bild 3). Im umgekehrten Fall wird sie vom Lot weg gebrochen. Mit der Richtungsänderung der Welle ändert sich gleichzeitig auch die Ausbreitungsgeschwindigkeit, die im Vakuum mit einer Geschwindigkeit von genau 299.792,4562 km/s am größten ist.
[Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] Somit erklärt sich der Zusammenhang zwischen Wellenlänge λ , Frequenz f, Brechzahl n und Ausbreitungsgeschwindigkeit c wie folgt: [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]
Wird der Einfallswinkel des Lichtstrahls nun immer größer, so wird der gebrochene Strahl immer flacher und verschwindet letztendlich in der Grenzlinie des Mediums (siehe Bild 4). Ist der Einfallswinkel so groß, dass kein Licht mehr das Medium verlässt, spricht man von Totalreflexion (Einfallswinkel = Ausfallswinkel).
2.3 Ausbreitung und Dämpfung
Geht man von einer punktförmigen Lichtquelle aus, so breitet sich die Strahlung in alle Richtungen gleichmäßig aus, wobei die Intensität des Lichts mit der Entfernung abnimmt. Das wiederum rührt daher, dass sich das Licht mit zunehmender Entfernung auf eine immer größere Fläche verteilt. Bündelt man nun die Strahlung zu paralleler Form, so bleibt ihre Leistung im gleichen Medium konstant.
Nun haben aber fast alle Medien kleine Fehler oder sind verunreinigt, so das der Lichtstrahl teilweise gestreut oder absorbiert wird. Zusätzlich treten noch Verluste an Steck- und Spleißverbindungen auf. Diese Verluste werden als Dämpfung bezeichnet, die in Dezibel [dB] angegeben wird. Aus der Dämpfung und der Länge l eines gleichförmigen Lichtwellenleiters ergibt sich wiederum der Dämpfungskoeffizient α. Dieser wird in Dezibel je Kilometer [dB/km] angegeben und ermittelt sich wie folgt: [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]
[...]
1 Asano, Robert; Bhattacharya, Denis; Wehling, Jürgen: http://it.tud.uni-essen.de/information.htm
- Quote paper
- Rico Kernchen (Author), 2003, Wellenausbreitung in optischen Übertragungsmedien, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/108241
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