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Definition Was ist eigentlich ein Lichtwellenleiter?

Ein Lichtwellenleiter überträgt mittels optischen Signalen Daten von einem Sender zu einem Empfänger. Möglich wurde dies erst mit der Erfindung des Lasers. Wir zeigen, wie Lichtwellenleiter funktionieren.

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Die Fasern der Lichtwellenleiter bestehen aus Quarzglas oder Kunststoff. Bei in einem Kabel gebündelten Lichtwellenleitern spricht man meist von Glasfaserkabeln.
Die Fasern der Lichtwellenleiter bestehen aus Quarzglas oder Kunststoff. Bei in einem Kabel gebündelten Lichtwellenleitern spricht man meist von Glasfaserkabeln.
(Bild: ©peterschreiber.media - stock.adobe.com)

Ein Lichtwellenleiter überträgt optische Signale in Form von Licht. So können beispielsweise Daten von einem Sender zu einem Empfänger geschickt werden. Möglich wurde diese Technologie erst im Jahr 1960, als Theodore Maiman den Laser entwickelt und dabei erstmals Licht konzentriert durch ein Medium geführt hat. Darauf basierend wurde die gezielte Informationsübertragung über Lichtwellenleiter möglich. Im Gegensatz dazu sorgen in Kupferleitungen elektrische Signale für die Übertragung der Daten.

Die Fasern der Lichtwellenleiter bestehen aus Quarzglas oder Kunststoff. Als Synonym wird oft der Begriff Glasfaserkabel verwendet, wobei dieses eher aus gebündelten Lichtwellenleitern – also mehreren in diesem Fall Glasfasern – besteht.

Lichtwellenleiter versus Kupferkabel

Im Vergleich zu Kupferkabeln weisen Lichtwellenleiter eine viel höhere Bandbreite mit sehr hohen Übertragungsraten und großen überbrückbaren Entfernungen auf. Gleichzeitig sind sie leicht, dünn und flexibel. Es können keine Schäden durch Kurzschluss, elektromagnetische Felder oder parallel verlegte Leitungen entstehen.

Allerdings sind Lichtwellenleiter in der Anschaffung teurer und aufwändiger zu konfektionieren, zu verlegen und zu montieren, was ebenfalls mehr Kosten verursacht als die Installation von Kupferkabeln. Letztere spielen vor allem in der modernen Kommunikationstechnik ihre Vorteile dadurch aus, dass sie auch die elektrische Energieversorgung übernehmen können. So wird Power over Ethernet oder Power over Data Line erst möglich, denn es lässt sich die Daten- und Energieübertragung in einem Kabel realisieren.

Lichtwellenleiter im Einsatz in der Industrie

Aufgrund ihrer Eigenschaften finden Lichtwellenleiter vor allem zur Datenübertragung in der Nachrichtentechnik und der IT ihren Einsatz. Große Reichweiten und hohe Übertragungsraten spielen hier eine bedeutende Rolle. Es gibt aber auch Bereiche in der Industrie, in der Lichtwellenleiter ihre Vorteile ausspielen. Zum Beispiel in der Medizintechnik für den flexiblen Transport von Laserstrahlung oder in der Messtechnik – genauer in faseroptischen Sensoren, in Spektrometern oder anderen optischen Messgeräten. Auch in Anwendungen, in denen Kupferkabel durch elektromagnetische Störungen gefährdet sind, können Lichtwellenleiter zur Datenübertragung eingesetzt werden.

Aufbau eines Lichtwellenleiters

Lichtwellenleiter bestehen typischerweise aus einem lichtführenden Faserkern mit bestimmtem Brechungsindex und einem Mantel mit einem etwas niedrigeren optischen Brechungsindex. Wird der Lichtstrahl durch den Faserkern geleitet, findet am Mantel immer wieder eine Reflexion statt und das Licht wird in den Kern zurück gelenkt. So wird es beinahe verlustfrei um jede Ecke durch das gesamte Kabel geführt bis es wieder austreten kann. Der Mantel ist von einer Schutzbeschichtung – meist aus Kunststoff – und der äußeren Hülle, die wie bei herkömmlichen Kupferkabeln auch, meist aus PUR, PVC oder TPE besteht, umgeben.

Teilweise erhält man Lichtwellenleiter bereits mit passenden Steckverbindern konfektioniert. Mit Steckverbindern oder Spleißverbindungen werden Lichtwellenleiter miteinander oder mit den entsprechenden Komponenten verbunden.

Lichtwellenleiter gibt es in Form von

  • Pigtails – kurze, einseitig vorkonfektionierte LWL-Anschlusskabel
  • Patchkabel – variable, nicht fest verlegte Kabel, auch Rangierkabel genannt, meist kurze Länge
  • Innen- und Außenkabel für die Signal- und Datenübertragung, Außenkabel meist robust und beständig gegen Witterung und äußere Einflüsse
  • Universalkabel für innen und außen

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Über den Autor

Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Redakteurin, konstruktionspraxis – Alles, was der Konstrukteur braucht