LWL-Leitungen

Allgemeine Informationen zu LWL-Typen

Man unterscheidet bei Lichtwellenleitern (LWL) nach Multimode- und Singlemodetypen und nach Stufen- und Gradientenindex.

Stufen- und Gradientenindex

Lichtwellenleiter bestehen aus 2 konzentrischen Materialien, dem Kern und einer Umhüllung. Dazu kommt noch ggf. ein (farbiger) Schutzmantel. Kern und Umhüllung haben einen unterschiedlichen Brechungsindex, deshalb werden die Lichtwellen (Moden; eine Mode ist eine Eigenwelle im LWL) an der Übergangsstelle reflektiert und in den Kern zurückgeworfen. Durch den sprunghaften Brechungsindexübergang wird diese Faser als Stufenindex bezeichnet. Wird durch Materialvermischung ein allmählicher/parabolischer Übergang vom Kernbrechungsindex zum Mantelbrechungsindex erreicht, wird dies als Gradientenindex bezeichnet. Bei der Gradientenindexfaser werden die Moden allmählich zum Kern zurückgebeugt, dadurch findet ein Laufzeitausgleich statt und die Qualität eines Lichtpulses am Austrittsende ist deutlich besser als bei einer Multimode-Stufenindexfaser, bei der verschiedene Lichtmoden unterschiedlich lange Signallaufzeiten haben (Modendispersion) - eine Flankenverschleifung ist dort die Folge.

Singlemode

Singlemode-Fasern haben einen sehr dünnen Kern (9 µm) und leiten deshalb nur eine einzige Mode des verwendeten Lichts mit hoher Signalgüte und fast ohne Modendispersion. Es gibt sie nur als Stufenindexfaser. Durch die hohe Signalgüte eignen sie sich für große Übertragungsbandbreiten > 10 GHz*km und Entfernungen > 50 km. Das Brechzahlprofil von Singlemode-Fasern ist so dimensioniert, dass die bei Multimode-Fasern problematische Mehrwegeausbreitung (intermodale Dispersion) entfällt – das Signallicht breitet sich in einer Singlemode-Faser nur in einem einzigen geführten Wellenleitermodus aus, daher die Bezeichnung single-mode. Damit sind wesentlich größere Übertragungsdistanzen und/oder Übertragungsbandbreiten möglich, und der als nächstes auftretende limitierende Effekt ist die Farbverzerrung des übertragenen Modus.

Multimode

Multimode-LWL werden als Stufenindex oder Gradientenindex gefertigt. Stufenindex-Multimodefasern eignen sich für Übertragungsbandbreiten bis 100 MHz*km und Entfernungen bis max. 1 km. Gradientenindex-Multimodefasern mit einem Kern von 50 oder 62,5 µm erreichen Übertragungsbandbreiten > 1 GHz*km und Reichweiten > 10 km. Multimode bedeutet, dass der Kern der LWL-Leitung dick genug ist, damit sich mehrere Moden des verwendeten Lichts reflektierend in der Leitung fortbewegen können.

Einsatz bei der EP9521-0020

Die EP9521-0020 ist zur Kombination mit Multimode-LWL-Leitungen mit folgenden Eigenschaften bestimmt:

• LC-Duplex-Stecker bzw. in der IP67-Version PushPull LC-Duplex-Multi-Mode-Stecker (SFP-Version) der Fa. HARTING

• 

• Multimode-Leitung 62.5/125 µm besser 50/125 µm

Empfohlene Stecker Für den IP67-Einsatz der Box ist zwingend der PushPull LC DUPLEX Stecker von HARTING vorgeschrieben. Die mechanische Bauweise garantiert die Dichtheit und den passenden Höhenversatz der LWL-Stecker innerhalb des Schutzgehäuses. Der Stecker ist als 10er Set bei Beckhoff unter der Bestellbezeichnung ZS1091-0001 erhältlich. Die Verarbeitung erfordert Erfahrung im Bereich der Glasfaser-Leitungs-Konfektionierung!

50/125 µm oder 62,5/125 µm Der Einsatz von beiden Durchmessern ist möglich. Es wird jedoch die Verwendung von 50/125 µm aufgrund der geringeren Dämpfung empfohlen.

Im LWL-Bereich werden üblicherweise die Wellenlängen 850 und 1300 nm für die Datenübertragung verwendet. Die am Markt verfügbaren Glasfaserleitungen sind meist zur Verwendung in einem dieser Bereiche optimiert, da die Dämpfung des Signals (wie auch bei Kupferleitung) frequenzabhängig ist - damit werden dann mit der jeweiligen Wellenlänge große Reichweiten von mehreren km erzielt. Allgemein weisen Glasfaserleitungen im 1300 nm-Fenster eine geringere Dämpfung auf als im 850 nm-Fenster.

In der EP9521-0020 wird ein Transceiver mit der Wellenlänge 1300 nm eingesetzt.

Reichweite und Bandbreitenprodukt LWL-Leitungen sind in verschiedenen Qualitäten von namhaften Herstellern erhältlich. Für den Anwender maßgebend ist u.a. das frequenzabhängige Bandbreitenprodukt einer Leitung, angegeben in [MHz x km. Je größer das Bandbreitenprodukt, desto geringer ist die Dämpfung - damit steigt die mit diesem Leiter erzielbare Reichweite (s. ITU-T G-651). Zur Erzielung der maximalen Reichweite sind deshalb Lichtwellenleiter mit einem möglichst hohen Bandbreitenprodukt bei 1300 nm zu verwenden - empfohlen wird ein Einsatz von LWL der Klasse OM2 (EN50173:2002). Standard-LWL verfügen über ein Bandbreitenprodukt von mindestens 500 MHz*km bei 1300 nm, höherwertigere für Entfernungen > 500 m über > 1000 MHz*km. Um die Maximalreichweiten zu erzielen, muss die Gegenstelle ebenfalls solche Reichweiten unterstützen.

Verlege Hinweise Beim Verlegen von LWL ist u.a. zu beachten zulässiger Biegeradius zulässige Zugfestigkeit Empfindlichkeit der ungeschützten Kontaktenden

Zur weiteren Information können folgende weitere Quellen dienlich sein:

• ITU Empfehlung ITU-T G.651 - G.655
• EN 50173:2002
• EN 60793-2

Verbinden der LWL-Leitung mit der Box

Gekreuzte LWL-Leitungen verwenden Beachten Sie, dass bei der Verbindung zweier EP9521-0020 gekreuzte Leitungen verwendet werden müssen um eine Verbindung herzustellen.

Verwendung von Blindstopfen Zum Schutz des Transceivers vor Umwelteinflüssen sollten nicht verwendete Anschlussbuchsen mit den mitgelieferten Blindstopfen verschlossen werden!