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Wachsende Datenmengen übertragen: Lichtwellenleiterkabel
sind unverzichtbar
Die Fachmesse wire zeigt innovative Lösungen für die Draht- und
Kabelindustrie
Internet, Tele-Dienstleistungen, Cloud Computing, Industrie 4.0,
Smart Grid - Technologien wie diese lassen sich aus der heutigen
Welt nicht mehr wegdenken und kennzeichnen immer mehr die
weitere
industrielle
und
gesellschaftliche
Entwicklung.
Sie
beruhen darauf, dass Lichtteilchen Signale übertragen. Als
Übertragungsmedium
dienen
Lichtwellenleiter
(LWL)
und
Lichtwellenleiterkabel, wichtige Erzeugnisse der Kabelindustrie.
Da die zu übertragenden Datenmengen wachsen, steigen auch
die Anforderung an LWL und LWL-Kabel. Auf der Draht- und
Kabelfachmesse wire sind zukunftsweisende Fertigungssysteme
zu sehen.
Vielseitige Einsatzmöglichkeiten
Ein Lichtwellenleiter ist eine Faser aus Quarzglas oder einem
speziellen durchsichtigen Kunststoff, die in Längsrichtung Licht
übertragen kann. Nach außen ist die Faser durch eine
Isolierschicht, den Mantel, geschützt, so dass das Licht innerhalb
eines
Lichtwellenleiters
immer
total
reflektiert
und
dabei
weitergeleitet wird. Ein Lichtwellenleiterkabel, auch als Glasfaseroder Lichtleitkabel bezeichnet, besteht aus mehreren tausend
Fasern und weiteren Elementen, die das Kabel gegen äußere
Belastungen schützen. Fasern und die daraus aufgebauten
Leitungen
können
beispielsweise
für
Licht
die
für
viele
Übertragung
Aufgaben
von
Daten
übertragen,
oder
die
Bearbeitung von Werkstoffen. Da das Licht eine wesentlich
höhere Frequenz hat als die durch einen Kupferleiter fließenden
elektrischen Signale, kann ein LWL viel mehr Information als ein
Kupferleiter
übertragen.
LWL
haben
auch
eine
erheblich
niedrigere Dämpfung als Kupferleiter und sind gegenüber
äußeren elektromagnetischen Einflüssen unempfindlich. Durch
die Verwendung unterschiedlicher Frequenzen lassen sich auf
einem LWL mehrere Datenkanäle unabhängig voneinander
betreiben.
Während
transatlantische
das
im
Telefonkabel
Jahr
(TAT),
1956
ein
verlegte
erste
Kupferkabel,
36
Telefonate gleichzeitig übertragen konnte, ermöglicht das im Jahr
2001 verlegte Transatlantik-Kabel TAT-14, das aus zwei auf
unterschiedlichen Wegen den Atlantik durchquerenden Kabeln
besteht, Übertragungsraten von 640 Gigabit Daten pro Sekunde.
Damit können 7 Mio. Telefonate gleichzeitig übertragen werden.
Die Entwicklung geht weiter
Mitte der 1950er Jahre wurden Lichtwellenleiter vor allem in der
Medizintechnik zur Beleuchtung innerer Organe angewandt. Den
Durchbruch zur industriellen Nutzung erreichte im Jahr 1966
Charles Kuen Kao, der dafür im Jahr 2009 mit dem Nobelpreis für
Physik ausgezeichnet wurde. Der Wissenschaftler hatte entdeckt,
dass eine Faser aus reinem Quarzglas (SiO2) die höchste
Reinheit und damit die besten Übertragungseigenschaften hat.
Seine Untersuchungen bildeten die Grundlage für die optische
Datenkommunikation. Seither erfährt die Lichtwellenleittechnik
eine
mit
immer
höherer
Geschwindigkeit
ablaufende
Weiterentwicklung. So hat, wie Fachmedien im Februar 2014
berichteten,
das Leibniz-Institut für Photonische Technologien
(IPHT), Jena, in einem vom Bundesministerium für Bildung und
Forschung
(BMBF)
geförderten
Verbundprojekt
mit
Industriepartnern das REPUSIL-Verfahren entwickelt, mit dem
sich Glasfasern mit verbesserten Qualitätsmerkmalen herstellen
lassen.
In
mehreren
Schritten
wird
ein
hochreines
synthetisches Quarzglas-Granulat hergestellt und dann zu Stäben
und schließlich Fasern weiterverarbeitet. Mit den Fasern können
Hochleistungsfaserlaser gebaut werden, die aus nur einer
einzigen Glasfaser mehr als 5 kW Laserleistung erzeugen. Diese
Hochleistungsfaserlaser können beispielsweise im Karosseriebau
eingesetzt werden, um mehrere Millimeter dicke Metallbleche zu
schneiden, zu schweißen oder zu bohren. Mit dem REPUSILVerfahren
begründete
das
IPHT
neue
wissenschaftliche
Kooperationen, unter anderem mit The College of Optics &
Photonics (CREOL), in Orlando FL/USA, dem Institute for
Photonics and Advanced Sensing of The University of Adelaide,
Australien, und dem XLIM Institute de recherche an der Université
de Limoges, Frankreich.
Im Dezember 2013 meldeten Fachmedien, dass Forscher der
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Schweiz,
und anderer Institute wie der Hochschule für Telekommunikation
Leipzig (HfTL)
eine Methode zur Anwendungsreife gebracht
haben, mit der sich die Übertragungskapazität von LWLSystemen verzehnfachen lässt. Im Prinzip werden dabei die
Lichtimpulse besser „geformt“, wodurch sich der Abstand
einander folgender Impulse verkürzt. Für die Industrie dürfte
zusätzlich zu den sich damit eröffnenden Einsatzmöglichkeiten
interessant sein, dass die Methode in vorhandenen LWL-Netzen
genutzt werden kann, es müssen lediglich Sender und Empfänger
ausgetauscht werden.
Die Fachmesse wire 2014
Um Lichtwellenleiterkabel effizient fertigen zu können, benötigen
die Hersteller innovative Maschinen und Anlagen. Darüber und
über
zukunftsweisende
Entwicklungen
informiert
die
internationale Branchenleitmesse wire, die alle zwei Jahre mit der
Rohrfachmesse Tube abgehalten wird. Die wire 2014 findet vom
7. – 11. April 2014 in Düsseldorf statt.