white space

Glasvezel

1. Inleiding

Dit verslag gaat over kabelsystemen en glasvezelkabels. Zo’n 165 jaar geleden had dhr. Morse niet in kunnen denken wat zijn ontwikkeling voor gevolgen had. De communicatiemogelijkheden die we nu kennen zijn in de laatste jaren razend snel gegaan. Er kwam ook steeds meer behoefte om informatie te transporteren.

De verbinding waar het signaal overheen gestuurd wordt is het transportmedium. Dit transportmedium kan onderverdeeld worden in radioverbindingen (magnetische golven) en kabelverbindingen. Deze kabelverbindingen kunnen we weer onderverdelen in elektrische- en optische kabels. De elektrische kabels zijn koperkabels of een ander materiaal dat geleidend is. Met optische kabels wordt de informatie met lichtpulsen verzonden. Dit zijn de zogenoemde glasvezelkabels.

Om een signaal te transporteren over een koperkabel, moet het worden overgebracht naar spanningen of stromen. Deze spanningen of stromen noemen we dan signalen. Om een signaal goed te kunnen transporteren hebben we genoeg aan twee aders. Één ader is voor de heenweg en de andere is voor de terugweg. Deze twee draden samen noemen we dan een aderpaar. Een ader bestaat dan uit een signaaldraad met daarom heen een isolatie. De signaaldraad wordt gemaakt van een geleidend materiaal. Ook al heb je nog zo’n goede geleider ontwikkeld, er blijven altijd elektrische eigenschappen waar je rekening mee moet houden. Al deze eigenschappen samen noemen we de karakteristieke impedantie van de geleider. We krijgen hier voornamelijk mee te maken bij hogere frequenties. Tegenwoordig neemt de toepassing van glasvezelcommunicatie sterk toe. Dit komt omdat glasvezel veel meer gunstigere eigenschappen heeft dan koperkabels. In dit verslag wordt hieraan daarom ook de meeste aandacht besteed.

2. Deel 1: Kabelsystemen

2.1 Karakteristieke impedantie

Zoals ik net al verteld heb moeten we bij het transporteren van hogere frequenties de elektrische eigenschappen van de gebruikte kabel in de gaten houden. Deze kunnen we niet gewoon meten met een ohm-meter. De karakteristieke impedantie is onafhankelijk van de lengte en wordt gepaald door de materialen en de afmetingen.

Elke geleider heeft een weerstand (R) en als er twee geleiders bij elkaar liggen met isolatie ertussen zal er capaciteit (C) optreden. Ook zullen de aders elkaar met hun magnetische veld beïnvloeden, dit noemen we zelfinductie (L). Verder zal elke isolator een lekstroom doorlaten, we noemen dit geleiding (G). We kunnen nu een vervangingsschema teken van een stukje koperkabel (Figuur 1).

Vervangingsschema koperkabel
Figuur 1: Vervangschema voor een kabel (lijnsectie)

Ook kunnen we de karakteristieke impedantie berekenen met een formule deze is Zk = L/C. Bij veel toepassingen moeten kabels op het eind worden belast met een afsluitweerstand die gelijk is aan de karakteristieke impedantie. We noemen dit de karakteristieke afsluiting.

2.2 Kabels in Netwerken

We kunnen natuurlijk niet overal zomaar een kabel voor gebruiken en zullen moeten kijken wat voor eisen we aan de kabel stellen. Bijvoorbeeld, de snelheid waarmee we iets willen verzenden, de storingsgevoeligheid en natuurlijk de kosten spelen een grote rol. Om computers met elkaar te verbinden, zijn er computernetwerken ontstaan. Deze computernetwerken hebben verschillende kabelsoorten. We kennen de volgende soorten:

  • UTP (Unshielded Twisted Pair)
    Deze bestaat uit koperkabel waarbij geen afscherming gebruikt wordt. Door de deze draden te twisten is UTP-kabel behoorlijk ongevoelig voor storing. Omdat deze kabel ook een lage kostprijs heeft wordt deze kabel veel toegepast in computernetwerken (LAN’s).
  • STP (Shielded Twisted Pair)
    Bij deze kabel worden de aders ondergebracht in een metalen omhulling, de afscherming. De kostprijs is hoger dan van UTP maar STP is wel minder storingsgevoelig. STP wordt veel toegepast in de industriële omgevingen.
  • FTP (Foiled Twisted Pair)
    Dit is een variant van de STP-kabel. Bij deze kabel wordt elk aderpaar afzonderlijk omwikkeld met aluminiumfolie.
  • S-FTP (Screen Foiled Twisted Pair)
    Dit is een variant van de FTP-kabel, waarbij elk aderpaar een eigen afscherming heeft en het geheel wordt vervolgens ondergebracht in en metalen omhulling.

