Optische Übertragungssysteme

Optische Übertragungssysteme basieren auf der Übertragung von Lichtleitfaserinformationen. Laserdioden werden als Lichtquelle verwendet, und am anderen Ende der Faser sind Photodetektoren geeignet.

Lichtfaser

Je nach Material unterscheiden wir optische Fasern von Glas und Kunststoff, wobei Glas von besserer Qualität ist. Abhängig von der Dicke des Lichtleiterkerns werden die Fasern in Multimodefasern und Monomodefasern unterteilt. Hochgeschwindigkeits-Datenverbindungen verwenden vorzugsweise Monomodefasern, die in der Herstellung anspruchsvoller sind, aber eine sehr geringe optische Dämpfung (weniger als 1 dB pro 1 km) aufweisen.

Optische Anschlüsse

Es gibt verschiedene Standardtypen von Steckverbindern, bei denen das optische Kabel geschlossen werden muss. Derzeit ist der SC/APC-Anschluss für Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungen vorherrschend. Die Buchstaben vor dem Schrägstrich geben den mechanischen Aufbau des Steckverbinderkörpers an, bei dem es sich um Kunststoff und Schiebe- (Typ SC) oder Metall- Schraubentyp (FC-Typ) handeln kann. Die Buchstaben hinter dem Schrägstrich geben an, wie poliert die Kontaktfläche im Stecker ist, die entweder gerade (PC oder UPC) oder geneigt (APC) sein kann. Der SC/APC-Verbinder hat sich wahrscheinlich durch die Plug-In-Konnektivität sowie durch die Dämpfung von Lichtreflexionen auf der Kontaktfläche dank Winkelpolieren durchgesetzt. Da die Montage von optischen Steckverbindern nicht ohne Spezialwerkzeug erfolgen kann, werden optische Kabel häufig mit bereits vorinstallierten Steckverbindern verkauft.

Lichtquellen

Unsichtbares Laserlicht wird als Lichtquelle in der Telekommunikation verwendet. Die übertragenen Signale können digital, zwei Zustände (ein/aus) sein, oder analog sein, wobei die Intensität des Lichtstrahls kontinuierlich entsprechend dem elektrischen Eingangssignal variiert wird. Die Laserdiode erzeugt sogenannte kohärente Strahlung mit einer einzigen Wellenlänge. Die Lichtleistung erfolgt in Milliwatt und reicht aus, um mehrere zehn Kilometer Monomodefasern zu „durchleuchten“.

Lichtdetektoren

Auf der gegenüberliegenden Seite des Glasfaserkabels muss die Lichtinformation wieder in das elektrische Signal umgewandelt werden. Zu diesem Zweck werden mit einem geeigneten Verstärker ausgerüstete Fotodioden oder Fototransistoren verwendet. Diese Komponenten reagieren im Gegensatz zu Breitbandlaserdioden auf Licht mit einem breiten Wellenlängenbereich (Farben).

Wellenmultiplexe

Das optische Kabel kann Strahlen unterschiedlicher Wellenlänge (Farben) gleichzeitig übertragen. Daher wurden Systeme entwickelt, die mehrere Lichtquellen mit unterschiedlichen Wellenlängen verwenden. Standardisierte Wellenlängensätze, für die Lichtquellen erzeugt werden, und sogenannte Multiplexer/Demultiplexer, die einen Satz von Wellenlängen kombinieren/brechen, sind standardisiert. Der CWDM-Standard umfasst 18 Wellenlängen im Bereich von 1270 bis 1610 nm (Abstand 20 nm). Der DWDM-Standard definiert nahezu 100 Wellenlängen nahe der Wellenlänge von 1550 nm.

Optische Splitter

Der Lichtstrahl kann in mehrere Richtungen aufgeteilt werden. Zwar schwächt es etwas, aber es ist möglich, eine größere Anzahl von Endstationen von einem Zentrum aus zu bedienen. Splitters werden in Version 1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32 usw. hergestellt. Für den Einsatz in Wellenlängenmultiplexsystemen ist der Splitter mit hoher Bandbreite wichtig – er muss alle verwendeten Wellenlängen aufteilen können. Diese Anforderung wird von PLC-Splittern erfüllt.

EMP-Centauri Optische Systeme

Darüber hinaus werden bis zu 16 Satelliten-Polarisationskanäle zu den Datenübertragungen der Glasfaser hinzugefügt, wobei ein Kanal gleichzeitig das terrestrische Band überträgt. Ein optischer Sender wandelt Signale vom LNB in einzelne unsichtbare Lichtstrahlen um, die vom Multiplexer zu einem gemeinsamen Ausgang zusammengeführt werden. Der optische Empfänger teilt zunächst alle Wellenlängen in einzelne Fotodetektoren auf, die die Lichtinformationen wieder in das elektrische Signal umwandeln. Die koaxialen Ausgänge des Empfängers erzeugen eine getreue Kopie der vom LNB kommenden Signale in den optischen Sender.