Lichtwellenleiter-Technik · 12.Auflage by Eberlein, Dieter -- Read -- Imperial Library of Trantor

Index

Cover Titel Impressum Vorwort zur 12. Auflage Inhaltsverzeichnis 1 Grundlagen der Lichtwellenleiter-Technik Dieter Eberlein, Ralph Sattmann (Abschnitt 1.2)

1.1 Physikalische Grundlagen der Lichtwellenleiter-Technik

1.1.1 Prinzip der optischen Informationsübertragung 1.1.2 Vor- und Nachteile der LWL-Übertragung 1.1.3 Elektromagnetisches Spektrum 1.1.4 Signalausbreitung im Lichtwellenleiter 1.1.5 Dämpfung im Lichtwellenleiter

1.1.5.1 Definition der Dämpfung 1.1.5.2 Dämpfungseffekte im Lichtwellenleiter

1.1.6 Zusammenfassung

1.2 Materialien und Herstellungsverfahren für Lichtwellenleiter

1.2.1 Quarzglas 1.2.2 Herstellung von Quarzglas-Lichtwellenleitern

1.2.2.1 Herstellung eines Kernstabes 1.2.2.2 Herstellung der Vorform 1.2.2.3 Faserziehen 1.2.2.4 Verkabelung

1.3 Lichtwellenleiter-Typen und Dispersion

1.3.1 Stufenprofil-Lichtwellenleiter und Modendispersion

1.3.1.1 Strahlausbreitung im Stufenprofil-LWL 1.3.1.2 Dispersion im Stufenprofil-LWL 1.3.1.3 Typen von Stufenprofil-LWL

1.3.2 Gradientenprofil-Lichtwellenleiter und Profildispersion

1.3.2.1 Strahlausbreitung im Gradientenprofil-LWL 1.3.2.2 Dispersion im Gradientenprofil-LWL 1.3.2.3 Numerische Apertur im Gradientenprofil-LWL 1.3.2.4 Typen von Gradientenprofil-LWL

1.3.3 Vergrößerung Bandbreite-Längen-Produkt

1.3.3.1 Parabelprofil-LWL mit optimiertem Brechzahlprofil 1.3.3.2 Materialdispersion

1.3.4 Biegeunempfindlicher Multimode-LWL 1.3.5 Standard-Singlemode-Lichtwellenleiter und chromatische Dispersion

1.3.5.1 Wellenausbreitung im Singlemode-LWL 1.3.5.2 Dispersion im Singlemode-LWL 1.3.5.3 Wellenleiter Dispersion 1.3.5.4 Chromatische Dispersion 1.3.5.5 Eigenschaften des Singlemode-LWL 1.3.5.6 Parameter Standard-Singlemode-LWL

1.3.6 Singlemode-LWL mit reduziertem Wasserpeak 1.3.7 Dispersionsverschobener Singlemode-LWL 1.3.8 Cut-off shifted Lichtwellenleiter 1.3.9 Non-zero dispersion shifted Lichtwellenleiter 1.3.10 NZDSF für erweiterten Wellenlängenbereich 1.3.11 Lichtwellenleiter mit reduzierter Biegeempfindlichkeit

1.3.11.1 Kategorie A 1.3.11.2 Kategorie B 1.3.11.3 Praktische Aspekte

1.3.12 Kategorien von Singlemode-LWL 1.3.13 Trends bei der Faserentwicklung

1.3.13.1 Weiterentwicklung des Standard-Singlemode-LWL 1.3.13.2 Fasern mit reduziertem Coating-Durchmesser 1.3.13.3 Fasern für Raummultiplex

1.3.14 Polarisationsmodendispersion (PMD)

1.3.14.1 PMD-Effekt 1.3.14.2 PMD-Koeffizient 1.3.14.3 Polarisationsmodendispersion optischer Bauelemente 1.3.14.4 Auswahl der zu messenden Fasern 1.3.14.5 PMD-Koeffizient langer Strecken

1.3.15 Alterung von Lichtwellenleitern

1.3.15.1 Materialeigenschaften 1.3.15.2 Durchlauftest und Risswachstum 1.3.15.3 Statistische Beschreibung der Ausfallwahrscheinlichkeit 1.3.15.4 Richtlinien für zulässige Faserspannungen 1.3.15.5 Richtlinien für zulässigen Biegeradien 1.3.15.6 Effekte, die die Lebensdauer der Faser herabsetzen 1.3.15.7 Allgemeine Hinweise zur Faserhandhabung 1.3.15.8 Faserhandhabung beim Spleißen