2.3 Gebruik Basisband

Zoals ik al verteld heb, worden over de kabel elektrische signalen gestuurd. Deze signalen kunnen allemaal verschillende frequenties hebben. Doordat er steeds meer computers komen, worden er heel veel digitale signalen verstuurd. De frequentie van een digitaal signaal hangt af van de snelheid en de vorm van de signalen.

Fourier-analyze

De natuurkundige Jean Baptiste Joseph Fourier (1768-1830) heeft ontdekt dan een golfvorm nauwkeurig kan worden weergegeven als een som van sinusvormige golven. Een blokvormige (digitale) spanning of stroom is dus opgebouwd uit sinusvormige oneven harmonischen.

In figuur 2 is te zien hoe een vervangingschema van een blokgolf er in zo’n geval uit kan zien. De verschillende ‘harmonischen’, welke dezelfde spanning en een verschillende frequentie hebben, worden in een somversterker gestopt. Op de oscilloscoop (Figuur 3) is de 1e (blauwe) grondfrequentie te zien en de blokspanning (rood) aan de uitgang. Zoals te zien is, is de blokgolf nog lang niet optimaal, maar het principe komt duidelijk naar voren.

Opbouw blokgolf uit de eerste 15 oneven harmonischen
Figuur 2: Schema opbouw blokgolf uit de eerste 15 oneven harmonischen
Oscilloscoop beeld
Figuur 3: Oscilloscoop beeld

In figuur 4 is een schema opgebouwd waarin een blokgolf door een kabel gestuurd wordt. Door de eigenschappen van de kabel zal het uitgaande signaal niet precies hetzelfde signaal zijn als het ingaande signaal. Het schema functioneert als een LDF (laagdoorlaat filter). We kunnen dan de kantelfrequentie berekenen met de volgende formule fk = 1/(r.Π.R.C). Als je nu de kantelfrequentie berekend voor bv. de 4e harmonische zal hij alles tot de 4e goed doorlaten en bij alles na de 4e zal er vervorming optreden zoals ook te zien is in figuur 5.

Schema kabeleigenschappen LDF
Figuur 4: Schema kabeleigenschappen LDF.
Oscilloscoopbeeld van de LDF-schakeling
Figuur 5: Oscilloscoopbeeld van de LDF-schakeling.

De harmonischen zijn af te leiden van de grondfrequentie of eerste harmonische van het signaal. De snelste verandering van een digitaal signaal is van een 1 gevolgd door een 0.

Als we de transmissiesnelheid hebben kunnen we berekenen hoe lang één bit duurt. Als vuistregel gebruiken we dat de transmissiesnelheid / 2 de grondfrequentie is. Alleen in een goede blokgolf met recht flanken zit niet alleen de grondfrequentie. In een goede blokgolf moet ten minste de 15e oneven harmonische aanwezig zijn. Als we dus de grondfrequentie hebben (bv. 32kHz) moeten we dit met 15 vermenigvuldigen. 15 x 32kHz = 480kHz. Dit is dan de hoogste frequentie die over de kabel gestuurd kan worden. De frequenties van 0 t/m 480kHz zullen zonder vervorming over de kabel worden gebracht. Dit noemen we de bandbreedte van de kabel. De bandbreedte van de meeste kabels is ongeveer 400Mhz. Het transporteren of overbrengen van deze signalen noemen we basisbandtransmissie.

2.4 Breedband

Ik heb net verteld dat de meeste kabels een bandbreedte hebben van ongeveer 400MHz. Dit is wel genoeg voor de signalen die we willen transporteren. Alleen een groot nadeel van basisbandtransmissie is dat we voor elk kanaal een andere kabel nodig hebben. Bij een groot netwerk zouden we dan grote bossen met dikke kabels krijgen. We maken daarom gebruik van FDM, Frequentiemultiplexsysteem. We zetten als het ware de verschillende signalen (frequenties) achter elkaar en hoeven nu maar één kabel te gebruiken om verschillende kanalen te versturen. In de praktijk houden we wel enige afstand tussen deze kanalen. Verderop in het verslag bij de glasvezelcommunicatie zal ik verschillende vormen van multiplexen uitleggen.

