Lichtwellenleiter-Technik: mit 50 Tabellen
Gespeichert in:
| Format: | Buch |
|---|---|
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Renningen
expert-Verl.
2006
|
| Ausgabe: | 6., neu bearb. und erw. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Kontakt & Studium
596 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis Inhaltstext Ausführliche Beschreibung Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Literaturangaben |
| Beschreibung: | 346 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 3816926029 |
Internformat
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
Vorwort
Vorwort zur 6. Auflage
1 Grundlagen der Lichtwellenleiter-Technik........................................... 1
Dieter Eberlein
1.1 Physikalische Grundlagen der Lichtwellenleiter-Technik.......................... 1
1.1.1 Einleitung.................................................................................................. 1
1.1.2 Das Prinzip der optischen Informationsübertragung................................. 1
1.1.3 Die Vorteile der Nachrichtenübertragung über Lichtwellenleiter............... 3
1.1.4 Das elektromagnetische Spektrum........................................................... 3
1.1.5 Signalausbreitung im Lichtwellenleiter...................................................... 5
1.1.6 Dämpfung im Lichtwellenleiter.................................................................. 8
1.1.7 Zusammenfassung................................................................................... 13
1.2 Lichtwellenleiter-Typen und Dispersion.................................................... 14
1.2.1 Einleitung.................................................................................................. 14
1.2.2 Stufenprofil-Lichtwellenleiter und Modendispersion.................................. 14
1.2.3 Gradientenprofil-Lichtwellenleiter und Profildispersion............................. 18
1.2.4 Parabelprofil-Lichtwellenleiter mit optimiertem
Brechzahlprofil und Materialdispersion..................................................... 24
1.2.5 Standard-Singlemode-Lichtwellenleiter und chromatische Dispersion..... 29
1.2.6 Singlemode-Llchtwellenleiter mit reduziertem Wasserpeak..................... 38
1.2.7 Dispersionsverschobener Singlemode-Lichtwellenleiter........................... 39
1.2.8
1.2.9
1.2.10
für erweiterten Wellenlängenbereich........................................................ 43
1.2.11 Polarisationsmodendispersion (PMD)....................................................... 43
1.2.12 Alterung von Lichtwellenleltern................................................................. 50
1.2.13 Zusammenfassung................................................................................... 57
1.3 Optoelektronische Bauelemente............................................................... 58
1.3.1 Einleitung.................................................................................................. 58
1.3.2 Elektrooptische Wechselwirkungen im Halbleiter..................................... 58
1.3.3 Lumineszenzdioden.................................................................................. 60
1.3.4 Laserdioden.............................................................................................. 62
1.3.5 Empfängerdioden...................................................................................... 71
1.3.6 Zusammenfassung................................................................................... 75
1.4 Literatur..................................................................................................... 76
2 Lösbare Verbindungstechnik von Lichtwellenleitern.......................... 77
Christian Kutza
2.1 Lösbare Verbindungstechnik in optischen Übertragungssystemen.......... 77
2.1.1 Allgemeine Anforderungen an lösbare Koppelstellen............................... 78
2.1.2 Optisch ideale Koppelstellen..................................................................... 79
2.1.3 Kopplung von Multimode-Lichtwellenleitern.............................................. 79
2.1.4 Kopplung von Singlemode-Lichtwellenleitern........................................... 81
2.2 Reale Koppelstellen.................................................................................. 81
2.2.1 Multimode-Lichtwellenleiter-Kopplung...................................................... 82
