Glasfaser: Datenübertragung mit Lichtgeschwindigkeit

Den Glasfasernetzen gehören die Zukunft: Mit keiner Technik kann man derzeit so schnell Daten für einen Massenmarkt übertragen. Doch was sind Glasfaserkabel eigentlich? Und wie  funktioniert die Datenübertragung per Glasfaserkabel?  Und warum sind Glasfaserkabel  viel schneller als die früher ausschließlich verwendeten Kupferkabel? Wir erklären Ihnen die Grundlagen dieser Technik.

So sind Glasfaserkabel aufgebaut

Eine Glasfaser besteht aus einem Kern aus Glas. In dieser Glasfaser wird das Signal per Licht übertragen. Der gläserne Kern hat zwischen neun und 62,5 Tausendstel Millimeter (Mikrometer)  Durchmesser. Dieser gläserne Kern ist seinerseits umgeben von einem Mantel der das Licht zurück in den Kern spiegelt, wenn es an die Grenze der Glasfaser kommt. Um Kern und Mantel nun liegt ein weiterer Schutzmantel aus Plastik, der Kern und Mantel vor mechanischen Schäden oder Feuchtigkeit schützt. So ist jede einzelne Glasfaser aufgebaut.

Sie können sich solch eine Glasfaser vorstellen als kleines Rohr, das innen mit völlig mit Glas gefüllt ist (der Kern) und an den Wänden komplett verspiegelt ist – durch den Mantel. Durch dieses Rohr werden die Lichtsignale geschickt. Prallt ein Lichtsignal an den Mantel wird es zurückgespiegelt. So geht nichts verloren.  Diese einzelnen Glasfasern werden bündelweise zu Hunderten zusammengefasst zu ganzen Glasfaserkabeln.

So funktioniert die Übertragung

Um zu verstehen, wie die Nachrichtenübertragung per Glasfaser funktioniert, stellen wir uns vor, dass sich nachts auf dem Meer zwei Schiffe begegnen, die nur mit ihren Signallampen Nachrichten austauschen können. Der Kapitän des einen Schiffes teilt seinem Signalmatrosen eine Nachricht mit, die dieser übermitteln soll. Der Signalmatrose wandelt also die Nachricht des Kapitäns in Morsesignale nach dem Schema kurz-lang um und sendet sie mit der Signallampe. Der Nachrichtenmatrose auf dem anderen Schiff sieht die kurzen und langen Lichtsignale, entschlüsselt die Nachricht und überbringt sie seinem Kapitän.

Nach dem gleichen Schema funktioniert eine Datenübertragung per Glasfaserkabel. Am Anfang steht ein optisches Sendegerät,  der englische Fachausdruck dafür ist Transmitter. Dieses Sendegerät bekommt eine Nachricht und wandelt sie in Lichtsignale um. Die Lichtsignale werden durch die Glasfaser geschickt. Weil auch Lichtsignale  unterwegs schwächer werden, sind in den Glasfasernetzen in regelmäßigen Abständen Verstärker eingebaut, im technischen Englisch nennt man sie Repeater. Am Ende steht ein optisches Empfangsgerät, der Receiver. Dieses Gerät empfängt die Signale und wandelt sie wieder um – beispielsweise in elektrische Signale, die dann vom Fernsehgerät, dem Telefonapparat oder dem Computer empfangen werden können.

Glas und Kupfer: Ein Vergleich

Die Glasfaserkabel haben so viele Vorteile, dass sie die früher üblichen Kupferkabel nun nach und nach verdrängen. Diese Entwicklung setzte zuerst beim Fernverkehr von Daten über sehr lange Strecken ein, heute gehört der Glasfaser auch im Nahbereich die Zukunft.

Denn erstens sind die Glasfaserkabel billiger als die entsprechende Menge an Kupferleitungen.  Zweitens kann man sie besser verbauen: Glasfaserkabel sind dünner,  biegsamer und nehmen weniger Platz ein. Darüber hinaus werden sie – im Gegensatz zu Kupferleitungen - von naheliegenden Stromleitungen nicht beeinträchtigt, man muss also beim Netzaufbau nicht auf Stromleitungen achten.

Drittens brauchen Glasfaserkabel weniger Energie bei der Datenübertragung als ein Kupferkabel – in jeder Leitung verliert das Signal, das darüber gesendet wird an Stärke, deshalb baut man unterwegs Signalverstärker ein. Doch der Verlust ist bei Kupferleitungen sehr viel größer, deswegen braucht man mehr Verstärker die wiederum mehr Strom brauchen.  Viertens sind Glasfaserkabel sicherer, anders als bei Kupferkabeln sind Kurzschlüsse oder Kabelbrände ausgeschlossen.

Autor: ET