Computernetzwerke

erkennen ist.

    Abbildung 3.24: LWL-Strecken lassen sich mithilfe von Kupplungsstücken problemlos verlängern.
    3.3.2 Funktionsprinzip und Typen
    Bei Lichtwellenleitern wird generell zwischen Monomode-, auch als Singlemode bezeichnet, und Multimode-Leitern unterschieden. Bei Multimode-Fasern findet die Signalübertragung anhand mehrerer Moden statt, während eine Monomode-Faser das Licht nur in einer Mode (parallel zur Achse des Mediums, Mode 0) überträgt, was gegenüber Multimode-Fasern zu geringeren Dämpfungswerten und höheren Bandbreiten führt.
    Bei 10BaseFX sowie 100BaseFX spielt fast ausschließlich die Dämpfung, die durch Reflexion und Absorption des »Transportlichts« verursacht wird, eine Rolle. Demnach hat man es bei Dämpfungsbetrachtungen auf Glasfaser mit einem völlig anderen Effekt zu tun, als dies bei Kupferverbindungen und den dort zugrunde liegenden elektrischen Eigenschaften der Fall ist.
    Dämpfungen bei Lichtwellenleitern entstehen in erster Linie durch die auf einer Glasfaserstrecke befindlichen Übergänge (Dosen, Anschlüsse, Adapter usw.) sowie in zweiter Linie durch Verunreinigungen der Faser selbst, was jedoch bei den aktuellen handelsüblichen Glasfasern zu vernachlässigen ist, da sie sich qualitativ als hochwertig genug darstellen.
    Je nach Wellenlänge des verwendeten Lichts stellt sich die Dämpfung über Glasfaser unterschiedlich dar, und da sie bei 850 nm, 1300 nm sowie 1500 nm minimal ist, werden genau diese Wellenlängen für LWL-Netzwerke verwendet. Sie werden von entsprechenden (Laser-)Dioden auf den Netzwerkkarten und den Koppeleinheiten (Hubs, Switches) erzeugt und von den »Gegenstücken«, den dazu passenden Photodioden der Einheiten, wieder empfangen.

    Abbildung 3.25: Ein Transmitter und ein dazugehöriger Receiver. Diese Elemente sind für die Umsetzung der elektrischen Impulse in Lichtimpulse (Transmitter) und umgekehrt (Receiver) zuständig.
    Leuchtdioden (Light Emitting Diode, LED) strahlen das Licht gleichförmig in mehrere Richtungen ab. Das grundsätzliche Prinzip des Lichttransports über Lichtwellenleiter beruht dabei auf der Totalreflexion an den Grenzschichten der Materialien unterschiedlicher Dichte.
    Bei der Verwendung einer LED wird das Licht unterschiedlich oft an der Oberfläche reflektiert, es legt unterschiedliche Wege zurück, was zu den verschiedenen Moden führt. Für das Datensignal bedeutet dies, dass es zu unterschiedlichen Laufzeiten und damit zu Signalverzerrungen kommt, was von der Länge der Lichtwellenleiterstrecke abhängig ist. Diesen Effekt, der zum einen durch den Leiter selbst und zum anderen auch durch die Lichtquelle hervorgerufen wird, bezeichnet man als Dispersion, und er ist insbesondere ab Gigabit-Ethernet ein ausschlaggebendes Kriterium.
    Multimode-Faser mit Stufenindex-Profil
    Ausgangsimpuls
    -TL [ID  CEE]
    Eingangsimpuls
    Multimode-Faser mit Gradientenindex-Erofil
    -n- D ^^^H S^ A
    Eingangsimpuls
    A
    Eingangsimpuls
    Ausgangsimpuls
    Monomode-Faser
    -TL CD
    Ausgangsimpuls
    Abbildung 3.26: Die Lichtübertragung differiert bei den verschiedenen Fasern, was in Abhängigkeit von der Übertragungsstrecke zu unterschiedlich »guten« Ausgangsimpulsen führt.
    Ab 100BaseFX werden statt LEDs vielfach Laserdioden (LD) verwendet, die ein stärker gebündeltes Signal generieren und bei denen der überwiegende Anteil der Lichtintensität über den direkten, gradlinigen Weg abgestrahlt wird, sodass auch Entfernungen über mehrere Kilometer überbrückbar sind, wobei die Faser selbst eine wichtige Rolle spielt. Generell werden drei grundsätzliche Typen unterschieden:
    ■ Multimode-Faser mit Stufenindex-Profil (100 MHz x km)
    ■ Multimode-Faser mit Gradienten-Profil (1 GHz x km)
    ■ Monomode-Faser (10 GHz x km)
    Für die Klassifizierung von Lichtwellenleitern wird ein Produkt von Bandbreite und Länge angegeben, da die Dispersion von der Länge der Glasfaser abhängig ist. Bei einer Angabe wie 100 MHz x km kann daher eine LAN-Verbindung mit 100 MHz über 1 km oder mit 50 MHz über 2 km oder beispielsweise auch mit 200 MHz über 500 m realisiert werden. Die typischen Richtwerte sind oben in Klammern bei den drei Fasertypen angegeben.
    Allen drei Fasertypen ist gemein, dass sie von einem Kunststoffmantel (Buffer Coating) umgeben sind, der dem Glasmantel (Cladding) nach außen hin als Schutz dient. Ganz im Innern ist der eigentliche Kern der Faser (Core) untergebracht. Core und Cladding bestehen zwar meist beide aus Quarzglas (SiO 2 ),