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Glasfasertechnologie

Glasfasern als Werkstoff sind schon seit dem 19.Jahrhundert bekannt, die hervorragenden Eigenschaften der Glasfasern in der Informationstechnologie sind noch nicht vollständig erforscht. Mit Bestimmtheit lässt sich eines sagen, diese Technologie wird in der Informationstechnologie von morgen eine tragende Rolle spielen

Quiz zum Thema Glasfasertechnologie

1. Technische Glasfaserkabel oder Lichtwellenleiter konnten trotz der Entdeckung der Glaseigenschaften lange Zeit nicht genutzt werde. Welche Erfindung macht das möglich?

   Erst die Entwicklung des Lasers machte eine Anwendung in der Hochtechnologie möglich. Ohne gebündelte Lichtstrahlen konnten Lichtstrahlen kaum kontrolliert abgegeben werden.

2. Bereits vor der Entwicklung der Lasertechnologie wurden Glasfasern als Lichtwellenleiter eingesetzt. In welchen Gebieten fanden sie Anwendung?

   Glasfaserkabel wurden vor allem als Beleuchtungsmedium eingesetzt. Die Eigenschaften der Glasfasern als Lichtleiter wurden schon früh in der Medizin zur Beleuchter innerer Organe eingesetzt, aber auch in der Kunst kamen Lichtleiter als stilistisches Mittel zum Einsatz.

3. Das größte Problem in den Anfangszeiten der Glasfasertechnologie waren Unreinheiten in der Glasstruktur. Aus welchem Werkstoff werden die Glasfasern heute gefertigt?

   Früh wurde festgestellt, dass Unreinheiten im Glas eine hohe Fehlerquote verursachten. Heute werden Glasfasern meist aus reinstem Kieselglas (Siliciumdioxid) hergestellt. Mit diesem Werkstoff ist es möglich, sogar bei kleinen Biegeradien eine verlustfreie Übertragung sicherzustellen.

4. Wie ist der Aufbau einer Glasfaser?

   Eine Glasfaser besteht aus drei Schichten. Innenliegend der Kern(core), die lichtführende Schicht, umschlossen vom Mantel(cladding), der eine Totalreflexion an den Randbereichen der Faser bewirkt, sodass kein Licht nach Außen gelangen kann. Außen ist eine Schutzschicht(coating) aufgebracht.

5. Was geschieht bei der Unterschreitung des Minimalen Biegeradius?

   Die Glasfaser kann nur bis zu einem minimalen Biegeradius gebogen werden. Wird der unterschritten, kann durch eine Aufhebung der reflektierenden Eigenschaften des Fasermantels Licht austreten und die Übertragen stören oder ganz unterbrechen.

6. Der Faserkern weist Dichteschwankungen auf. Das ist technisch beabsichtigt. Welchen Grund hat dies?

   Innerhalb des Lichtleiters gibt es unterschiedliche Lichtwege, die Lichtwellen weisen unterschiedliche Laufzeiten auf. Um diese Unterschiede zu minimieren, dienen diese Dichteschwankungen, durch die alle Lichtwege eine durchschnittlich sehr ähnliche Laufzeit einhalten können.

7. Einige Wellenlängen bleiben bei der Übertragung unbelegt. Was ist der Grund dafür?

   Glasfasern absorbieren Wasser, die in bestimmten Wellenlängenbereichen so genannt Absorbtionsmaxima aufweisen. In diesen Wellenlängen 950nm, 1380nm und 2730nm wird das Licht maximal gedämmt. Daher werden Glasfaserkabel nur in den Wellenlängen zwischen diesem Maxima betrieben.

8. Wie baut sich eine Lichtwellenleiter-Übertragungsstrecke auf?

   Die LWL-Übertragungsstrecke besteht aus einem optischen Sender, einem Glasfaserkabel, wenn nötig mit Verstärkern und einem optischen Empfänger.

9. Welchen entscheidenden Vorteil hat die Glasfasertechnik in der Übertragung gegenüber der Übertragung über Kupferkabel?

   Bei der Übertragung fließt im Kabel kein Strom, es muss auch keine Erdung vorgenommen werden. Elektromagnetische Felder stören die Übertragung nicht und die Übertragungsraten sind sehr viel höher, bis hin in den Terabit-Bereich.

10. Glasfaserkabel haben einen großen Sicherheitsvorteil gegenüber Kupferkabel. Welcher ist das?

    Glasfaserkabel können in explosiongefährdeten Bereichen verlegt werden, eine Gefahr durch Funkenflug ist ausgeschlossen.

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