3 Deel 2: Glasvezel

3.1 Inleiding in glasvezel

In de vorige paragraven heb ik het alleen gehad over koperkabels om signalen over de transporteren. Wel heb ik in de inleiding verteld dat er tegenwoordig ook transport plaats vindt met licht. Dit gebeurt dan met een glasvezelkabel. In 1966 werd het voor het eerst toegepast in een laboratorium van de engelse PTT om een telefoon- verbinding tot stand te brengen. In Nederland kwam de eerste glasvezelverbinding in 1979, dit was een telefoonverbinding tussen Helmond en Eindhoven. Het is dus nog een betrekkelijke jonge uitvinding. Maar overal ter wereld is men druk bezig om deze infrastructuur (kabels) aan te leggen in plaats van de koperkabels.

Een geul graven waar de glasvezelkabel in komt
Figuur 6: Het graven van een geul

Glasvezelkabels zijn dus zoals de naam al zegt, gemaakt van glas. Dit glas wordt gemaakt van de grondstof zand. Hiervan worden dan glasvezels van gemaakt, dit zijn haardunne, buigzame vezeltjes van glas. Als deze gemengd worden met hars of lijm kunnen miljoenen van zulke draden (vezels) samengevoegd worden. Dit is dan een zeer sterk en bruikbaar materiaal.
Een kabel bestaat uit een kern, een mantel (cladding) en een beschermende laag hieromheen. Kern en cladding zijn beide van glas gemaakt. Zie Figuur 7.

Glasvezel ader
Figuur 7: Glasvezelkern

Met een glasvezelkabel kunnen we dus signalen verzenden. De voortplanting van licht komt doordat het in de kern wordt gereflecteerd. De brekingsindex van een stof geeft aan hoeveel een lichtstraal zal afbuigen die vanuit de lucht schuin invalt op de betreffende stof. Het is de verhouding van de snelheid van het licht in een vacuüm tot de snelheid van het licht in een stof. De kern heeft een hogere brekingsindex dan de mantel. Dit is nodig voor de geleiding van het licht door de vezel.

Reflectie in een glasvezelkabel
Figuur 8: Reflectie in een glasvezel

3.2 Voordelen van het gebruik van glasvezel

Het gebruik van glasvezel heeft de volgende voordelen:

  • De transmissie snelheid is heel hoog. Licht plant zich voor met een snelheid van 3.108 m/s
  • Grote bandbreedte
  • Lage verliezen (demping)
  • Ongevoelig voor externe stoorsignalen zoals blikseminslag, hoogspanning of radio frequente signalen (magnetische straling)
  • Kan een grote afstand overbruggen, zo’n 3 tot 5 km zonder versterking
  • Glasvezel wordt gemaakt uit zand, dat volop beschikbaar is, dit in tegenstelling tot koper dat schaars wordt
  • Glasvezelkabels zijn dun en licht en zijn hierdoor gemakkelijk te leggen, of door een buis heen te blazen
  • Veiligheid is ook een groot voordeel van optische transmissie. Het is niet mogelijk om de informatiestroom af te tappen. Doordat de signalen niet onderschept kunnen worden, maakt deze methode uitermate geschikt voor projecten waar hoge veiligheidseisen vereist zijn

3.3 Soorten glasvezelkabel

We hebben bij koperkabels verschillende soorten, dit geldt ook voor glasvezelkabels. We kunnen deze onderverdelen in twee soorten de multimodus en de monomodus. De multimodus kunnen we weer onderverdelen in step-index en de graded-index.

Multimodus step-index
De multimodus step-index kabel is een vrij oude en goedkope kabel. Hij wordt gebruikt voor korte afstanden omdat hij een hoge demping heeft. De kerndiameter is 50 µm en een cladding van 75 µm. De vezeldikte is 125 µm. In de step-index vezel plaatst het licht zich in rechte lijnen voort door de kern.

Multimodus graded-index
De multimodus graded-index kabel is duurder dan de step-index kabel. Hij heeft dan ook betere eigenschappen zoals, veel minder demping. Bij de kabel is er geen vast vlak tussen de kern en cladding waar reflectie plaatsvindt. Het licht plaatst zich in golven door de kern. De kerndiameter is 62,5µm en ook hier is de vezeldikte 125µm.

