Was ist ein Glasfaserkabel?
Glasfaserkabel (optische Kabel) werden in der Glasfaserkommunikation verwendet, bei der Informationen mit Hilfe von optischen Signalen übertragen werden.
Es besteht aus mehreren Fasern, den so genannten Lichtwellenleitern, die gebündelt und beschichtet sind. Glasfaserkabel gewinnen zunehmend an Bedeutung, da das moderne Internet von der Telefonleitung zur Glasfaserkommunikation übergeht.
Glasfaser ist eine hochtransparente Faser aus hochreinen Glasfasern, die es ermöglicht, dass sich optische Signale über große Entfernungen praktisch ohne Dämpfung ausbreiten können. Dies ermöglicht eine schnellere Kommunikation über größere Entfernungen als über Telefonleitungen.
Anwendungen von Glasfaserkabeln
Zu den wichtigsten Verwendungszwecken von Glasfaserkabeln gehören verschiedene Messinstrumente, Beleuchtungen und andere Leuchtmittel sowie Fiberskope für medizinische und industrielle Anwendungen. Neben Glasfaserkabeln für das Internet werden Glasfaserkabel auch für eine Vielzahl anderer Anwendungen eingesetzt.
Fibroskope sind Geräte, mit denen man das Innere von unzugänglichen Geräten und den menschlichen Körper beobachten kann. Medizinische Endoskope sind ebenfalls eine Art von Glasfaserkabeln und ermöglichen die Betrachtung des betroffenen Bereichs in Echtzeit auf der Grundlage der durch die Glasfasern übertragenen optischen Informationen.
Funktionsweise von Glasfaserkabeln
Die optischen Fasern, aus denen Glasfaserkabel bestehen, bestehen aus zwei Arten von Glas: einem zentralen Kern und einem umgebenden Mantel. Der Kern besteht aus Glas mit einem hohen Brechungsindex und die Ummantelung aus Glas mit einem etwas niedrigeren Brechungsindex, so dass die optischen Signale im Kabel an der Grenze zwischen Kern und Ummantelung vollständig reflektiert werden. Dadurch kann sich das Lichtsignal über eine große Entfernung praktisch ohne Dämpfung ausbreiten.
Arten von Glasfaserkabeln
Die Glasfasern, aus denen Glasfaserkabel bestehen, werden je nach Durchmesser des Kerns in zwei Typen unterteilt: Singlemode-Fasern und Multimode-Fasern.
1. Singlemode-Faser
Dies ist eine optische Faser mit einem kleinen Kerndurchmesser (etwa 10 µm). Es wird nur Licht übertragen, das in einem bestimmten Winkel total reflektiert wird. Da die Einfallsgeschwindigkeit des Lichts konstant ist, ermöglicht sie eine stabile Kommunikation mit hoher Kapazität über große Entfernungen.
2. Multimode-Faser
Eine Glasfaser mit einem großen Kerndurchmesser (etwa 50 µm), die gleichzeitig mehrere Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Totalreflexionswinkeln überträgt. Da die Ankunftsgeschwindigkeit der einzelnen Lichtstrahlen unterschiedlich ist, eignet sie sich nicht für große Entfernungen und wird hauptsächlich für die Kommunikation mittlerer und kleiner Mengen über kurze Entfernungen verwendet.
Methoden zur Verbindung von Glasfaserkabeln
Es gibt zwei Hauptarten von Spleißverfahren für Glasfaserkabel: Schmelzspleißen und Steckerspleißen. Da beide unterschiedliche Eigenschaften haben, sollte die Spleißmethode entsprechend der Anwendung ausgewählt werden.
1. Schmelzspleißverfahren
Die Spitzen der Lichtwellenleiter werden erhitzt und geschmolzen, um die Spitzen der Lichtwellenleiter miteinander zu verbinden. Das Schmelzspleißverfahren hat eine geringe Signaldämpfung an der Spleißstelle und benötigt wenig Platz zum Spleißen. Da das Verbindungsteil stoßempfindlich ist und leicht brechen kann, wird es zur Verstärkung des Kerndrahtes mit einer Faserschutzhülle überzogen und wärmebehandelt.
Es gibt zwei Arten von Ausrichtungsmethoden: die Kernausrichtungsmethode, bei der der Kern unter einem Mikroskop so positioniert wird, dass seine Mittelachse mit dem Kern übereinstimmt, und die Methode der festen V-Nut-Ausrichtung, bei der mehrere Faserkerne in einer festen V-Nut ausgerichtet und durch Oberflächenspannung während des Schmelzens miteinander verschmolzen werden.
2. Verbindungsmethode
Bei dieser Methode werden die Fasern mit einem speziellen Verbinder verbunden. Bei der Schmelzklebemethode kann eine einmal hergestellte Verbindung nicht wieder gelöst werden, während die Konnektormethode wiederholt verbunden und getrennt werden kann. Diese Methode wird dort eingesetzt, wo Schaltpunkte erforderlich sind, z. B. für den Betrieb und die Wartung von optischen Diensten. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Form der Steckerspitze frei gewählt werden kann, was einen direkten Anschluss an die Geräte ermöglicht.
Weitere Informationen zu Glasfaserkabeln
Abtrennung von Glasfaserkabeln
Glasfaserkabel bestehen aus dünnem Glasmaterial, das anfälliger für Biegungen und Brüche ist als Metallkabel. Es besteht daher die Gefahr, dass sie aus folgenden Gründen brechen:
1. Äußere Erschütterungen
Der einfachste Fall eines Kabelbruchs ist, wenn das Glasfaserkabel einem Schlag ausgesetzt wird. Glasfaserkabel aus dünnem Glasmaterial können durch Erschütterungen beschädigt werden. Es sollte darauf geachtet werden, dass die Verkabelung nicht in Bereichen erfolgt, in denen viel Fußgängerverkehr herrscht.
2. Auswirkungen auf Versorgungsmasten durch Katastrophen
In einigen Fällen kann das Glasfaserkabel aufgrund von Erschütterungen an den Masten, die das Glasfaserkabel tragen, brechen. Das mit dem Mast verbundene Glasfaserkabel wird beschädigt, wenn der Mast durch ein Erdbeben oder einen Unfall erschüttert wird.
3. Durch Tiere verursachte Schäden
In einigen Fällen kann das Kabel durch Tiere, die daran nagen, beschädigt werden. Wenn Sie Haustiere haben, sollten Sie es vermeiden, Kabel über Haustierleitungen zu verlegen, oder Maßnahmen ergreifen, um zu verhindern, dass Haustiere hindurchgehen können.
Preise für optische Kabel
Die Preise für Glasfaserkabel variieren je nach Typ, aber ein 100 m langes Multimode-Glasfaserkabel kann für etwa 200 USD bis 300 USD erworben werden. Singlemode-Glasfaserkabel sind etwas teurer und kosten etwa 400-500 USD für 100 m.
Die Preise variieren je nach Form des Steckers: SC-Stecker sind am billigsten, gefolgt von LC-Steckern und FC-Steckern, in dieser Reihenfolge. Wenn keine Steckverbinder benötigt werden, können Kabel ohne Steckverbinder gekauft werden; in diesem Fall sind die Kosten am niedrigsten.
Auch 10-Gbit-kompatible optische Kabel mit höheren Übertragungsgeschwindigkeiten sind etwas teurer. Andere sehr robuste Kabel für den Außeneinsatz können sogar noch teurer sein.
Im Allgemeinen gibt es Mengenrabatte, so dass einige Unternehmen den Preis senken können, wenn sie Kabel in großen Mengen kaufen.