Lichtwellenleiter-Technik

Transkript

1 Lichtwellenleiter-Technik 2008 AGI-Information Management Consultants May be used for personal purporses only or by libraries associated to dandelon.com network. Dr. rer. nat. Prof. Dr.-Ing. habil. Wolfgang Glaser Dipl.-Ing. Christian Kutza Dr. sc. techn. Jürgen Labs Dr.-Ing. Christina Manzke 7. Auflage Mit 201 Bildern und 50 Tabellen Kontakt & Studium Band 596 Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. Dr.h.c. Wilfried J.Bartz Dipl.-Ing. Elmar Wippler expertlyjjveriag

2 Inhaltsverzeichnis Vorwort Vorwort zur 7. Auflage 1 Grundlagen der Lichtwellenleiter-Technik Physikalische Grundlagen der Lichtwellenleiter-Technik Einleitung Das Prinzip der optischen Informationsübertragung Die Vorteile der Nachrichtenübertragung über Lichtwellenleiter Das elektromagnetische Spektrum Signalausbreitung im Lichtwellenleiter Dämpfung im Lichtwellenleiter Zusammenfassung Lichtwellenleiter-Typen und Dispersion Einleitung Stufenprofil-Lichtwellenleiter und Modendispersion Gradientenprofil-Lichtwellenleiter und Profildispersion Parabelprofil-Lichtwellenleiter mit optimiertem Brechzahlprofil und Materialdispersion Standard-Singlemode-Lichtwellenleiter und chromatische Dispersion Singlemode-Lichtwellenleiter mit reduziertem Wasserpeak Dispersionsverschobener Singlemode-Lichtwellenleiter Cut-off shifted Lichtwellenleiter Non-zero dispersion shifted Lichtwellenleiter Non-zero dispersion shifted Lichtwellenleiter für erweiterten Wellenlängenbereich Polarisationsmodendispersion (PMD) Alterung von Lichtwellenleitern Zusammenfassung Optoelektronische Bauelemente Einleitung Elektrooptische Wechselwirkungen im Halbleiter Lumineszenzdioden Laserdioden Empfängerdioden Zusammenfassung Literatur 76

3 2 Lösbare Verbindungstechnik von Lichtwellenleitern 77 Christian Kutza 2.1 Lösbare Verbindungstechnik in optischen Übertragungssystemen Allgemeine Anforderungen an lösbare Koppelstellen Optisch ideale Koppelstellen Kopplung von Multimode-Lichtwellenleitem Kopplung von Singlemode-Lichtwellenleitern Reale Koppelstellen Multimode-Lichtwellenleiter-Kopplung Singlemode-Lichtwellenleiter-Kopplung Faser-Aktivelement-Kopplung Ursachen optischer Verluste an lösbaren Koppelstellen Intrinsische Verluste Extrinsische Verluste Technologien für lösbare Lichtwellenleiter-Verbindungen Übersicht der Verbindungstechnologien Optische Steckverbinder Stecker mit direkter Steckerstirnflächenkopplung Stecker mit Strahlaufweitung Mehrfasersysteme Quasilösbare Verbindungen Kenngrößen von lösbaren optischen Koppelstellen Optische Kenngrößen der Koppelstelle Einfügedämpfung Reflexionsdämpfung Mechanische und Umgebungs-Parameter Steckverbinderstandardsund Montagetechnologien Standardisierung und Normung Übersicht aktueller Steckerstandards Neuentwicklungen Montagetechnologien Klebetechnologie Crimp- & Cleave-Technologie Lösungen für Feldmontage Literatur Nichtlösbare Glasfaserverbindung - Fusionsspleißen 122 Christina Manzke, Jürgen Labs 3.1 Einführung Werkstoffe und Herstellungsverfahren für Lichtwellenleiter Werkstoffe für Lichtwellenleiter Herstellungsverfahren für Lichtwellenleiter Das Fusionsspleißen Einflussfaktoren Spleißvorbereitung 133 i Das Spleißen 139 I Bestimmen der Spleißdämpfung 149

4 3.3.5 Zugfestigkeit Schutz des Spleißes Spezielle Spleiße Faserbändchen Spleißen unterschiedlicher Fasern Ausblick Literatur, Lichtwellenleiter-Messtechnik Messung von Leistungen und Dämpfungen Einleitung Verfahren zur Herstellung einer Modengleichgewichtsverteilung Leistungsmessung Dämpfungsmessung Zusammenfassung Die Rückstreumessung als universelles Messverfahren Einleitung Das Prinzip der Rückstreumessung Die Rückstreukurve als Mess-Ergebnis Gestreute und reflektierte Leistungen Zusammenfassung Die Analyse von Rückstreudiagrammen Einleitung Die Interpretation der Rückstreukurve Die Auswertung problematischer Rückstreudiagramme Kopplung von Singlemode-Lichtwellenleitern mit unterschiedlichen Modenfelddurchmessern Zusammenfassung Interpretation der Mess-Ergebnisse Vergleich zwischen Dämpfungs-und Rückstreukurve Mittelung der Mess-Ergebnisse Zusammenfassung Parameter und Definitionen Einleitung : Dynamik Impulswiederholrate Impulslänge und Auflösungsvermögen Totzonen Weitere Parameter Zusammenfassung Praktische Hinweise zur Rückstreumessung Allgemeine Hinweise Vor- und Nachlauf-LWL Geisterbilder Kurvenauswertung Fehlanpassungen Kriterien zur Beurteilung der Qualität der installierten Strecke 220

5 4.6.7 Zusammenfassung Reflexionsmessungen Einleitung Besonderheiten Zusammenfassung LWL-Überwachungssysteme Dunkelfasermessung Messung der aktiven Faser Messungen an DWDM-Systemen : Modifikation der herkömmlichen Messungen Spektrale Messungen Dispersionsmessungen Zusammenfassung Literatur Optische Übertragungssysteme Systemparameter Planung des Dämpfungsbudgets Systemplanung Grundlagen 238 ' Digitale Systeme Analoge Systeme Zusammenfassung Lichtwellenleiter-Systeme Topologien Industrielle Anwendungen Systeme mit Kunststoff-Lichtwellenleitern Gigabit-Ethemet Optische Freiraumübertragung! Digitale Hierarchien und Netzstrukturen Zugangsnetze Passive Optische Netze Citynetze Weitverkehrsnetze Netze mit optischen Verstärkern Zusammenfassung Literatur Entwicklungsrichtungen, 281 Wolfgang Glaser 6.1 Kanalbündelung in der Lichtwellenleiter-Technik Verfahren der Kanalbündelung Realisierung optischer Bündelungstechniken DWDM-Systeme CWDM-Systeme OTDM-Systeme 289

6 6.2 Integration von Lichtwellenleiter-Funktionsgruppen : Entwicklung der optischen Signalverarbeitung Integrationstechnologien Grundstrukturen Realisierung von Funktionsgruppen Forschungsrichtungen Optische Verstärkung Anwendungsgebiete Faserverstärker Halbleiterverstärker Nichtlineare Optik Nichtlineare Effekte Das Soliton Soliton-Anwendung, Literatur Anhang Abkürzungen Formelzeichen und Maßeinheiten Fachbegriffe 325