Was ist Glasfaser?
Optische Faser ist ein Begriff für jede Art von Kunststoff- oder Glasleitung, die Licht transportieren soll. Die Prinzipien, die dahinter stehen, sind eigentlich ziemlich alt, aber in den letzten Jahren ist es zu einer unglaublich wichtigen Technologie geworden, da die Kommunikationsinfrastruktur damit begonnen hat, Daten mit extrem hohen Raten zu übertragen. Abgesehen von der Glasfaserkommunikation gibt es jedoch eine Reihe von Anwendungen in der Medizin, in Konsumgütern und in der Physik.
Diese Art von Faser bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Metalldrähten, wobei das Wichtigste darin besteht, dass die Signalverschlechterung erheblich geringer ist. Darüber hinaus ist es unempfindlich gegen elektromagnetische Störungen, die die Datenübertragung über normale Metalldrähte erheblich beeinträchtigen können. Dies ist ebenfalls eine zusätzliche Sicherheitsmaßnahme, da Lichtwellenleiter einen elektromagnetischen Impuls überstehen können, der Metallkabel zerstören würde.
Das Grundprinzip der optischen Faser ist ganz einfach: Die Faser ist so beschichtet, dass sie innen vollständig reflektiert, sodass sie beim Lichteinfall ohne Lichtverlust reflektiert und die Faser zum anderen Ende hinunterläuft. Diese Grundidee, Licht durch Brechung zu leiten, reicht bis in die 1840er Jahre zurück. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurden einige praktische Anwendungen entwickelt, insbesondere die Verwendung dieser Faser in der Zahnheilkunde, um das Innere des Mundes zu beleuchten.
In den 1920er Jahren wurde dieselbe Basistechnologie zur Übertragung von Vollbildern verwendet. Während des folgenden Jahrzehnts wurde die Technologie praktisch eingesetzt, um das Innere einer Operation zu beleuchten, was eine viel präzisere Operation ermöglichte. Es wird weiterhin in der Chirurgie eingesetzt, insbesondere zur Erleichterung weniger invasiver innerer Operationen. Die erste echte optische Faser erschien in den 1950er Jahren und am Ende des Jahrzehnts wurden Experimente mit einem Fasertyp durchgeführt, der dem heute verwendeten sehr ähnlich war, mit Glasfasern, die mit einer transparenten Hülle beschichtet waren.
In den 1970er Jahren wurde die optische Faser immer weiter verfeinert, wodurch das Rauschen im Signal verringert wurde. Diese Verfeinerungen ermöglichten es, dass die Fasern verwendet werden konnten, um die tatsächliche Kommunikation über große Entfernungen zu übertragen. Dadurch konnten massive Kommunikations-Backbones aufgebaut werden, die die Grundlage für das Internet bildeten. Zu Beginn der 1980er-Jahre entwickelte General Electric eine Methode, mit der extrem lange Litzen bis zu 40 km gleichzeitig gestreckt werden konnten, wodurch der Bau von massiven Backbones noch einfacher wurde.
Aufgrund seiner geringen Degradation oder Dämpfung eignet sich die Glasfaser ideal für die Kommunikation über große Entfernungen. Während bei Metalldrähten die Installation von Repeatern in kurzen Abständen erforderlich ist, können Glasfasern ohne Repeater über weite Strecken gestreckt werden, was die Kosten drastisch senkt, um sicherzustellen, dass das Signal stark bleibt. Darüber hinaus kann Glasfaser viel mehr Informationen transportieren als Metalldrähte, sodass diese auch über kurze Entfernungen, z. B. innerhalb einer Netzwerksituation in einem einzelnen Gebäude, bevorzugt werden. Da die Faser Elektrizität nicht auf die gleiche Weise leitet wie Metalldrähte, ist die Verwendung in Hochspannungsumgebungen, in denen herkömmliche Verkabelungen gefährlich sein können, sicher.