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https://lichttechnik-podcast.miesauer.info
Sprecher:
Markus Bausewein
Andreas Miesauer
Intro/Outro: Inka
Inhalt in dieser Folge:
Wichtige Größen:
NA – Nummerische Apertur:
Ist für Fasern mit gleichbleibender Dicke auf Eintritts- und Austrittsseite identisch. Die nummerische Apertur ist der Akzeptanzwinkel, also der maximale Winkel unter dem Licht in die Faser eingekoppelt werden kann damit der Lichtstrahl noch durch die Totalreflexion weitergeleitet, also von der Faser aufgenommen wird. Der Lichtstrahl tritt unter dem gleichen Winkel in die Faser ein und aus.
Dopt – Optischer Durchmesser:
Der optische Durchmesser ist der optisch wirksame Durchmesser, d.h. der Kern der Faser welcher das Licht weiterleitet.
D Durchmesser:
Der Durchmesser der Faser ist der gesamte Durchmesser einer Faser, also Kern und Mantel.
Aufbau und Herstellung von Glasfasern:
Glasfasern bestehen aus einer oder mehreren Glasarten.
So kann eine Glasfaser z.B. aus einem Kern- (Core) und einem Mantelglas (Cladding) bestehen. Die Produktion besteht aus verschiedenen Schritten. Zunächst wird der Kern der geplanten Faser als massiver Glasstab von mehreren Zentimetern Dicke und mehreren Metern Länge hergestellt. Außerdem wird das Mantelglas als Röhre mit einem Innendurchmesser größer dem Durchmesser des Kernstabes hergestellt.
Bei der eigentlichen Faserherstellung wird der Kernglasstab in dem Mantelglasrohr in die Schmelzvorrichtung eingebracht. Bei der von mir besichtigten Glasfaserherstellung in Mainz war dies in der oberen Etage einer Fabrikhalle. Die Schmelzung erfolgt dann am unteren Ende der Rohlinge und befindet sich in diesem Fall zwischen oberer und unterer Etage dieser Halle. Das geschmolzene Glas tropft dann aufgrund der Schwerkraft nach unten und wird dort aufgefangen. Da der Tropfen die Hitze der Schmelzanlage verlässt, kühlt das Glas wieder ab und erstarrt. Der eingefangene Glastropfen hängt an der Glasschmelze, die einen “Faden” / Faser bildet. Diese wird nun auf große Spulen aufgewickelt. Die Geschwindigkeit des Aufwickelns bestimmt die Faserstärke. Da beide Glasrohlinge gemeinsam geschmolzen werden legt sich das Mantelglas um das Kernglas. Im Fall der angeschauten Fertigung werden mehrere dieser Schmelzanlagen in einer Matrix angeordnet betrieben und die entstehenden Fasern gemeinsam aufgewickelt.
Verbindung von Glasfasern
- Spleißen:
Beim Spleißvorgang wird durch thermische Verschmelzung eine übergangslose Verbindung realisiert. Die Meist verbreiteten Glasfaserdurchmesser die Gespleißt werden liegen zw. 150um und 900um.
Notwendige Schritte für eine saubere Verbindung
- Spleißgerät und Faser reinigen
- Faser von der Schutzhülle befreien mit einem Bündeladerwerkzeug und einer Absetzzange mit anschließender Reinigung
- Beide Faserenden in das Spleißgerät einsetzen, ausrichten und den Spleißvorgang starten. Hierbei wird in der Regel mit einem Lichtbogen die Glasfaser aufgeschmolzen und die beiden Enden mit einander Verbunden.
- Freuen wie ein Schneekönig wenns geklappt hat 😉
LWL-Steckverbinder
Anfänge:
Die ersten Stecker-Lichtleiterentwicklungen waren sogenannte Linsenstecker. Hierbei wurde eine Linse am Faserausgang verwendet die das ankommende Licht kollimiert (sammelt)…siehe auch Folge 11 Linsen…Am Empfänger wurde die gleiche Linse wiederverwendet, die das Licht wieder auf die Faser fokussiert. Vorteil dieser Verbindung ist eine Unempfindlichkeit gegenüber der axialen Verschiebung. Diese Linsenstecker werden heute auch noch in rauen Umgebungen eingesetzt.
Diese Stecker haben natürlich auch Nachteile wie hohe Signaldämpfung durch Reflexionsverlusste im Bereich von 1-2 dB und eine relativ große Steckerbauform.
Die Einfügedämpfung wird mit den neueren Kontaktsteckverbindern starkreduziert, dass sich die Faserenden hierbei sehr nahekommen oder sich sogar berühren ohne eine Linse bei der sich Lichtverlusste an den Grenzflächen bilden.
