Glasfaserkabeltechnologie

Die Fortschritte in der Glasfasertechnologie lassen sich auf zwei Arten erklären : zum einen durch Glasfaser für Kommunikationssysteme und zum anderen durch Spezialfasern.

Bisher gab es nur drei Glasfaser-Übertragungsfenster : 850 nm (erstes Fenster), 1310 nm (zweites Fenster) und 1550 nm (drittes Fenster).

In den letzten Jahren wurden ein viertes Fenster (L-Band), ein fünftes Fenster (Vollwellenfaser) und ein S-Band-Fenster entwickelt. Besonders wichtig ist dabei das wasserfreie Peak-Vollwellenfenster. Die erfolgreiche Entwicklung dieser Fenster ist von großer Bedeutung, da der breite optische Frequenzbereich von 1280 nm bis 1625 nm eine verlustarme und dispersionsarme Übertragung ermöglicht und die Übertragungskapazität um das Hundert- oder sogar Tausendfache erhöht. Die Ergebnisse dieser Technologie werden enorme wirtschaftliche Vorteile bringen. Darüber hinaus ist die Entwicklung und Industrialisierung von Spezialfasern ein sehr aktives Feld.

Die Arten von Spezialfasern:

Aktivfaser

Bezieht sich hauptsächlich auf mit Seltenerdionen wie Er3+, Nb3+, Pr3+, Yb3+, Tm3+ usw. dotierte Glasfasern, die die laseraktiven Substanzen bilden. Sie bilden das Kernmaterial für die Herstellung von Glasfaserverstärkern . Unterschiedlich dotierte Glasfaserverstärker werden in verschiedenen Arbeitsbändern eingesetzt:

EDFA wird bis nahe 1550 nm (C-, L-Band) angewendet; PDFA wird hauptsächlich im 1310-nm-Band verwendet; TDFA wird hauptsächlich im S-Band verwendet.

Diese dotierten Faserverstärker und Raman-Faserverstärker haben revolutionäre Veränderungen in der Glasfaserkommunikationstechnologie mit sich gebracht.

Die wichtige Rolle der aktiven Fasern  ist:

Zur direkten Verstärkung optischer Signale, um die Übertragungsdistanz zu verlängern;
Zugewiesene Verlustkompensation in Glasfaserkommunikationsnetzen und CATV-Netzen;

Eine unverzichtbare Schlüsselkomponente in Wellenlängenmultiplexsystemen (WDM) und optischen Soliton-Kommunikationssystemen.

Mit dem Glasfaserverstärker erreichen wir eine Million Kilometer optische Solitonenübertragung ohne Repeater. Die WDM- Übertragungsdistanz kann erheblich verlängert und gleichzeitig die Übertragungsleistung optimiert werden.

Dispersionskompensationsfaser (DCF)

Herkömmliche G.652-Fasern weisen bei einer Wellenlänge von 1550 nm eine Dispersion von etwa 17 ps/nm × km auf. Übersteigt die Rate 2,5 Gbit/s, führt die zunehmende Übertragungsdistanz zu Fehlern. Bei Verwendung in CATV-Systemen kommt es zu Signalverzerrungen. Der Hauptgrund ist: Die Anhäufung positiver Dispersionswerte verstärkt die Dispersion und verschlechtert so die Übertragungseigenschaften. Um dieses Problem zu lösen, ist es notwendig, einen negativen Dispersionswert in der Glasfaser zu verwenden. Dies geschieht durch ein Anti-Dispersion-Faserstrang-Zugriffssystem, um den positiven Dispersionswert auszugleichen und die Größe der gesamten Systemdispersion zu kontrollieren. Die Reverse-Dispersion-Faser ist die sogenannte Dispersion Compensation Fiber (DCF).

Fasergitter

Das Fasergitter nutzt die Lichtempfindlichkeit des Fasermaterials bei UV-Bestrahlung (üblicherweise als UV-„Schreiben“ bezeichnet), um eine periodische Brechungsindexänderung im Kern der Glasfaser zu erzeugen. Wie wir alle wissen, ist das Gitter selbst ein frequenzselektives Bauelement, das zur Herstellung vieler wichtiger optischer passiver und aktiver optischer Bauelemente verwendet werden kann. Beispiele hierfür sind Dispersionskompensatoren, Verstärkungsentzerrer, OADMs, optische Filter, Lichtwellenmultiplexer, optische Module oder Konverter, optische Impulskompressionsgeräte, Glasfasersensoren und Glasfaserlaser.

Multi-Core-Monomode-Faser (MCF)

Mehrkern-Glasfasern bestehen aus einer gemeinsamen Mantelschicht mit mehreren Kernen, wobei jeder Kern über eine eigene, innen ummantelte Singlemode-Glasfaser verfügt. Der offensichtliche Vorteil liegt in den geringeren Kosten einer solchen Faser, die etwa 50 % niedrigere Produktionskosten als bei herkömmlichen Glasfasern verursachen. Darüber hinaus kann eine solche Glasfaser die Integrationsdichte eines Kabels verbessern und die Baukosten senken.

Dies sind die wichtigsten Errungenschaften der Glasfasertechnologie der letzten Jahre. Was die Errungenschaften im Bereich der optischen Kabel betrifft, glauben wir, dass der Erfolg und die Massenproduktion hauptsächlich auf der Entwicklung von Glasfaser-Flachbandkabeln beruhen. Dieses Kabel muss über ein Glasfaser- Zugangsnetz und ein LAN verfügen. Insgesamt mehr als tausend Glasfaserkabel gewährleisten den Aufbau des Zugangsnetzes.