Monomodus
De monomodus kabel is een dure kabel. Hij is dan ook de duurste van de drie. De kabel heeft een geringe demping, omdat er alleen rechtlijnige voortplanting van licht is. De brekingsverliezen vervallen nu ook. De kern van de kabel is 5µm en de cladding is 120µm. Door de kleine kerndiameter is de kabel wel erg gevoelig. Wel is de kabel goed geschikt voor lange afstanden, omdat er bijna geen verlies is.

3.4 Verliezen in glasvezelkabels

In de vorige paragraven heb ik verteld dat een glasvezelkabel kleine verliezen heeft. Dit is ook zo, maar de kabel zal nooit helemaal ideaal zijn. In 1966 verdiepten Gharles Kuen Kao en G.A. Hockman van Standard Telephones zich in de glasvezelkabel. Ze onderzochten voor zeer zuiver kwartsglas nog eens de bekende mechanismen van demping, die verantwoordelijk zouden zijn voor het verlies van energie bij de transmissie van licht door dit medium. Ze wezen kwamen erachter dat de demping heel laag zou kunnen zijn, slechts 20 dB/km. Velen lazen dit en gingen ook aan de slag. In 1968 slaagden onderzoekers erin kwartsglas te maken met een demping van 5 dB/km. Tegenwoordig zijn er glasvezels met een demping van 0,16 dB/km, terwijl voor andere glassoorten nog lagere verliezen zijn voorspeld. Met deze lage demping kan een kabel meer dan 100 km ononderbroken gebruikt worden.

We hebben verschillende verliezen in glasvezelkabels. Deze verliezen kunnen vervorming van het signaal veroorzaken, dit noemen we dispersie. Deze dispersie kun je onderverdelen in golflengte- en multimodus dispersie.
Ik zal eerst golflengte dispersie uitleggen: De golflengte van een lichtsignaal bepaalt de lichtkleur. Licht bestaat bijna nooit uit één kleur, maar uit verschillende kleuren. Dus ook uit verschillende golflengtes. Dit noemen we niet-monochroom licht. Bij niet monochroom licht zullen de verschillende lichtkleuren zich met verschillende snelheden door een kabel voortplanten. Door deze verschillende kleuren (golflengten) zal de looptijden op verschillende tijdstippen bij het eind van de kabel aankomen (de looptijd is de tijd die een lichtpuls nodig heeft om van het begin naar het eind van de kabel te komen). Doordat de pulsen niet tegelijk aankomen, zal er verbreding optreden van de oorspronkelijke lichtpuls.

golflengte dispersie
Figuur 8: Golflengte dispersie (Bron: NASA)

We kunnen deze verliezen beperken als we licht van één kleur gebruiken. Als dit doen, is de keuze van de golflengte belangrijk, omdat de golflengtes (kleuren) verschillende dempingwaardes hebben. We noemen dit de lichtvensters van de glasvezel. Bij 850 nm, 1300 nm en 1550 nm is de demping het kleinst. Dit zijn wel allemaal infrarode gebieden en voor ons dus niet zichtbaar.

Multi-mode dispersie

Dit ontstaat als we monochroom licht (één golflengte) in een glasvezel inkoppelen. Dit licht zal dan onvermijdelijk onder verschillende hoeken de kabel ingaan. Deze lichtstralen hebben dezelfde voortplantingssnelheid, omdat we monochroom licht gebruiken. Omdat de lichtstralen onder verschillende hoeken worden gereflecteerd, leggen ze ook verschillende wegen af. De looptijd is dus verschillend, het gevolg hiervan is dat ook deze lichtstralen niet tegelijk aankomen op het einde. Hierdoor ontstaat impulsverbreding. De pulsen zullen elkaar gaan overlappen (zie figuur 9)

Multimode dispersion
Figuur 9: Multi-mode dispersie (bron: fibreoptics4sale.com)

Diffrachtie

Nog een ander verlies ik glasvezelkabels noemen we diffractie. Diffractie ontstaat als de kern van glasvezelkabel verontreinigd is. De lichtstraal botst nu tegen de verontreiniging en zal verspreid worden. Hierdoor ontstaat demping (zie figuur 10).