Wenn man jetzt die Steckerenden federnd mit zylindrischen Hülsen lagert, sogenannten Ferrulen, wird eine Einfügedämpfung von 0,1 dB möglich.
Da die Endflächen früher rechtwinklig zur Faserachse plan hergestellt wurden, wurde auch der Anpressdruck nicht nur auf die Datenübertragende Faser gebracht sondern verteilte sich auch auf den Fasermantel was zu schlechterer Dämpfung und Reflektivität führte.
Um das zu vermeiden wird hier eine abgerundete Endfläche verwendet. So können nur noch die Faserkerne in Berührung kommen. Diese Stecker Nennen sich auch PC-Stecker(Physical-Contact) und haben in der Regel auch ein PC in der Steckerbezeichnung
Um auch bei der Reflektivität besser zu werden, hat man zusätzlich eine angewinkelte Endfläche realisiert –> APC Typ (angled physical contact).
Schematische Darstellung der Verbindung von Lichtwellenleitern mittels Linsensteckern (Kollimation und Fokussierung mit Kugellinsen)
Endflächenausführung mit abgerundetem Faserende (PC) und zusätzlich angewinkelter Endfläche (APC) zur Erhöhung der Rückflussdämpfung (lichtführender Faserkern gelb dargestellt, Rückreflexionen durch blaue Pfeile angedeutet)
- Stecken:
Vorteile: lösbar
Nachteil: Lichtverlusst an den Übergängen.
Arten:
- F-SMA (fiber sub-miniature assembly)
- Von Amphenol entwickelt ende 1970
- Nur für Multimode Fasern geeignet
- Wegen der hohen Rubustheit wird er heute noch im Medizin-, Militär- und Messtechnikbereich eingesetzt. In der Telekommunikation ist er nur noch in älteren Installationen anzutreffen.
- Dämpfung: 0,6-1 dB
- Schraubverschluss
- FC (fiber connector)
- Entwickelt von NTT
- Hauptsächlich für Monomode fasern eingesetzt.
- Einsatz noch für Faserkopplungen von Lasern sowie in Mess- und Medizintechnik
- Dämpfung: 0,2 dB
- Schraubverschluss
- ST/(BFOC) (Straight Tip) bei älteren Installationen noch anzutreffen
- Entwickelt von AT&T
- Auch bekannt unter “bayonet fiber optic connector”
- Er wurde früher viel in lokalen Netzen (LAN) verwendet (löste damals den F-SMA-Stecker ab).
- Dämpfung: 0,2-0,4 dB
- Bajonettverschluss
- SC (subscriber connector)
- Entwickelt von der Japanischen Firma NTT und ersetzte im Jahr 2002 den ST-Stecker für Standard LAN Verkabelungen.
- Dämpfung: 0,2-0,3 dB
- Push-Pull-Prinzip
- LSH (laser shock hardening)
- Entwickelt von der Schweizer Firma Diamond unter dem Namen E-2000
- Besitz eine Laserschutzklappe
- Haupteinsatz in Deutschland in WAN (Wide Area Network) und MAN (Metropolitan Area Network) Netzwerken
- Multi und Monomode möglich
- Dämpfung: 0,2 dB
- Push-Pull-Prinzip
- MU (miniature unit-coupling oder multi-termination unibody)
- Von NTT entwickelt als Small Form Factor Stecker halb so groß wie der SC Stecker
- Für Mono- und Multimode geeignet
- Simplex und Duplex Varianten
- Wird für Switches und Multiplexer verwendet
- Dämpfung: 0,2 dB
- Push-Pull-Prinzip
- LC (Lucent Connector)
- Häufigste Steckerart
- Von Lucent Technologies entwickelt
- Löst den SC-Stecker als Standard für LAN Verkabelungen ab und wird auch als Standard in Rechenzentren verwendet
- Dämpfung: 0,2 dB
- Spannbügelverschluss
- URM (yoU aRe Modular)
- Mehrfaserstecker von Euromicron entwickelt
- Einsatz in Patchfeldern bei Rechenzentren
- Bis zu 8 Fasern möglich
- Multi und Monomodefasern
- 40Gbit/s und 100 Gbit/s
- Dämpfung: 0,2 dB
- Push-Pull-Prinzip
- Toslink
- 1983 von Toshiba entwickelt. (TOShiba-LINK)
- Wird hauptsächlich für Audiosignale im Studio und Home Entertainment Bereich eingesetzt.
- Typischerweise werden hier 1mm Multimodefasern eingesetzt.
- Klickverschluss
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Die Intro- und Outromusik wurde mit Groovepad erstellt. Link