Inhaltsverzeichnis 1 Allgemeines 2 Grundlagen der Lichtwellenleiter-Technik 3 Kopplung von optischen Komponenten 4 Lichtwellenleiter-Steckverbinder

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1 Inhaltsverzeichnis 1 Allgemeines Dämpfung und Leistung Vorsätze bei Einheiten Umrechnungsfaktoren zwischen Längeneinheiten Verzeichnis wichtiger Abkürzungen Formelzeichen und Maßeinheiten Fachbegriffe Grundlagen der Lichtwellenleiter-Technik Prinzip der optischen Informationsübertragung Wellenlänge, Frequenz und Geschwindigkeit Spektrum der elektromagnetischen Wellen Brechungsgesetz, Totalreflexion und numerische Apertur Dämpfung Beispiele für Dämpfungskoeffizienten Dämpfungskoeffizient als Funktion der Wellenlänge Kopplung von optischen Komponenten Kopplung Sender an Lichtwellenleiter Koppelverluste zwischen Lichtwellenleitern Multimode-Lichtwellenleiter Singlemode-Lichtwellenleiter Dämpfungen bei Kopplung unterschiedlicher Singlemode-LWL Reflexionen Steckerstirnflächengeometrien Größenordnungen typischer Reflexionen Stufen im Rückstreudiagramm Koppelverluste, Reflexionen und Stufen Lichtwellenleiter-Steckverbinder Grundlagen Normung Kernzentrierung Toleranzen und radialer Versatz Ablageverfahren Prägeverfahren (aktive Kernzentrierung) Herkömmliche Steckerkonzepte Bauformen Crimp & Cleave-Verfahren Stecker mit Fusionsspleißgerät anspleißen Stecker mit mechanischem Spleiß konfektionieren Linsenstecker

2 4.5 Neue Steckerkonzepte Das URM-Stecksystem Steckverbinder mit geringen Einfügedämpfungen High-Power-Stecker Sorgfalt im Umgang mit Steckverbindern Auswirkungen von Verunreinigungen Reinigung Lichtwellenleiter-Mikroskope Automatische Stirnflächenanalyse Spleißtechnik Prinzip des Spleißens Praktische Hinweise Grenzwerte für Spleißdämpfungen und Fehlerquellen Passive Kernzentrierung Aktive Kernzentrierung LID-Verfahren PAS-Verfahren Mechanischer Spleiß Gerätetechnik Glasfaser-Muffen Lichtwellenleiter-Fasern Herstellung Normung Stufenprofil-Lichtwellenleiter Physikalische Grundlagen Kunststoff-Lichtwellenleiter Polymer Cladded Fiber Gradientenprofil-Lichtwellenleiter Physikalische Grundlagen Typische Parameter herkömmlicher Gradientenprofil-LWL Gradientenprofil-LWL mit optimiertem Brechzahlprofil Singlemode-Lichtwellenleiter Physikalische Grundlagen Eigenschaften des Singlemode-Lichtwellenleiters Standard-Singlemode-Lichtwellenleiters (G.652) Singlemode-LWL mit reduziertem Wasserpeak (G.652.C&D) Dispersionsverschobener Singlemode-Lichtwellenleiter (G.653) Lichtwellenleiter mit verschobener Grenzwellenlänge (G.654) Non-Zero Dispersion Shifted Lichtwellenleiter (G.655) NZDSF für erweiterten Wellenlängenbereich (G.656) Krümmungsunempfindlicher Lichtwellenleiter (G.657) Polarisationserhaltender Singlemode-Lichtwellenleiter Singlemode-LWL für geringe Übertragungswellenlängen Photonische Kristallfasern

3 7 Lichtwellenleiter-Kabel Nomenklatur der Faser- und Kabelcodierung Lichtwellenleiter-Ader Lichtwellenleiter-Kabel Kabelaufbau Bauformen Verlegehinweise Verkabelungstechnik Rohrsysteme Normen Dispersion Physikalische Grundlagen Dispersion im Multimode-Lichtwellenleiter Modendispersion im Stufenprofil-Lichtwellenleiter Profildispersion im Parabelprofil-Lichtwellenleiter Materialdispersion Physikalische Grundlagen Materialdispersion im Multimode-Lichtwellenleiter Materialdispersion im Singlemode-Lichtwellenleiter Dispersion im Singlemode-Lichtwellenleiter Wellenleiterdispersion Chromatische Dispersion Polarisationsmodendispersion Dispersionskompensation Kompensation der chromatischen Dispersion Kompensation der Polarisationsmodendispersion Zusammenfassung Sender für die optische Nachrichtenübertragung Bauformen Lumineszenzdioden Laserdioden Eigenschaften von Laserdioden Kennlinie Optisches Spektrum Abstrahlcharakteristik Temperaturverhalten Module Modulationsverhalten Rauschen und Rückwirkungsempfindlichkeit Vorsichtmaßnahmen beim Umgang Trends Empfänger für die optische Nachrichtenübertragung PIN-Photodioden Lawinen-Photodioden Eigenschaften von Empfängerdioden Transceiver