2.2.2 Singlemode-Lichtwellenleiter-Kopplung.................................................... 84
2.2.3 Faser-Aktivelement-Kopplung................................................................... 84
2.2.4 Ursachen optischer Verluste an lösbaren Koppelstellen.......................... 87
2.2.5 Intrinsische Verluste.................................................................................. 88
2.2.6 Extrinsische Verluste................................................................................. 89
2.3 Technologien für lösbare Lichtwellenleiter-Verbindungen........................ 95
2.3.1 Übersicht der Verbindungstechnologien................................................... 96
2.3.2 Optische Steckverbinder........................................................................... 96
2.3.3 Stecker mit direkter Steckerstirnflächenkopplung..................................... 98
2.3.4 Stecker mit Strahlaufweitung.................................................................... 98
2.3.5 Mehrfasersysteme.................................................................................... 99
2.3.6 Quasilösbare Verbindungen...................................................................... 101
2.4 Kenngrößen von lösbaren optischen Koppelstellen.................................. 102
2.4.1 Optische Kenngrößen der Koppelstelle.................................................... 103
2.4.2 Einfügedämpfung...................................................................................... 104
2.4.3 Reflexionsdämpfung................................................................................. 105
2.4.4 Mechanische und Umgebungs-Parameter................................................ 109
2.5 Steckverbinderstandardsund Montagetechnologien................................ 109
2.5.1 Standardisierung und Normung................................................................ 109
2.5.2 Übersicht aktueller Steckerstandards....................................................... 111
2.5.3 Neuentwicklungen..................................................................................... 113
2.5.4 Montagetechnologien................................................................................ 115
2.5.5 Klebetechnologie...................................................................................... 115
2.5.6
2.5.7 Lösungen für Feldmontage....................................................................... 119
2.6 Literatur..................................................................................................... 121
3 Nichtlösbare Glasfaserverbindung - Fusionsspleißen........................ 122
Christina Manzke, Jürgen Labs
3.1 Einführung................................................................................................. 122
3.2 Werkstoffe und Herstellungsverfahren für Lichtwellenleiter...................... 123
3.2.1 Werkstoffe für Lichtwellenleiter................................................................. 123
3.2.2 Herstellungsverfahren für Lichtwellenleiter............................................... 125
3.3 Das Fusionsspleißen................................................................................. 131
3.3.1 Einflussfaktoren........................................................................................ 131
3.3.2 Spleißvorbereitung.................................................................................... 133
3.3.3 Das Spleißen............................................................................................ 139
3.3.4 Bestimmen der Spleißdämpfung............................................................... 149
3.3.5 Zugfestigkeit............................................................................................. 150
3.3.6 Schutz des Spleißes................................................................................. 153
3.4 Spezielle Spleiße...................................................................................... 154
3.4.1 Faserbändchen......................................................................................... 154
3.4.2 Spleißen unterschiedlicher Fasern........................................................... 158
3.5 Ausblick..................................................................................................... 162
3.6 Literatur..................................................................................................... 162
