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Die Grundlagen – kompakt erklärt

Die Grundlagen – kompakt erklärt

Corning stellt Lehrmaterialien für Lehrer, Schüler und Studenten bereit, die mehr über die Grundlagen von optischen Glasfasern, ihrer Zusammensetzung und ihre Eigenschaften erfahren möchten.

Die bahnbrechende Erfindung

Was sind verlustarme optische Glasfasern?
Verlustarme optische Glasfasern sind flexible Filamente aus hochreinem Glas, die Informationen via Lichtsignalen über weite Strecken mit geringer Dämpfung (Signalverlust) transportieren.

Wer hat wann optische Glasfasern erfunden?
Die Corning Wissenschaftler Dr. Robert Maurer, Dr. Peter Schultz und Dr. Donald Keck haben die erste optische Glasfaser 1970 erfunden. Inspiriert durch den Glauben, dass Informationen mit Licht transportiert werden können experimentieren sie über vier Jahre mit verschiedenen Glaseigenschaften bis sie erfolgreich waren und die verlustarme optische Glasfaser für die Telekommunikation erfunden hatten.

Welche Telekommunikationsherausforderung verlangte die Erfindung der optischen Glasfaser?
Die optische Glasfaser war Cornings Antwort auf die Kundennachfrage nach mehr Bandbreite. Anfang der 1960er Jahre realisierte die Telekommunikationsindustrie, dass die bisherige Kupferdrahtinfrastruktur den exponentiell steigenden Kommunikationsdatenverkehr nicht würde bewältigen können.

Warum ist die optische Glasfaser ein revolutionäres Produkt?
Die optische Glasfaser revolutionierte die Telekommunikationsindustrie durch ihre geringe Dämpfung (oder Signalstärkeverlust) und bietet im Gegensatz zu Kupfer grenzenlose Bandbreite über die gesamte Länge der Faser. Durch diese Eigenschaften ist die optische Glasfaser die Grundlage unserer heutigen Netzwerke für den weltweiten Transport von Audio, Daten und Videos. Für mehr Informationen können Sie unsere „Entdeckung & Erfindung“ Seite besuchen.

Revolutionär in Design und Herstellung

Aus was besteht die optische Glasfaser?
Optische Glasfasern haben drei Komponenten: (1) den Kern, der aus hochreinem Glas besteht und die Informationen mittels Lichtwellen transportiert. (2) der Mantel um den Kern, der Lichtaustritt verhindert da er eine andere Zusammensetzung hat mit niedrigerem Brechungsindex. (3) ein Außenmantel um das Glas vor Schaden zu schützen.

Wir funktioniert sie?
Kodiert in Lichtwellen wandern die Informationen durch jede optische Glasfaser via interner Reflektion. Diese Wellen wandern durch die Faser von einer Quelle bis zu ihrem Ziel wie einem Modem, wo sie dann dekodiert werden.

Wie werden optische Glasfasern hergestellt?
Die Erfindung der optischen Glasfaser war nur der Anfang. Corning Wissenschaftler mussten dann einen innovativen Prozess entwickeln um die Herstellung von Glasfasern zu ermöglichen, der erlaubt, dass die Fasern leicht und praktisch verkabelt, gespleißt und verbunden werden können. Cornings patentierter Herstellungsprozess beginnt mit der Herstellung von „Vorformen“ aus proprietären mittels Gasphasenabscheidung erzeugten Glasrundstäben. Diese Vorformen werden zu soliden, dichten und transparenten Glas gesindert und werden dann zu ummantelten optischen Glasfasern gezogen, die so dünn sind wie Menschenhaar. Weitere Schritte testen die Faserstärke auf 100000 Pfund per Quadratzoll und messen die optische Leistung bevor sie an Kunden verschickt werden.

Die vielen Formen von optischen Glasfasern

Was ist der Unterschied zwischen Single-mode und Multimode Fasern?
Single-mode Fasern haben einen kleineren Kern als Multimode Fasern, wodurch nur eine Mode Licht durch sie transportiert werden kann. Dieses Design wurde speziell für Telefonapplikationen entwickelt, wobei die Faser jeden Lichtimpuls über weite Entfernungen halten muss. Multimode hat einen größeren Kern, der hunderte Moden gleichzeitig erlaubt. Multimode ist für kostengünstign Betrieb auf Kurzstrecken entwickelt worden und wird primär für die Datenkommunikation in privaten Netzwerken genutzt.

Wie haben sich optische Glasfasern seit ihrer Erfindung verändert?
Die erste verlustarme optische Glasfaser wurde wegen ihrer totalen Dämpfung (oder Signalverlust) von 17dB/km berühmt. Heute gibt es optische Glasfasern mit niedrigen Dämpfungen wie 0,17dB/km, was bedeutet, dass der Signalverlust hundertfach verbessert wurde im Vergleich zum Original. Das Resultat ist die Nutzung optischer Glasfasern für schnelle, solide und immer ökonomischere Kommunikationsnetzwerke.

Was sind Beispiele für Glasfaserprodukte?
Corning hat hunderte Patente für verschiedene Fasertypen, die praktische Applikationen im heutigen Telekommunikationsmarkt  unterstützen. Wir stellen industrieführende Glasfasern her, die Kontinente, Länder, Städte und Menschen weltweit verbinden. Cornings Produktsortiment beinhaltet eine große Auswahl an Single-mode und Multimode Glasfasern für alle heutigen Applikationen.

Optische Glasfasern heute

Wo werden heutige Glasfasern genutzt?
Heutzutage werden optische Glasfasern als Infrastruktur für Breitbandverbindungen weltweit genutzt. Corning entwickelt kontinuierlich Designs für praktische Applikationen für optische Glasfasern in Unternehmen, fiber-to-the-home (FTTH), Zugangs-, Weitverkehrs- und Seekabelnetzen um Kommunen, Länder und Kontinente zu verbinden.

Wie beeinflussen optische Glasfasern mich persönlich?
Optische Glasfasern sind die Grundlage für alle Kommunikationstechnologien und interaktive Technik, die wir heutzutage nutzen. Durch das globale optische Glasfasernetzwerk haben Sie direkten Zugang zu Audio, Daten und Videos mit Geräten wie Smart Phones, Computer, HD TVs, GPS und Spielkonsolen um Wegbeschreibungen zu bekommen, E-Mails zu senden, Nachforschungen zu betreiben, sich an sozialen Netzwerken zu beteiligen, einzukaufen und um Musik, Filme und mehr herunterzuladen.

Gestalten der Zukunft

Wie können wir vorhersagen wie optische Glasfasern in der Zukunft genutzt werden? 
Wie bei ihrer Erfindung wird die Zukunft der optischen Glasfasern durch die Marktnachfrage geformt. Als Antwort auf neue Herausforderungen um Breitbandverbindungen zu erweitern, werden Cornings Wissenschaftler weiterhin innovative Systemlösungen erforschen um den Markbedarf zu erfüllen und unsere Ingenieure werden weiterhin neue praktische Technologien entwickeln.

Welche bahnbrechenden Applikationen gibt es bereits? 
Optische Glasfasern erschaffen weiterhin neue Möglichkeiten wie wir leben, arbeiten und spielen. Innovationen wie die Cloud, optische Anschlusstechnologie und passive optische Netzwerke (PONS) werden uns Zugang zu Technologien gewähren, der bisher nicht möglich war.