1.3.16 Zusammenfassung

1.4 Optoelektronische Bauelemente

1.4.1 Elektrooptische Wechselwirkungen im Halbleiter 1.4.2 Lumineszenzdioden 1.4.3 Laserdioden

1.4.3.1 Arten von Laserdioden 1.4.3.2 Kenngrößen und Eigenschaften von Laserdioden

1.4.4 Empfängerdioden

1.4.4.1 PIN-Photodiode 1.4.4.2 Lawinen-Photodiode 1.4.4.3 Wichtige Eigenschaften von Empfängerdioden

1.4.5 Transceiver

1.4.5.1 Übersicht Transceiver 1.4.5.2 Gigabit Interface Converter (GBIC) 1.4.5.3 Small Form Factor Pluggable (SFP) 1.4.5.4 Nomenklatur von Ethernet-Transceivern 1.4.5.5 Reichweiten entsprechend Ethernet-Standard IEEE 802.3 1.4.5.6 Ausblick

1.4.6 Zusammenfassung

1.5 Literatur

2 Lösbare Verbindungstechnik von Lichtwellenleitern Dieter Eberlein

2.1 Allgemeine Eigenschaften 2.2 Koppelverluste zwischen Lichtwellenleitern

2.2.1 Verluste zwischen Multimode-LWL 2.2.2 Verluste zwischen Singlemode-LWL

2.3 Stirnflächenkontakt

2.3.1 Stecker mit ebener Stirnfläche 2.3.2 Stecker mit physischem Kontakt 2.3.3 Schrägschliffstecker 2.3.4 APC/HRL-Stecker

2.4 Verdrehsicherung 2.5 Stift-Hülse-Prinzip 2.6 Verringerung der Steckerdämpfung

2.6.1 Ablageverfahren 2.6.2 Prägeverfahren

2.7 Dämpfungs- und Reflexionsklassen 2.8 Steckertypen

2.8.1 Farbmarkierungen 2.8.2 Herkömmliche Steckertypen 2.8.3 Small-Form-Factor-Stecker 2.8.4 Spezielle Steckerlösungen

2.9 Trends der lösbaren Verbindungstechnik

2.9.1 Stecker für den Outdoorbereich 2.9.2 Erhöhung der Faserpackungsdichte

2.9.2.1 Datenübertragung in Rechenzentren 2.9.2.2 Mehrfaserstecker 2.9.2.3 URM-Stecker 2.9.2.4 CS-, SN- und MDC-Stecker

2.9.3 Stecker für die Leiterplattenkopplung 2.9.4 Selbstreinigende Steckeroberflächen

2.10 Sorgfalt im Umgang mit Steckverbindern

2.10.1 Auswirkungen von Verschmutzungen 2.10.2 Ursachen für Verunreinigungen 2.10.3 Steckerreinigung 2.10.4 Sichtprüfung an Steckerstirnflächen

2.11 Literatur

3 Nichtlösbare Glasfaserverbindung - Fusionsspleißen Christina Manzke

3.1 Einführung 3.2 Fusionsspleißen

3.2.1 Einflussfaktoren

3.2.1.1 Intrinsische Faktoren 3.2.1.2 Extrinsische Faktoren

3.2.2 Spleißvorbereitung

3.2.2.1 Vorbereitung des Arbeitsplatzes 3.2.2.2 Kabelvorbereitung 3.2.2.3 Faservorbereitung

3.2.3 Spleißen

3.2.3.1 Justage der Fasern 3.2.3.2 V-Nut-Geräte 3.2.3.3 3-Achsen-Geräte 3.2.3.4 Verschmelzen der Fasern 3.2.3.5 Selbstjustageeffekt 3.2.3.6 Becksche Linie

3.2.4 Bestimmen der Spleißdämpfung 3.2.5 Zugfestigkeit 3.2.6 Spleiße mit hoher Festigkeit 3.2.7 Schutz des Spleißes

3.3 Spezielle Spleiße

3.3.1 Faserbändchen

3.3.1.1 Vorbereiten der Faserbändchen 3.3.1.2 Spleißen der Faserbändchen 3.3.1.3 Grenzwerte für die Spleißdämpfung 3.3.1.4 Schutz des Spleißes 3.3.1.5 Abschluss der Strecke

