Wachsende Datenmengen übertragen:
Lichtwellenleiterkabel sind unverzichtbar
Internet, Tele-Dienstleistungen, Cloud Computing, Industrie 4.0, Smart G
rid - 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 Glasfaser- oder Lichtleitkabel bezeichnet, besteht aus mehreren tausend Fasern und weiteren Elementen, die das Kabel gegen äußere Belastungen schützen. Fasern und die daraus aufgebauten Leitungen können Licht für viele Aufgaben übertragen, beispielsweise für die Übertragung von Daten 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 das im Jahr 1956 verlegte erste transatlantische Telefonkabel (TAT), ein 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 REPUSIL-Verfahren 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 LWL-Systemen 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.
Tube+wire 2014
7.4. bis 11.4.2014, Messegelände Düsseldorf
Bilder: R. Eberhard, messekompakt.de, EBERHARD print & medien agentur gmbh
Quelle: Messe Düsseldorf
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