4 Lichtwellenleiter-Messtechnik............................................................... 163
Dieter Eberlein
4.1 Messung von Leistungen und Dämpfungen............................................. 163
4.1.1 Einleitung.................................................................................................. 163
4.1.2 Verfahren zur Herstellung einer Modengleichgewichtsyerteilung............. 163
4.1.3 Leistungsmessung.................................................................................... 165
4.1.4 Dämpfungsmessung................................................................................. 167
4.1.5 Zusammenfassung................................................................................... 176
4.2 Die Rückstreumessung als universelles Messverfahren.......................... 177
4.2.1 Einleitung.................................................................................................. 177
4.2.2 Das Prinzip der Rückstreumessung.......................................................... 177
4.2.3 Die Rückstreukurve als Mess-Ergebnis......................................................179
4.2.4 Gestreute und reflektierte Leistungen....................................................... 184
4.2.5 Zusammenfassung................................................................................... 187
4.3 Die Analyse von Rückstreudiagrammen................................................... 187
4.3.1 Einleitung.................................................................................................. 187
4.3.2 Die Interpretation der Rückstreukurve...................................................... 188
4.3.3 Die Auswertung problematischer Rückstreudiagramme........................... 192
4.3.4 Kopplung von Singlemode-Lichtwellenleitern mit unterschiedlichen
Modenfelddurchmessern.......................................................................... 196
4.3.5 Zusammenfassung................................................................................... 197
4.4 Interpretation der Mess-Ergebnisse.......................................................... 198
4.4.1 Vergleich zwischen Dämpfungs- und Rückstreukurve.............................. 198
4.4.2 Mittelung der Mess-Ergebnisse................................................................ 200
4.4.3 Zusammenfassung................................................................................... 200
4.5 Parameter und Definitionen...................................................................... 201
4.5.1 Einleitung.................................................................................................. 201
4.5.2 Dynamik.................................................................................................... 201
4.5.3 Impulswiederholrate.................................................................................. 203
4.5.4 Impulslänge und Auflösungsvermögen..................................................... 204
4.5.5 Totzonen................................................................................................... 206
4.5.6 Weitere Parameter.................................................................................... 208
4.5.7 Zusammenfassung................................................................................... 208
4.6 Praktische Hinweise zur Rückstreumessung............................................ 209
4.6.1 Allgemeine Hinweise................................................................................. 209
4.6.2 Vor- und Nachlauf-LWL............................................................................. 210
4.6.3 Geisterbilder.............................................................................................. 211
4.6.4 Kurvenauswertung.................................................................................... 214
4.6.5 Fehlanpassungen...................................................................................... 216
4.6.6 Kriterien zur Beurteilung der Qualität der installierten Strecke................. 220
4.6.7 Zusammenfassung................................................................................... 223
4.7 Reflexionsmessungen............................................................................... 224
4.7.1 Einleitung.................................................................................................. 224