Diffractie
Figuur 10: diffractie (bron: tufts.edu)

3.5 Lichtbronnen voor glasvezelkabel

Ik heb in het verslag al wel steeds verteld dat er met de glasvezel, transport plaatsvindt via licht. Alleen ik heb nog niet uitgelegd wat we daar nu voor gebruiken. Om een elektrisch signaal te verzenden zal het dus eerst omgezet moeten worden naar lichtpulsen. We kennen hier twee methoden voor de eenvoudigste is de LED (Light Emitting Diode). De LED werkt doordat er bij stroomdoorlaat fotonen vrijkomen, hierdoor geeft de LED licht af. Er zijn LED’s verkrijgbaar in verschillende kleuren, ook wel in het infrarode gebied. Een nadeel van de LED is dat het een differgente straal licht uitzend. Dit wil zeggen dat het licht wordt verspreid. Hierdoor kun je moeilijk de lichtstraal onder de juiste hoek in de glasvezelkabel koppelen. Ook het vermogen dat door de LED in licht omgezet wordt is niet zo groot.

De andere lichtbron die we gebruiken is de LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation). De LASER werkt ook met vrijkomende fotonen, maar in een LASER wordt dit proces als ware gestimuleerd. De LASER straalt een coherente lichtstraal uit, hierdoor verspreidt het licht zich pas na grote afstanden. Een nadeel van de LASER is dat het een hoge stuurstroom nodig heeft om een laser te laten “branden”. Voor het inkoppelen van licht in een monomodus vezel kunnen we dus beter een LASER gebruiken, omdat je het licht veel nauwkeurige onder de juiste hoek kunt inkoppelen.

3.6 Omzetting van licht naar een spanning

In het vorige hoofdstuk over lichtbronnen heb ik verteld dat er licht wordt ingekoppeld in een glasvezelkabel. Dit licht gaat dus door de kabel naar de ontvangstzijde. Hier moet het binnenkomende licht dus weer omgezet worden naar een spanning. We gebruiken hiervoor lichtdetectoren of ook wel fotodioden genoemd. De meest bekende is de PIN-diode (Positive Intrinsic Negative) (Figuur 11). Als er licht opvalt wordt dit weer omgezet naar een elektrische signaal.

Een ander type is de APD-diode (Avalanche Photo Diode), deze wordt ook wel lawinediode genoemd. De APD-diode is beter dan de PIN-diode, maar is daarom ook een stuk duurder. Bij het omzetten van licht naar elektrische energie ontstaat ruis, dit noemen we hagelruis. Door deze ruis kunnen we zwakke lichtpulsen slecht omzetten naar elektrische energie.

PIN-diode
Figuur 11: PIN-diode (bron: tpub.com)

3.7 Het lassen van glasvezel

Het lassen van een glasvezel is niet zo even een werkje dat iedereen kan doen. Het verbinding van de uiteinden moet worden gedaan door een specialist. Bij het maken van een glasvezelader wordt deze omgeven door een kunststof laag (primaire coating). Hierna wordt een losse kunststof omhulling aangebracht, waarna er tussen de omhulling en de primaire laag een siliconenvloeistof gespoten wordt om de kabel soepel en buigzaam te maken. Om dit alles heen komt nog een elastische kunststof mantel. Als je nu twee uiteinden aan elkaar wilt lassen, moet je alle mantels en de siliconenvloeistof bij de uiteinden verwijderen. De primaire coating is alleen te verwijderen met methylchloride (CH3CI). Door de kabel onder te dompelen in deze vloeistof lost de coating op. Vervolgens moet je de uiteinden van de kern loodrecht afknippen. Er wordt d.m.v. een diamant een sneetje in het oppervlak gemaakt en hierna afgebroken. Dit wordt gedaan doormiddel van een breektang. We moeten goed opletten dat de kabel goed schoon blijft.

