Was ist ein Glasfaser-Repeater?
Glasfaser-Datenleitungen verwenden ein optisches Signal zur Übertragung von Informationen. Durch einen Prozess, der als Totalreflexion bekannt ist, wird ein Lichtimpuls in der optischen Faser gehalten. Wenn sich das Licht in einem Zick-Zack-Muster entlang der Faserlinie bewegt, wird es gedämpft. Die Dämpfung ist eine Abnahme der Stärke des Lichtimpulses, der das ferne Ende der Faser erreicht. Ein Glasfaser-Repeater überwindet die Dämpfung, indem er den Lichtimpuls wieder auf seine ursprüngliche Stärke zurückführt, bevor er auf der nächsten Strecke der Netzwerkleitung gesendet wird.
In Glasfasernetzen übertragen sehr dünne Glasdrahtfilamente Lichtimpulse. Diese Lichtimpulse liegen im nahen Infrarot, da diese Wellenlänge die niedrigste Dämpfungsrate aufweist. An Netzwerkschaltern werden diese eingehenden Lichtimpulse in ein elektronisches Binärsignal umgewandelt. Dieses Datensignal kann dann an einzelne Computer übertragen werden.
Mit einem Glasfaser-Repeater kann das Datensignal alle 45-70 km über große Entfernungen übertragen werden. Einige der längsten Glasfaserleitungen überqueren den Atlantik. Repeater benötigen Strom, daher müssen jedem Repeater noch herkömmliche elektrische Leitungen zur Verfügung gestellt werden.
Alte analoge Signale verwendeten Verstärker, um die Entfernung eines Signals zu verlängern. Verstärker hatten jedoch den unerwünschten Effekt, das elektrische Rauschen sowie das ursprüngliche Signal zu verstärken. Glasfaser-Repeater entfernen dagegen Rauschen, das in ein Signal eingegangen ist. Dies liegt daran, dass digitale Signale elektronisch von unerwünschtem Rauschen getrennt werden können. Im Gegensatz zu analogen Signalen kann auch ein schwaches und verzerrtes Glasfasersignal bereinigt und über die Netzwerkleitung weitergeleitet werden.
Wenn sich ein optisches Signal ausbreitet, hat es eine natürliche Tendenz, seine Form zu ändern. Dieses Phänomen nennt man Dispersion, eine Änderung der Lichtgeschwindigkeit mit der Wellenlänge des Lichts. Einfacher ausgedrückt wird ein schmaler Lichtimpuls mit zunehmender Entfernung breiter. Ein Glasfaser-Repeater kann die natürliche Form des Lichtimpulses wiederherstellen. Nach der Wiederherstellung durch den Repeater wird das Signal erneut zum nächsten Glasfaserabschnitt übertragen.
Glasfasern haben viele Vorteile gegenüber anderen Methoden zur Datenübertragung. Die Glasfasern leiten keinen Strom und sind daher unempfindlich gegen elektromagnetische Störungen oder Gewitter. Darüber hinaus ist die Informationsmenge, die ein einzelner Lichtwellenleiter transportieren kann, größer als bei Kupferdrähten oder drahtlosen Verbindungen. In der Theorie kann eine einzelne Glasfaserleitung 50 Milliarden Sprachgespräche mit einem einzelnen Lichtstrahl führen, obwohl diese Grenze in der Praxis nicht erreicht wurde.
Ein faseroptischer Repeater ist nicht in der Lage, Lichtimpulse mit unterschiedlichen Wellenlängen zu unterscheiden. Dies begrenzt die Fähigkeit eines Repeaters, dichte optische Informationen erneut zu übertragen. Durch die Verwendung von Erbium-dotierten Faserverstärkern anstelle von Repeatern können Lichtinformationen mit mehreren Wellenlängen über größere Entfernungen übertragen werden. Diese Verstärker haben die Fähigkeit, die Stärke einzelner Lichtwellenlängen zu steigern.