Lichtleiterkabel

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theta55
02.07.2011, 11:13

Es ist ein Kabel, welches aus Material (meist Quarzglas oder Kunststoff) besteht, welches Licht (möglichst Verlustarm) überträgt. Du gibst Licht rein und am anderen Ende kommt (verzögert) Licht wieder "raus". Da nichts schneller als Licht ist (bzw. wird dies hier im Material gebremst) und Licht eine sehr hohe Frequenz ist, kann Licht hervorragend "transportiert" werden, bzw. ist sehr "robust" gegen Störungen. Im Audio-Bereich werden des Öfteren (und schon länger) Lichtwellenleiter benutzt, bzw. auch in Segmenten, in denen eine sichere, schnelle Datenverbindung benötigt wird. Die Daten-Verbindungen der Kontinente bestehen (afaik) aus solchen Leitern, da sie auf große Entfernungen (Kontinente) ein Signal (Daten) sehr gut (geringe Verlustrate/wenige Störungen) leiten/übertragen können.

gutzehn
Nutzer, der sehr aktiv auf gutefrage ist
im Thema Physik
02.07.2011, 12:32

(1) Material und Aufbau (siehe auch beigefügtes Bild):

Lichtleitkabel - auch als Lichtwellenleiter bezeichnet - bestehen vereinfacht aus drei Komponenten, und zwar:

  • einem Kern, welcher Licht besonders gut durchlässt (geringe Dämpfung). Als Werkstoffe werden hier Quarzglas oder Kunststoff (Acryl, PMMA) eingesetzt.
  • einer Reflexionschicht die den Kern umgibt und dafür sorgt, dass kein Licht austritt (Lichtreflexion)
  • Einem äußeren Mantel der den Kern und die Reflexionsschicht vor Beschädigungen schützt.

(2) Funktionsweise und Einsatz:

  • In den Kern eindringendes Licht durchläuft den Leiter entweder geradlinig oder wird an der Reflexionschicht quasi im Zickzack-Kurs durch den Leiter transportiert. Am Ende des Kerns tritt das Licht wieder aus.
  • Lichtleitkabel werden meist zur digitialen Datenübertragung genutzt. Hierbei befindet sich an einem Ende ein optischer Sender (z. B. Leuchtdiode) und am anderen Ende ein optischer Empfänger (z. B. Fototransistor). Damit können z. B. digitale Bitfolgen (z.B Licht ein =1 , Licht aus = 0) von einen Ende zum anderen übertragen werden.

(3) Hauptvorteile der Datenübertragung gegenüber elektrischen Leitern:

  • Lichtwellenleiter können beliebig mit anderen Versorgungsleitungen parallel verlegt werden. Es gibt keine elektromagnetischen Störeinflüsse.
  • Wegen der optischen Übertragung existieren keine Störstrahlungen oder Masseprobleme (Potentialtrennung).
  • Entfernungsbedingte Verluste des Signals wegen Induktivitäten, Kapazitäten und Widerständen treten nicht auf.
  • Nahezu Frequenz-unabhängige Leitungsdämpfung der Signale (gilt allerdings nicht bei Kunstofflichtleitern)
  • Übertragungsraten sind durch mehrere Trägerwellen mit unterschiedlichen Wellenlängen (Farbspektrum) fast unbegrenzt erweiterbar.

(4): Vergleich Glasfaser und Kunstofflichtleiter

  • Kunststofflichtleiter haben eine erheblich geringer Lichtdurchlässigkeit (bzw. höhere Dämpfung) als Glasfasern. Außerdem hängt die Lichtdurchlässigkeit bei Kunststofflichtleitern sehr stark von der Wellenlänge ab (insbesondere langwelliges Licht wird sehr stark abgeschwächt).
  • Vorteil von Kunststofflichtleitern ist die sehr einfache Installation (mit wenigen Werkzeugen auch vom "Nichtfachmann" zu schaffen).

Hoffe das war ein bischen hilfreich.

LG.

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