4.7.2 Besonderheiten......................................................................................... 225
4.7.3 Zusammenfassung................................................................................... 228
4.8 LWL-Überwachungssysteme.................................................................... 228
4.8.1 Dunkelfasermessung................................................................................ 229
4.8.2 Messung der aktiven Faser....................................................................... 230
4.9 Messungen an DWDM-Systemen............................................................. 231
4.9.1 Modifikation der herkömmlichen Messungen............................................ 231
4.9.2 Spektrale Messungen............................................................................... 231
4.9.3 Dispersionsmessungen............................................................................. 232
4.9.4 Zusammenfassung................................................................................... 233
4.10 Literatur..................................................................................................... 233
5 Optische Übertragungssysteme............................................................ 234
Dieter Eberlein
5.1 Systemparameter...................................................................................... 234
5.2 Planung des Dämpfungsbudgets.............................................................. 235
5.3 Systemplanung......................................................................................... 238
5.3.1 Grundlagen............................................................................................... 238
5.3.2 Digitale Systeme....................................................................................... 244
5.3.3 Analoge Systeme...................................................................................... 249
5.3.4 Zusammenfassung................................................................................... 250
5.4 Lichtwellenleiter-Systeme......................................................................... 250
5.4.1 Topologien................................................................................................ 250
5.4.2 Industrielle Anwendungen......................................................................... 252
5.4.3 Systeme mitKunststoff-Uchtwellenleitern................................................ 253
5.4.4
5.4.5 Optische Freiraumübertragung................................................................. 267
5.4.6 Digitale Hierarchien und Netzstrukturen................................................... 273
5.4.7 Zugangsnetze........................................................................................... 275
5.4.8 Passive Optische Netze............................................................................ 276
5.4.9 Citynetze................................................................................................... 277
5.4.10 Weitverkehrsnetze.................................................................................... 277
5.4.11 Netze mit optischen Verstärkern............................................................... 278
5.4.12 Zusammenfassung................................................................................... 279
5.5 Literatur..................................................................................................... 280
6 Entwicklungsrichtungen........................................................................ 281
Wolfgang Glaser
6.1 Kanalbündelung in der Lichtwellenleiter-Technik...................................... 281
6.1.1 Verfahren der Kanalbündelung................................................................. 281
6.1.2 Realisierung optischer Bündelungstechniken........................................... 282
6.1.3 DWDM-Systeme.................................................................................... 284
6.1.4 CWDM-Systeme....................................................................................... 287
6.1.5 OTDM-Systeme........................................................................................ 289
6.2 Integration von Lichtwellenleiter-Funktionsgruppen.................................. 290
6.2.1 Entwicklung der optischen Signalverarbeitung......................................... 290
6.2.2 Integrationstechnologien........................................................................... 292
6.2.3 Grundstrukturen........................................................................................ 294
6.2.4 Realisierung von Funktionsgruppen......................................................... 297
6.2.5 Forschungsrichtungen............................................................................... 300
6.3 Optische Verstärkung............................................................................... 302
6.3.1 Anwendungsgebiete................................................................................. 302
6.3.2 Faserverstärker......................................................................................... 304
6.3.3 Halbleiterverstärker................................................................................... 308
6.4 Nichtlineare Optik...................................................................................... 310
6.4.1 Nichtlineare Effekte................................................................................... 310
6.4.2 Das Soliton................................................................................................ 314
6.4.3 Soliton-Anwendung................................................................................... 316
6.5 Literatur..................................................................................................... 318
7 Anhang..................................................................................................... 320
Dieter Eberlein
7.1 Abkürzungen............................................................................................. 320
7.2 Formelzeichen und Maßeinheiten............................................................. 321
7.3 Fachbegriffe.............................................................................................. 325
|
| adam_txt |
Inhaltsverzeichnis
Vorwort
Vorwort zur 6. Auflage
1 Grundlagen der Lichtwellenleiter-Technik. 1
Dieter Eberlein
1.1 Physikalische Grundlagen der Lichtwellenleiter-Technik. 1
1.1.1 Einleitung. 1
1.1.2 Das Prinzip der optischen Informationsübertragung. 1
1.1.3 Die Vorteile der Nachrichtenübertragung über Lichtwellenleiter. 3
1.1.4 Das elektromagnetische Spektrum. 3
1.1.5 Signalausbreitung im Lichtwellenleiter. 5
1.1.6 Dämpfung im Lichtwellenleiter. 8
1.1.7 Zusammenfassung. 13
1.2 Lichtwellenleiter-Typen und Dispersion. 14
1.2.1 Einleitung. 14
1.2.2 Stufenprofil-Lichtwellenleiter und Modendispersion. 14
1.2.3 Gradientenprofil-Lichtwellenleiter und Profildispersion. 18
1.2.4 Parabelprofil-Lichtwellenleiter mit optimiertem
Brechzahlprofil und Materialdispersion. 24
1.2.5 Standard-Singlemode-Lichtwellenleiter und chromatische Dispersion. 29
1.2.6 Singlemode-Llchtwellenleiter mit reduziertem Wasserpeak. 38
1.2.7 Dispersionsverschobener Singlemode-Lichtwellenleiter. 39
1.2.8
1.2.9
1.2.10
für erweiterten Wellenlängenbereich. 43
1.2.11 Polarisationsmodendispersion (PMD). 43
1.2.12 Alterung von Lichtwellenleltern. 50
1.2.13 Zusammenfassung. 57
1.3 Optoelektronische Bauelemente. 58
1.3.1 Einleitung. 58
1.3.2 Elektrooptische Wechselwirkungen im Halbleiter. 58
1.3.3 Lumineszenzdioden. 60
1.3.4 Laserdioden. 62
1.3.5 Empfängerdioden. 71
1.3.6 Zusammenfassung. 75
1.4 Literatur. 76
2 Lösbare Verbindungstechnik von Lichtwellenleitern. 77
Christian Kutza
2.1 Lösbare Verbindungstechnik in optischen Übertragungssystemen. 77
2.1.1 Allgemeine Anforderungen an lösbare Koppelstellen. 78
2.1.2 Optisch ideale Koppelstellen. 79
2.1.3 Kopplung von Multimode-Lichtwellenleitern. 79
2.1.4 Kopplung von Singlemode-Lichtwellenleitern. 81
2.2 Reale Koppelstellen. 81
2.2.1 Multimode-Lichtwellenleiter-Kopplung. 82
2.2.2 Singlemode-Lichtwellenleiter-Kopplung. 84
2.2.3 Faser-Aktivelement-Kopplung. 84
2.2.4 Ursachen optischer Verluste an lösbaren Koppelstellen. 87
2.2.5 Intrinsische Verluste. 88
2.2.6 Extrinsische Verluste. 89
2.3 Technologien für lösbare Lichtwellenleiter-Verbindungen. 95
2.3.1 Übersicht der Verbindungstechnologien. 96
2.3.2 Optische Steckverbinder. 96
2.3.3 Stecker mit direkter Steckerstirnflächenkopplung. 98
2.3.4 Stecker mit Strahlaufweitung. 98
2.3.5 Mehrfasersysteme. 99
2.3.6 Quasilösbare Verbindungen. 101
2.4 Kenngrößen von lösbaren optischen Koppelstellen. 102
2.4.1 Optische Kenngrößen der Koppelstelle. 103
2.4.2 Einfügedämpfung. 104
2.4.3 Reflexionsdämpfung. 105
2.4.4 Mechanische und Umgebungs-Parameter. 109
2.5 Steckverbinderstandardsund Montagetechnologien. 109
2.5.1 Standardisierung und Normung. 109
2.5.2 Übersicht aktueller Steckerstandards. 111
2.5.3 Neuentwicklungen. 113
2.5.4 Montagetechnologien. 115
2.5.5 Klebetechnologie. 115
2.5.6
2.5.7 Lösungen für Feldmontage. 119
2.6 Literatur. 121
3 Nichtlösbare Glasfaserverbindung - Fusionsspleißen. 122
Christina Manzke, Jürgen Labs
3.1 Einführung. 122
3.2 Werkstoffe und Herstellungsverfahren für Lichtwellenleiter. 123
3.2.1 Werkstoffe für Lichtwellenleiter. 123
3.2.2 Herstellungsverfahren für Lichtwellenleiter. 125
3.3 Das Fusionsspleißen. 131
3.3.1 Einflussfaktoren. 131
3.3.2 Spleißvorbereitung. 133
3.3.3 Das Spleißen. 139
3.3.4 Bestimmen der Spleißdämpfung. 149
3.3.5 Zugfestigkeit. 150
3.3.6 Schutz des Spleißes. 153
3.4 Spezielle Spleiße. 154
3.4.1 Faserbändchen. 154
3.4.2 Spleißen unterschiedlicher Fasern. 158
3.5 Ausblick. 162
3.6 Literatur. 162
4 Lichtwellenleiter-Messtechnik. 163
Dieter Eberlein
4.1 Messung von Leistungen und Dämpfungen. 163
4.1.1 Einleitung. 163
4.1.2 Verfahren zur Herstellung einer Modengleichgewichtsyerteilung. 163
4.1.3 Leistungsmessung. 165
4.1.4 Dämpfungsmessung. 167
4.1.5 Zusammenfassung. 176
4.2 Die Rückstreumessung als universelles Messverfahren. 177
4.2.1 Einleitung. 177
4.2.2 Das Prinzip der Rückstreumessung. 177
4.2.3 Die Rückstreukurve als Mess-Ergebnis.179
4.2.4 Gestreute und reflektierte Leistungen. 184
4.2.5 Zusammenfassung. 187
4.3 Die Analyse von Rückstreudiagrammen. 187
4.3.1 Einleitung. 187
4.3.2 Die Interpretation der Rückstreukurve. 188
4.3.3 Die Auswertung problematischer Rückstreudiagramme. 192
4.3.4 Kopplung von Singlemode-Lichtwellenleitern mit unterschiedlichen
Modenfelddurchmessern. 196
4.3.5 Zusammenfassung. 197
4.4 Interpretation der Mess-Ergebnisse. 198
4.4.1 Vergleich zwischen Dämpfungs- und Rückstreukurve. 198
4.4.2 Mittelung der Mess-Ergebnisse. 200
4.4.3 Zusammenfassung. 200
4.5 Parameter und Definitionen. 201
4.5.1 Einleitung. 201
4.5.2 Dynamik. 201
4.5.3 Impulswiederholrate. 203
4.5.4 Impulslänge und Auflösungsvermögen. 204
4.5.5 Totzonen. 206
4.5.6 Weitere Parameter. 208
4.5.7 Zusammenfassung. 208
4.6 Praktische Hinweise zur Rückstreumessung. 209
4.6.1 Allgemeine Hinweise. 209
4.6.2 Vor- und Nachlauf-LWL. 210
4.6.3 Geisterbilder. 211
4.6.4 Kurvenauswertung. 214
4.6.5 Fehlanpassungen. 216
4.6.6 Kriterien zur Beurteilung der Qualität der installierten Strecke. 220
4.6.7 Zusammenfassung. 223
4.7 Reflexionsmessungen. 224
4.7.1 Einleitung. 224
4.7.2 Besonderheiten. 225
4.7.3 Zusammenfassung. 228
4.8 LWL-Überwachungssysteme. 228
4.8.1 Dunkelfasermessung. 229
4.8.2 Messung der aktiven Faser. 230
4.9 Messungen an DWDM-Systemen. 231
4.9.1 Modifikation der herkömmlichen Messungen. 231
4.9.2 Spektrale Messungen. 231
4.9.3 Dispersionsmessungen. 232
4.9.4 Zusammenfassung. 233
4.10 Literatur. 233
5 Optische Übertragungssysteme. 234
Dieter Eberlein
5.1 Systemparameter. 234
5.2 Planung des Dämpfungsbudgets. 235
5.3 Systemplanung. 238
5.3.1 Grundlagen. 238
5.3.2 Digitale Systeme. 244
5.3.3 Analoge Systeme. 249
5.3.4 Zusammenfassung. 250
5.4 Lichtwellenleiter-Systeme. 250
5.4.1 Topologien. 250
5.4.2 Industrielle Anwendungen. 252
5.4.3 Systeme mitKunststoff-Uchtwellenleitern. 253
5.4.4
5.4.5 Optische Freiraumübertragung. 267
5.4.6 Digitale Hierarchien und Netzstrukturen. 273
5.4.7 Zugangsnetze. 275
5.4.8 Passive Optische Netze. 276
5.4.9 Citynetze. 277
5.4.10 Weitverkehrsnetze. 277
5.4.11 Netze mit optischen Verstärkern. 278
5.4.12 Zusammenfassung. 279
5.5 Literatur. 280
6 Entwicklungsrichtungen. 281
Wolfgang Glaser
6.1 Kanalbündelung in der Lichtwellenleiter-Technik. 281
6.1.1 Verfahren der Kanalbündelung. 281
6.1.2 Realisierung optischer Bündelungstechniken. 282
6.1.3 DWDM-Systeme. 284
6.1.4 CWDM-Systeme. 287
6.1.5 OTDM-Systeme. 289
6.2 Integration von Lichtwellenleiter-Funktionsgruppen. 290
6.2.1 Entwicklung der optischen Signalverarbeitung. 290
6.2.2 Integrationstechnologien. 292
6.2.3 Grundstrukturen. 294
6.2.4 Realisierung von Funktionsgruppen. 297
6.2.5 Forschungsrichtungen. 300
6.3 Optische Verstärkung. 302
6.3.1 Anwendungsgebiete. 302
6.3.2 Faserverstärker. 304
6.3.3 Halbleiterverstärker. 308
6.4 Nichtlineare Optik. 310
6.4.1 Nichtlineare Effekte. 310
6.4.2 Das Soliton. 314
6.4.3 Soliton-Anwendung. 316
6.5 Literatur. 318
7 Anhang. 320
Dieter Eberlein
7.1 Abkürzungen. 320
7.2 Formelzeichen und Maßeinheiten. 321
7.3 Fachbegriffe. 325 |
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Beschreibung