3.3.2 Spleißen unterschiedlicher Fasern

3.3.2.1 Standard-Singlemode-LWL auf biegeoptimierte Lichtwellenleiter (BIF) 3.3.2.2 Standard-Singlemode-LWL auf NZDS-LWL 3.3.2.3 Singlemode-LWL auf hochdotierte Spezialfasern 3.3.2.4 Singlemode-LWL auf Multimode-LWL

3.3.3 Spleißen polarisationserhaltender Fasern

3.4 Ausblick 3.5 Literatur

4 Lichtwellenleiter-Messtechnik Dieter Eberlein

4.1 Allgemeine Hinweise 4.2 Messung von Leistungen und Dämpfungen

4.2.1 Definierte Anregung des Multimode-LWL 4.2.2 Leistungsmessung 4.2.3 Dämpfungsmessung

4.2.3.1 Praktische Hinweise 4.2.3.2 Auswertung der Messergebnisse 4.2.3.3 Normen zur Dämpfungsmessung 4.2.3.4 Dämpfungsmessungen an Steckern 4.2.3.5 Dämpfungsmessungen an Leitungen 4.2.3.6 Hoch genaue Dämpfungsmessung 4.2.3.7 Allgemeine Hinweise nach DIN ISO/IEC 14763-3

4.2.4 Zusammenfassung

4.3 Optische Rückstreumessung

4.3.1 Prinzip der Rückstreumessung 4.3.2 Rückstreukurve als Messergebnis 4.3.3 Interpretation der Ereignistabelle 4.3.4 Gestreute und reflektierte Leistungen

4.3.4.1 Rayleighstreuung 4.3.4.2 Reflektierende Ereignisse

4.3.5 Zusammenfassung

4.4 Analyse von Rückstreudiagrammen

4.4.1 Interpretation der Rückstreukurve

4.4.1.1 Längenmessung 4.4.1.2 Dämpfungsmessung

4.4.2 Auswertung problematischer Rückstreudiagramme

4.4.2.1 Prinzip der bidirektionalen Messung 4.4.2.2 Vorteile der bidirektionalen Messung 4.4.2.3 Änderung der Rückstreudämpfung an der Koppelstelle 4.4.2.4 Quasibidirektionalen Rückstreumessung

4.4.3 Kopplung von SM-LWL mit unterschiedlichen Modenfelddurchmessern 4.4.4 Zusammenfassung

4.5 Interpretation der Messergebnisse

4.5.1 Vergleich zwischen Dämpfungs- und Rückstreukurve 4.5.2 Mittelung der Messergebnisse 4.5.3 Zusammenfassung

4.6 Parameter und Definitionen

4.6.1 Dynamik 4.6.2 Impulswiederholrate 4.6.3 Impulslänge und Auflösungsvermögen 4.6.4 Totzonen 4.6.5 Weitere Parameter 4.6.6 Zusammenfassung

4.7 Praktische Hinweise zur Rückstreumessung

4.7.1 Allgemeine Hinweise 4.7.2 Vor- und Nachlaufprüfschnur

4.7.2.1 Vorteile 4.7.2.2 Einseitige Messung mit Vorlauf-LWL 4.7.2.3 Beidseitige Messung mit Vor- und Nachlauf-LWL

4.7.3 Geisterreflexionen 4.7.4 Auswertung und Dokumentation 4.7.5 Fehlanpassungen

4.7.5.1 Unterschiedliche LWL-Parameter 4.7.5.2 Unterschiedliche Steckerstirnflächen 4.7.5.3 Unterbrochener physischer Kontakt 4.7.5.4 Gleiche Steckerstirnflächen 4.7.5.5 Zusammenfassung

4.7.6 Kriterien zur Beurteilung der Qualität der installierten Strecke

4.7.6.1 Allgemeine Hinweise Abnahmevorschriften 4.7.6.2 Vorschlag Abnahmevorschrift Multimode-LWL 4.7.6.3 Vorschlag Abnahmevorschrift Singlemode-LWL

4.7.7 Zusammenfassung

4.8 Reflexionsmessungen 4.9 LWL-Überwachungssysteme

4.9.1 Dunkelfasermessung 4.9.2 Messung der aktiven Faser

4.10 Messungen an DWDM-Systemen

4.10.1 Modifikation der herkömmlichen Messungen 4.10.2 Spektrale Messungen 4.10.3 Dispersionsmessungen 4.10.4 Zusammenfassung

