Wie funktioniert die faseroptische Kommunikation?

Die Glasfaserkabel haben in den vergangenen Jahrzehnten Kupferdrahtsysteme für lange Distanzen komplett ersetzt. Diese moderne Technologie ist ein großer Faktor für die Verfügbarkeit von Highspeed-Internet auf der ganzen Welt. Diese Kabel bieten enorme Datenübertragungsraten und eine sehr geringe Signaldämpfung über große Entfernungen. Abgesehen von diesen Eigenschaften, zusätzliche attraktive Eigenschaften gehören die vollständige Beständigkeit gegen Störungen von Radio und EM. Aufgrund dieser Eigenschaften und einiger weniger ersetzen diese Kabel jetzt alle Kupferdrahtsysteme für die Kommunikation. Das Prinzip der Datenübertragung im Glasfaserkabel ist ziemlich einfach. Das Kabel ist ein Bündel sehr feiner Glas- oder Kunststofffäden, die das optische Signal tragen. Das Gewinde ist vollständig mit einem sehr stark reflektierenden Material überzogen, das den Verlust des Lichtsignals verhindert. An einem Ende sendet der optische Sender die Lichtimpulse durch das Kabel. Diese Impulse laufen durch Totalreflexion durch die Glasfäden und werden am anderen Ende des Kabels empfangen. Selbst nach sehr langen Distanzen wird das Signal aufgrund der Totalreflexion innerhalb des Glasfadens unabhängig von den Windungen und Wendungen auf dem Weg empfangen.

Nach Empfang des Signals wird es in Binärziffern 0 und 1 dekodiert. Normalerweise entspricht der Empfang von Lichtimpulsen einer 1 und die Abwesenheit entspricht 0. Wenige andere Decodiermechanismen ebenfalls existieren für die verschiedenen Versionen und Anwendungen dieser Technologie. Die modernen Sender können Millionen von Impulsen pro Sekunde senden, folglich werden Millionen von Bits pro Sekunde empfangen. Hinzu kommt, dass neue Sender mehrere Laser unterschiedlicher Farben senden, die als unterschiedliche unabhängige Signale wahrgenommen werden. Daher können mehrere Signale gleichzeitig durch das Kabel übertragen werden, und eine Datenrate von Milliarden von Bits pro Sekunde kann erreicht werden. Die Glasfäden, in denen sich das Laser- oder Lichtsignal bewegt, sind gebündelt und von einem losen PVC-Rohr umgeben Flexibilität für die Kabel. Das PVC wiederum ist zur Stoßdämpfung mit Kevlar beschichtet und zum Schutz vor Umwelteinflüssen wie Hitze und Feuchtigkeit ist das Kabel mit einer weiteren PVC-Schicht überzogen.

Wegen der großen Reflexion und des sehr geringen Leistungsverlustes von Signalen großer Entfernungen benötigen Lichtwellenleiter Booster nur für sehr lange Übertragungen. In der Regel kann ein modernes hochwertiges Glasfaserkabel Daten bis zu 90 km übertragen, ohne dass ein Booster erforderlich ist. Bei größeren Entfernungen werden Booster verwendet, um die Daten mit voller Leistung zu empfangen und erneut zu übertragen.

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