4 11 Lichtwellenleiter-Messtechnik Messhilfsmittel Leistungsmessung Dämpfungsmessung Messverfahren Prüfschnüre Allgemeine Hinweise zur LWL-Messung nach ISO/IEC Messtechnik Optische Rückstreumessung Grundlagen der Rückstreumessung Durchführung der Rückstreumessung Rückstreumessung nach DIN ISO/IEC Längenmessung nach DIN ISO/IEC Anforderungen an Vor- und Nachlauf-LWL Geisterreflexionen Auswertung problematischer Rückstreudiagramme Praktische Hinweise zur Rückstreumessung Messtechnik Auswertungssoftware Abnahmevorschriften Allgemeine Hinweise Multimode-LWL Singlemode-LWL Messung der Bandbreite Anregung mit Lumineszenzdiode Anregung mit Laserdiode: RML-Bandbreite Anregung mit Laserdiode: EMB-Bandbreite Messung der chromatischen Dispersion Verfahren A: Phasenverschiebung Verfahren C: Differenzielle Phasenverschiebung Verfahren B: Spektrale Gruppenlaufzeit im Zeitbereich Multiples Wellenlängen-OTDR mit CD-Messoption Auswertung und Interpretation der Messergebnisse Praktische Hinweise zur CD-Messung Messung der Polarisationsmodendispersion Methode mit Festanalysator Auswertung der Stokes-Parameter Traditionelle interferometrische Methode (TINTY) Verallgemeinerte interferometrische Methode (GINTY) Ortsaufgelöste PMD-Messung Auswertung und Interpretation der Messergebnisse Praktische Hinweise zur PMD-Messung Optische Spektralanalyse Spektralbereiche und Kanalabstände Wirkungsweise des optischen Spektralanalysators Linienbreite und Auflösungsvermögen Messtechnik Spektrale Dämpfungsmessung Messungen an verzweigten Netzen Leistungsmessung und Dämpfungsmessung Messung der optischen Rückflussdämpfung

5 Leistungsmessungen während des Betriebes Rückstreumessung am PON nach der Installation Rückstreumessung am PON während des Betriebes Interpretation Rückstreudiagramm eines verzweigten Netzes Messtechnik Fasersensorik Bitfehlerraten-Messung Messung der zurück fließenden Leistungen Messung geometrischer und optischer Parameter Übersicht Messverfahren Koppler Definitionen Multimode-Koppler Singlemode-Schmelzkoppler Herstellung von Singlemode-Schmelzkopplern Typen von Singlemode-Schmelzkopplern Planare Wellenleiter-Strukturen Koppler für FTTx Optische Verstärker Notwendigkeit des Einsatzes optischer Verstärker Faserverstärker Weitere Verstärkertypen Einsatzfälle für Faserverstärker Genormte Streckenlängen Parameter von Strecken mit optischen Verstärkern Faseroptische Bauelemente Elementare Bauelemente Taper Dämpfungsglieder Selfoc-Linsen Monitoring-Module Optische Drehübertrager Drehübertrager mit begrenzter Anzahl von Umdrehungen Drehübertrager mit unbegrenzter Anzahl von Umdrehungen Nichtreziproke Bauelemente Optischer Isolator Optischer Zirkulator Wellenlängenselektive Bauelemente Multiplexer und Demultiplexer Dünnschichtfilter Faser-Bragg-Gitter (FBG) Arrayed Waveguide Gratings (AWG) Add-Drop-Multiplexer Reflektoren Interleaver Bauelemente für flexible optische Netze

6 15 Wellenlängenmultiplex Klassisches Wellenlängenmultiplex Grobes Wellenlängenmultiplex Spezifikation der Übertragungswellenlängen Spezifikation von CWDM-Systemen DWDM-over-CWDM-Technik Einsatzfälle für die CWDM-Technik Dichtes Wellenlängenmultiplex Übertragungskapazität der Faser Spezifikation der Übertragungsfrequenzen Vierwellenmischung Realisierung eines DWDM-Systems Vergleich der Wellenlängenmultiplex-Technologien Faser bis zum Teilnehmer Netzstrukturen Ethernet-Punkt-zu-Punkt (EP2P) Punkt-zu-Multipunkt (P2MP) Zusammenfassung und Vergleich Übertragung der Dienste Triple Play über zwei Fasern P2P ( Zweifaserlösung ) Triple Play über eine Faser P2P ( Einfaserlösung ) Passives optisches Netz, eine Faser pro Teilnehmer Passives optisches Netz, zwei Fasern pro Teilnehmer PON, zwei Fasern pro Teilnehmer, Video separat Mischung Punkt-zu-Punkt und Punkt-zu-Multipunkt Weitere Strukturen Videosignale Offene Infrastruktur Wellenlängenbelegung bei FTTx Normen Passive optische Netze der nächsten Generation (NG-PON) GEPON (10 Gbit/s-Ethernet-PON) und 10GPON (XPON) WDM-PON Ausblick Komponenten Steckverbinder Lichtwellenleiter Kabel Sender Empfänger Optische Verstärker Komponenten für Haus- bzw. Wohnungseinsatz Weitere Komponenten Faserabschluss beim Teilnehmer Pigtail mit Fusionsspleißgerät anspleißen Verlegung vorkonfektionierter Kabel Empfehlungen VDE-Anwendungsempfehlung Empfehlung der BAKOM Managementsoftware für FTTx

7 17 Optische Übertragungssysteme Planung Allgemeine Regeln Planung des Dämpfungsbudgets Pegelplanung Systemplanung Zusammenfassung Planung von FTTx-Netzen Ethernet Gigabit-Ethernet Gigabit-Ethernet und 100-Gigabit-Ethernet Modulationsverfahren Herkömmliche Modulationsverfahren Grundlagen Modulation Höherwertige Modulationsverfahren LWL-Überwachungssysteme Dunkelfasermessung Messung der aktiven Faser Optische Freiraumübertragungssysteme Trends Gigabit-Technik Bauelemente-Integration Energieeffiziente optische Netze Weitere Aspekte Nichtlineare Effekte Solitonen Arbeitssicherheit Allgemeine Hinweise zum Umgang mit Fasern und Licht Physikalische Grundlagen Klassifizierung Schutzmaßnahmen Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Lichtwellenleitern Materialeigenschaften Durchlauftest Abschätzung der Lebensdauer Normen Literatur Stichwortverzeichnis