4.11 Literatur

5 Fiber-to-the-Home/Building Dieter Eberlein

5.1 Anforderungen an die Bandbreite 5.2 Netzstrukturen

5.2.1 Ethernet-Punkt-zu-Punkt (EP2P) 5.2.2 Punkt-zu-Multi-Punkt

5.2.2.1 Aktives optisches Netz (AON) 5.2.2.2 Passives optisches Netz (PON)

5.2.3 Vergleich der Varianten

5.3 Offene Infrastruktur 5.4 Wellenlängenbelegung bei FTTx 5.5 Normen

5.5.1 Breitband-PON 5.5.2 Gigabit-PON 5.5.3 Gigabit-Ethernet-PON 5.5.4 Next-Generation PON 5.5.5 Downstream 10 Gbit/s 5.5.6 TWDM-PON 5.5.7 Wellenlängenmultiplex-PON (P2P WDM-PON) 5.5.8 Zusammenfassung FTTx-Varianten

5.6 Passive Komponenten

5.6.1 Steckverbinder 5.6.2 Lichtwellenleiter 5.6.3 Kabel für FTTx-Projekte 5.6.4 Koppler 5.6.5 Ratgeber für Planung und Bau (DTAG)

5.7 Aktive Komponenten

5.7.1 Sender 5.7.2 Empfänger 5.7.3 Optische Verstärker

5.8 Faserabschluss beim Teilnehmer

5.8.1 Pigtail mit Fusionsspleißgerät anspleißen 5.8.2 Pigtail mit mechanischem Spleißgerät anspleißen 5.8.3 Stecker mit Fusionsspleißgerät anspleißen 5.8.4 Stecker mit mechanischem Spleißgerät anspleißen 5.8.5 Verlegung vorkonfektionierter Kabel

5.9 Budgetplanung 5.10 Normung 5.11 Messungen an FTTH/B-Netzen

5.11.1 Allgemeine Hinweise 5.11.2 Empfehlungen der Deutschen Telekom

5.12 Förderung durch den Bund 5.13 Zusammenfassung 5.14 Literatur

6 Optische Übertragungssysteme Dieter Eberlein

6.1 Planung von LWL-Strecken aus physikalischer Sicht

6.1.1 Allgemeine Regeln 6.1.2 Planung des Dämpfungsbudgets 6.1.3 Pegeldiagramm 6.1.4 Dispersion in Lichtwellenleitern

6.1.4.1 Chromatische Dispersion 6.1.4.2 Dispersionstoleranz 6.1.4.3 Kompensation der chromatischen Dispersion

6.1.5 Systemplanung 6.1.6 Zusammenfassung

6.2 Mehrkanalübertragung über MTP/MPO-Stecker

6.2.1 Einsatzfälle 6.2.2 Mehrkanalübertragung 6.2.3 Beschaltungsmöglichkeiten 6.2.4 Dämpfungsmessung an Mehrfaserkabeln

6.3 Realisierung hoher Bandbreiten mit Multimode-LWL

6.3.1 Von Ethernet zu 10-Gigabit-Ethernet 6.3.2 40/100-Gigabit-Ethernet 6.3.3 Physikalische Begrenzungen 6.3.4 Bandbreiten-Definitionen

6.3.4.1 LED-Bandbreite 6.3.4.2 EMB-Bandbreite 6.3.4.3 minEMBc-Bandbreite

6.3.5 Kategorien von Multimode-Lichtwellenleitern 6.3.6 Zusammenfassung

6.4 Systeme mit Kunststoff-Lichtwellenleitern

6.4.1 Eigenschaften von Kunststoff-Lichtwellenleitern 6.4.2 Komponenten für Kunststoff-LWL-Systeme 6.4.3 Verbindungstechnik 6.4.4 Passive optische Komponenten 6.4.5 Einsatz von Kunststoff-Lichtwellenleitern 6.4.6 Weitere Entwicklungen 6.4.7 Zusammenfassung

6.5 Optische Freiraumübertragung

6.5.1 Vergleich mit herkömmlichen Verfahren 6.5.2 Einsatzfelder 6.5.3 Prinzip der optischen Freiraumübertragung 6.5.4 Besonderheiten der optischen Freiraumübertragung 6.5.5 Optische Freiraumübertragungssysteme 6.5.6 Budgetkalkulation 6.5.7 Zusammenfassung und Ausblick

6.6 Literatur

7 Anhang Dieter Eberlein

7.1 Abkürzungen 7.2 Formelzeichen und Maßeinheiten 7.3 Fachbegriffe

8 Stichwortverzeichnis 9 Autorenverzeichnis

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