Grundlagen der Lichtwellenleitertechnik

Fundierte und praxisorientierte Einführung in die Lichtwellenleitertechnik Das Buch gibt einen leicht verständlichen Einstieg in die Lichtwellenleitertechnik. Durch konkrete praktische Beispiele kann der Stoff unmittelbar auf Problemstellungen angewendet werden. Zahlreiche Beispiele und farbige Abbildungen erleichtern das Verständnis. Das Buch berücksichtigt viele neue Entwicklungen, wie aktuelle Normen, neue Fasertypen, Fiber-to-the-Home/Building, neue Aspekte bei der lösbaren und nichtlösbaren Verbindungstechnik sowie Trends der optischen Nachrichtenübertragung.

1 Grundlagen der Lichtwellenleiter-Technik 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 1.1.6. Zusammenfassung 1.2 Lichtwellenleiter-Typen und Dispersion 1.2.1 Stufenprofil-Lichtwellenleiter und Modendispersion 1.2.2 Gradientenprofil-Lichtwellenleiter und Profildispersion 1.2.3 Vergrößerung Bandbreite-Längen-Produkt 1.2.4 Biegeunempfindliche Multimode-LWL 1.2.5 Standard-Singlemode-LWL und chromatische Dispersion 1.2.6 Singlemode-Lichtwellenleiter mit reduziertem Wasserpeak 1.2.7 Dispersionsverschobener Singlemode-Lichtwellenleiter 1.2.8 Cut-off shifted Lichtwellenleiter 1.2.9 Non-zero dispersion shifted Lichtwellenleiter 1.2.10 NZDSF für erweiterten Wellenlängenbereich 1.2.11 Lichtwellenleiter mit reduzierter Biegeempfindlichkeit 1.2.12 Kategorien von Singlemode-LWL 1.2.13 Trends bei der Faserentwicklung 1.2.14 Polarisationsmodendispersion (PMD) 1.2.15 Alterung von Lichtwellenleitern 1.2.16 Zusammenfassung 1.3 Optoelektronische Bauelemente 1.3.1 Elektrooptische Wechselwirkungen im Halbleiter 1.3.2 Sender und Empfänger 1.3.3 Transceiver 1.4 Literatur 2 Lösbare Verbindungstechnik von Lichtwellenleitern 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 Zur Kompatibilität von geprägten und getunten 0,1 dB-Steckern 2.7.1 Einfluss der Technologie auf die geometrischen Parameter 2.7.2 Mischung von geprägten Steckern mit getunten Steckern 2.8 Dämpfungs- und Reflexionsklassen 3 Lichtwellenleiter-Messtechnik 3.1 Allgemeine Hinweise 3.2 Messung von Leistungen und Dämpfungen 3.2.1 Definierte Anregung des Multimode-LWL 3.2.2 Leistungsmessung 3.2.3 Dämpfungsmessung 3.2.4 Zusammenfassung 3.3 Optische Rückstreumessung 3.3.1 Prinzip der Rückstreumessung 3.3.2 Rückstreukurve als Messergebnis 3.3.3 Interpretation der Ereignistabelle 3.3.4 Reflektierende Ereignisse 3.3.5 Überlagerung mehrerer Reflexionen 3.3.6 Zusammenfassung 3.4 Analyse von Rückstreudiagrammen 3.4.1 Interpretation der Rückstreukurve 3.4.2 Auswertung problematischer Rückstreudiagramme 3.4.3 Kopplung von Singlemode-LWL mit unterschiedlichen Modenfelddurchmessern 3.4.4 Geisterreflexionen 3.4.5 Zusammenfassung 4 Fiber to the Home/Building 4.1 Anforderungen an die Bandbreite 4.2 Netzstrukturen 4.2.1. Ethernet-Punkt-zu-Punkt (EP2P) 4.2.2. Punkt-zu-Multi-Punkt 4.2.3. Vergleich der Varianten 4.3 Offene Infrastruktur 4.4 Wellenlängenbelegung bei FTTx 4.5 Normen 4.5.1. Gigabit-PON 4.5.2. Gigabit-Ethernet-PON 4.5.3. Next-Generation PON 4.5.4. Downstream 10 Gbit/s 4.5.5. TWDM-PON 4.5.6. Wellenlängenmultiplex-PON (P2P WDM-PON) 4.5.7. Zusammenfassung FTTx-Varianten 5 Planen von LWL-Strecken aus physikalischer Sicht 5.1 Allgemeine Regeln 5.2 Planung des Dämpfungsbudgets 5.3 Pegeldiagramm 5.4 Dispersion in Lichtwellenleitern 5.4.1 Chromatische Dispersion 5.4.2 Dispersionstoleranz 5.4.3 Kompensation der chromatischen Dispersion 5.4.4 Chromatische Dispersion bei Fasermischungen 5.5 Systemplanung 5.5.1 Einkanalübertragung 5.5.2 Grobes Wellenlängenmultiplex 5.5.3 Dichtes Wellenlängenmultiplex 5.6 Zusammenfassung 6 Trends der optischen Nachrichtenübertragung 6.1 Wichtige aktuelle Entwicklungen 6.2 Dichtes Wellenlängenmultiplex 6.2.1 Zwei Wege zum hochbitratigen System 6.2.2 Grundlagen Dichtes Wellenlängenmultiplex 6.2.3 Bandbreite und Wellenlänge 6.2.4 Genormtes Raster 6.2.5 Anforderungen an die Komponenten 6.3 Grobes Wellenlängenmultiplex 6.3.1 Einsatzfälle für Grobes Wellenlängenmultiplex 6.3.2 Normung Grobes Wellenlängenmultiplex 6.3.3 Erschließung des gesamten Wellenlängenbereiches 6.3.4 Anforderungen an die Komponenten 6.3.5 DWDM-over-CWDM-Technik 6.3.6 Zusammenfassung 6.4 Passives und aktives Wellenlängenmultiplex 6.5 Probleme beim Übergang zu höheren Datenraten 6.6 Bauelemente für flexible optische Netze 6.7 Weiterentwicklung der Modulationsverfahren 6.7.1 Grundlagen der Modulation 6.7.2 Herkömmliche Modulation 6.7.3 Höherwertige Modulation 6.7.4 Beispiel für Modulationsverfahren 6.7.5 Fortgeschrittene Übertragungsverfahren 6.8 Datenraten größer als 100 Gbit/s 6.9 Zusammenfassung und Ausblick 7 Anhang 7.1 Abkürzungen 7.2 Formelzeichen und Maßeinheiten 7.3 Fachbegriffe Register Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis