Lichtwellenleiter-Technik: Bauelemente, Systeme, Meßtechnik
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München
Pflaum
1986
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|---|---|
| adam_text | INHALT
VORWORT 11
1 EINLEITUNG 15
2 PRINZIPIELLER AUFBAU EINER LICHTWELLENLEITER-UEBERTRAGUNGS-
STRECKE 19
2.1 KOMPONENTEN 19
2.2 ANWENDUNGSGEBIETE 24
3 LICHTWELLENLEITER 29
3.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN 29
3.1.1 BRECHUNG UND REFLEXION 29
3.2 STUFENPROFILFASER 31
3.2.1 NUMERISCHE APERTUR 32
3.2.2 ZAHL DER AUSBREITUNGSFAEHIGEN MODEN 34
3.2.3 DISPERSION 35
3.2.3.1 PHASEN/GRUPPEN-GESCHWINDIGKEIT 36
3.2.3.2 MATERIALDISPERSION 37
3.2.3.3 WELLENLEITERDISPERSION 40
3.2.3.4 CHROMATISCHE DISPERSION 40
3.2.3.5 MODENDISPERSION 41
3.2.4 MONOMODEFASER 42
3.3 GRADIENTENPROFILFASER 43
3.3.1 MODENDISPERSION 43
3.3.2 NUMERISCHE APERTUR 46
3.3.3 ANZAHL DER MODEN 47
3.4 VERGLEICH DER DISPERSIONSARTEN 48
3.4.1 MODENKOPPLUNG 49
3.4.2 MASSEINHEIT DER UEBERTRAGUNGSKAPAZITAET 52
3.5 DAEMPFUNG 54
3.5.1 STREUUNG 54
3.5.2 ABSORPTION 55
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INHALT
3.5.3 DAEMPFUNG IN KUNSTSTOFF- UND KUNSTSTOFFUMMANTELTEN
LICHTWELLENLEITERN 57
3.5.4 MASSEINHEIT 61
3.6 VERGLEICH DER LICHTWELLENLEITERTYPEN 62
3.6.1 SONDERFORMEN 66
3.6.1.1 DISPERSIONSVERSCHOBENE MONOMODEFASER 67
3.6.1.2 DISPERSIONSFLACHE MONOMODEFASER 68
3.6.1.3 POLARISATIONSERHALTENDE MONOMODEFASER 69
3.6.1.4 W-PROFIL 70
3.6.1.5 DOPPELFENSTERFASER 71
3.6.1.6 DOPPELKONZENTRISCHE FASER 71
3.6.1.7 ZUKUENFTIGE LWL-MATERIALIEN 72
4 GRUNDSTOFFE UND HERSTELLUNGSMETHODEN VON LICHTWELLENLEITERN . 75
4.1 HERSTELLUNG DER VORFORM 76
4.1.1 MEHRKOMPONENTENGLAS 76
4.1.2 QUARZGLAS 79
4.1.2.1 OVPO-VERFAHREN 81
4.1.2.2 MCVD-VERFAHREN 83
4.1.2.3 PCVD-VERFAHREN 86
4.1.2.4 VAD-VERFAHREN 87
4.1.2.5 PHASIL-VERFAHREN 89
4.2 FASERZIEHEN 90
4.2.1 DOPPELTIEGELMETHODE 91
4.2.2 QUARZGLAS 95
4.2.3 STAB/ROHR-VERFAHREN 98
5 KABEL 101
5.1 FESTIGKEIT VON GLAS 101
5.2 PRIMAERBESCHICHTUNG 104
5.3 BESTIMMUNG DER FESTIGKEIT 106
5.4 SEKUNDAERBESCHICHTUNG 109
5.4.1 FESTE UMMANTELUNG 110
5.4.2 LOSE UMMANTELUNG 114
5.5 KABELKONSTRUKTIONEN 117
5.5.1 ZUGENTLASTUNGSELEMENTE 117
5.5.2 AUFBAU 119
5.5.3 MANTELMATERIALIEN 123
INHALT
5.6 PRUEFMETHODEN 125
5.6.1 ZUGFESTIGKEIT 125
5.6.2 WECHSELBIEGEFESTIGKEIT, MINIMALER BIEGERADIUS 125
5.6.3 SCHLAGFESTIGKEIT 126
5.6.4 QUERDRUCKFESTIGKEIT 126
5.6.5 TEMPERATURZYKLEN 126
6 VERBINDUNGSTECHNIK 129
6.1 KOPPLUNG LICHTWELLENLEITER - LICHTWELLENLEITER 129
6.1.1 INTRINSISCHE VERLUSTE 131
6.1.2 EXTRINSISCHE VERLUSTE 133
6.1.3 FRESNEL-VERLUSTE 137
6.2 SPLEISSVERBINDUNG 139
6.2.1 VORBEREITEN DER FASERENDEN 139
6.2.2 KLEBESPLEISS 140
6.2.2.1 ROEHRCHENJUSTAGE 141
6.2.2.2 V-NUTJUSTAGE 142
6.2.3 GESCHWEISSTER SPLEISS 144
6.2.4 SPLEISSVERLUST 147
6.3 STECKVERBINDUNG 149
6.3.1 AUSFUEHRUNGSFORMEN 153
6.3.1.1 STIRNFLAECHENKOPPLUNG 154
6.3.1.2 STRAHLAUFWEITUNG 157
6.3.2 STECKERMONTAGE VON PCS-FASERN 161
6.3.3 KENNDATEN 162
7 SENDEELEMENTE 163
7.1 PHYSIKALISCHE GRUNDBEGRIFFE 163
7.1.1 STRAHLENDE, NICHTSTRAHLENDE REKOMBINATION 163
7.1.2 DIREKTER, INDIREKTER BANDUEBERGANG 165
7.1.3 HALBLEITER FUER SENDEELEMENTE IN LICHTWELLENLEITER-SYSTEMEN 167
7.2 LUMINESZENZDIODE 172
7.2.1 FUNKTION 173
7.2.2 AUSFUEHRUNGSFORMEN 174
7.2.3 WIRKUNGSGRAD 177
7.2.4 KOPPLUNG LUMINESZENZDIODE-LICHTWELLENLEITER 180
7.2.5 MODULATION UND BANDBREITE 186
7.2.6 ANSTEUERUNG 190
7.2.6.1 DIGITAL-BETRIEB 192
7.2.6.2 ANALOG-BETRIEB 195
INHALT
7.3 LASERDIODEN 200
7.3.1 GRUNDLAGEN 201
7.3.1.1 ZUSTANDSDICHTE, BESETZUNGSWAHRSCHEINLICHKEIT 201
7.3.1.2 RUECKKOPPLUNG 204
7.3.2 AUFBAU VON LASERDIODEN 207
7.3.2.1 DOPPELHETEROSTRUKTUR (DH) 208
7.3.2.2 STREIFENLASER 212
7.3.2.3 DFB- UND DBR-LASERDIODEN 217
7.3.3 EIGENSCHAFTEN 217
7.3.3.1 SCHWINGUNGSMODEN, SPEKTRUM 217
7.3.3.2 TRANSVERSALE MODEN, ABSTRAHLCHARAKTERISTIK 221
7.3.3.3 WIRKUNGSGRAD 225
7.3.3.4 TEMPERATURVERHALTEN 228
7.3.3.5 MODULATION 230
7.3.3.6 LEBENSDAUER, ZUVERLAESSIGKEIT 235
7.3.4 SCHALTUNGSTECHNIK 238
8 EMPFANGSELEMENTE 245
8.1 PRINZIPIELLE WIRKUNGSWEISE 246
8.1.1 SPEKTRALE EMPFINDLICHKEIT 246
8.1.2 PN-FOTODIODE 250
8.2 PIN-FOTODIODE 253
8.2.1 BETRIEB VON PIN-FOTODIODEN 254
8.3 AVALANCHE-FOTODIODE 258
8.3.1 BETRIEB 261
8.4 FREQUENZVERHALTEN 263
8.4.1 PIN-FOTODIODE 263
8.4.2 AVALANCHE-FOTODIODE 266
8.5 RAUSCHEN IN FOTODETEKTOREN . 267
8.5.1 SCHROTRAUSCHEN 267
8.5.2 THERMISCHES RAUSCHEN 268
8.5.3 RAUSCHBANDBREITE 270
8.5.4 AEQUIVALENTE RAUSCHLEISTUNG 271
8.5.5 SIGNAL/RAUSCH-VERHAELTNIS . 273
8.5.6 RAUSCHEN IN AVALANCHE-FOTODIODEN 276
8.6 DETEKTOR/VERSTAERKER-KOMBINATIONEN 279
8.6.1 HOCHOHMIGER VERSTAERKER 281
8.6.2 TRANSIMPEDANZ-VERSTAERKER 282
INHALT
8.6.3 FET-ODER BIPOLAR-EINGANGSSTUFE? 285
8.6.4 RAUSCHANALYSE EINER TRANSIMPEDANZSCHALTUNG 287
8.7 DIODEN FUER DEN LAENGERWELLIGEN SPEKTRALBEREICH 289
8.7.1 GERMANIUM 289
8.7.2 III-V-MISCHKRISTALLE 290
8.8 INTEGRATION DER DETEKTOR/VORVERSTAERKER-KOMBINATION 292
8.8.1 STOERURSACHEN 293
9 SYSTEME 297
9.1 PUNKT-ZU-PUNKT VERBINDUNG 297
9.1.1 LEISTUNGSBILANZ 298
9.1.2 SYSTEMANSTIEGSZEIT 304
9.1.3 DYNAMIKUMFANG 306
9.1.4 SPEKTRALE UEBEREINSTIMMUNG 306
9.2 MODULATIONS-UND CODIERUNGSARTEN 308
9.2.1 ANALOGMODULATION 310
9.2.2 PULSMODULATION 311
9.2.2.1 PULSDAUERMODULATION (PDM) 311
9.2.2.2 PULSPHASENMODULATION (PPM) 312
9.2.2.3 PULSFREQUENZMODULATION (PFM) 312
9.2.3 PULSCODEMODULATION (PCM) 312
9.2.3.1 DIFFERENTIELLE PULSCODEMODULATION (DPCM) 316
9.2.3.2 DELTAMODULATION (DM) 317
9.2.4 LEITUNGSCODIERUNG 317
9.2.4.1 NRZ-CODE 317
9.2.4.2 RZ-CODE 319
9.2.4.3 BLOCKCODIERUNG 324
9.2.4.3.1 1B2B-CODES 325
9.3 DATENBUS-SYSTEME 327
9.3.1 STERNTOPOLOGIE 329
9.3.2 RING/LINIEN-BUS 333
9.3.2.1 T-KOPPLER 334
9.3.3 STRECKENDAEMPFUNG UND PEGELDYNAMIK VON STERN- UND T-KOPPLERN . .
339
9.3.3.1 STERNKONFIGURATION 340
9.3.3.2 T-BUS 341
9.3.3.3 EMPFAENGER IN BUSSYSTEMEN 343
9.3.4 AUSFUEHRUNGSFORMEN 344
9.3.5 WELLENLAENGENMULTIPLEX (WDM) 349
9.3.5.1 WDM-BAUSTEINE 351
10 INHALT
9.4 LOKALE NETZE 354
9.4.1 UEBERTRAGUNGSVERFAHREN 355
9.4.2 ZUGRIFFSVERFAHREN 355
9.4.3 OFFENE, GESCHLOSSENE NETZWERKE 356
9.4.3.1 GESCHLOSSENE NETZWERKE 356
9.4.3.2 OFFENE NETZWERKE 357
9.4.3.2.1 ETHERNET 357
9.4.4 LICHTWELLENLEITER FUER LOKALE NETZE 358
9.4.5 OEFFENTLICHE NETZE 360
9.4.6 VERKOPPLUNG VERSCHIEDENER NETZWERKE 361
9.5 STOERQUELLEN 363
9.5.1 MODENRAUSCHEN 363
9.5.2 MODENVERTEILUNGSRAUSCHEN 366
9.5.3 REFLEXIONSRAUSCHEN 366
9.5.4 AUGENDIAGRAMM 367
10 MESSTECHNIK 369
10.1 DAEMPFUNGSMESSUNG 369
10.1.1 ABSCHNEIDEMETHODE 370
10.1.2 EINFUEGEDAEMPFUNGSMESSUNG 371
10.1.3 MODENGLEICHVERTEILUNG 371
10.1.4 PULSECHOMETHODE 374
10.1.5 RUECKSTREUVERFAHREN 375
10.1.5.1 DYNAMIKBEREICH, SIGNALVERARBEITUNG 379
10.2 BANDBREITE 380
10.2.1 MESSUNG IM ZEITBEREICH 381
10.2.2 MESSUNG IM FREQUENZBEREICH 384
ANHANG 385
VERZEICHNIS DER WICHTIGSTEN ABKUERZUNGEN UND SYMBOLE 385
HISTORISCHER UEBERBLICK - GESCHICHTLICHE ENTWICKLUNG 389
STRAHLUNGSPHYSIKALISCHE UND LICHTTECHNISCHE GROESSEN 391
ENERGIEEINHEITEN 392
PHYSIKALISCHE KONSTANTEN 392
SACHREGISTER 393
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