Hierna wordt de kabel in een lasapparaat geklemd. De kabels worden vervolgens met de hand zo goed mogelijk tegenover elkaar gezet. Door licht door de kabel te laten gaan kun je heel nauwkeurig meten of de kabels goed tegenover elkaar staan. Het fijne uitrichten gebeurt automatisch . Vervolgens wordt de kabel automatische gelast door het lasapparaat (zie figuur 12). De vezels worden iets uit elkaar getrokken en daarna met een hoogfrequentvlamboog warm gemaakt. Het glas wordt nu week en wordt vervolgens tegen elkaar aangedrukt. De vlamboog blust nu langzaam uit zodat er niet een te snelle afkoeling kan ontstaan. Tenslotte wordt de las op demping gecontroleerd, deze dient minder zijn dan 0,2dB. Als de demping te hoog is moet de hele cyclus herhaalt worden. Bij een goede las, kun je onder een microscoop niets meer van de oorspronkelijke breuk zien.

Uitrichten op een lasapparaat
Figuur 12: Uitrichten op een lasapparaat

3.8 Transmissietechnieken bij glasvezelkabels

In het hoofdstuk bandbreedte van kabelsystemen heb ik al verteld dat we bij koperkabels gebruik maken van multiplexen. Dit kunnen we ook gebruiken bij glasvezelkabels. Hierbij is de bandbreedte zelfs nog groter dan bij koperkabels. We kennen bij glasvezelkabels vier verschillende technieken. Dit zijn:

  • Golflengte multiplexen
  • Tijdmultiplexen
  • Optische koppeling
  • Polarisatiemultiplexen.

Golflengtemultiplexen

Bij golflengtemultiplexen wordt gebruik gemaakt van verschillende kleuren. De twee lichtbronnen met de verschillende kleuren licht worden bij elkaar gevoegd in een golflengtemultiplexer. Nu kunnen we rood licht gebruiken voor zender A en groen licht voor zender B. De ontvangers staan nu afgesteld op de juiste kleur, dus ontvanger A rood en ontvanger B groen. Door het gebruik van verschillende golflengtes hebben we vrijwel geen verliezen. Het nadeel van dit systeem is dat we niet even snel van golflente kunnen veranderen, door de ingestelde kleuren (zie figuur 13).

Golflengte multiplexen
Figuur 13: Golflengtemultiplexen

Tijdmultiplexen

Bij dit systeem werkt doormiddel van half-duplex, dit wil zeggen dat je niet tegelijkertijd kunt zenden en ontvangen. Doormiddel van een klokfrequentie worden de schakelaars tegelijk geschakeld. Hierdoor kan om de beurten door zender A en B worden gezonden. Als A zendt staat B op ontvangen en natuurlijk ook omgekeerd (zie Figuur 14). Door deze techniek is er weinig verlies, maar een nadeel is dat maar de helft van de verbinding beschikbaar is voor het verzenden van informatie. Nog een nadeel is dat het nogal wat elektronica kost om de schakelaar precies gelijk te laten lopen.

Schema tijdmultiplexen
Figuur 14: Tijdmultiplexen

Optische koppeling

Bij de optische koppeling maken we gebruik van een Y-splitser. Bijvoorbeeld een prisma. Het licht gaat op één plaats het prisma in en komt er op twee plaatsen weer uit. Dit veroorzaakt 50% verlies. Dit geldt zowel voor het samenvoegen als voor het scheiden van de signalen. Hierdoor zal van het signaal, nadat het door twee y-splitsers geweest is nog maar één kwart van over zijn.De optische koppelaar is een goedkoop en gemakkelijk systeem. Een groot nadeel is dus dat we een groot verlies hebben, hierdoor wordt dit alleen gebruikt bij korte afstanden.

Schema optische koppeling
Figuur 15: Optische koppeling

Polarisatiemultiplexen

Een transversale golf bestaat uit horizontale- en verticale gepolariseerde (positieve of negatieve) golven. Als alle vormen tegelijk aanwezig zijn spreken we van ongepolariseerd licht. Volgens het polaroidprincipe (denk aan de zonnebrillen, hier kun je maar van één kant doorheen kijken) kunnen we ongepolariseerd licht splitsen in horizontaal en verticaal gepolariseerd licht. Omdat het licht hierdoor verdraaid wordt, noemen we dit apparaat een rotator. Op deze manier kunnen we voor de heenweg horizontaal licht en voor de terugweg verticaal licht gebruiken. De multiplexer zelf heeft weinig verlies, maar een nadeel is dat onderweg de polarisatie niet constant blijft. Als de glasvezel ergens een bocht maakt, treedt er een verandering in polarisatie op. We nemen hierom een actieve polarisatieregelaar (zie Figuur 16) op in het circuit, deze zorgt ervoor dat de polarisatieveranderingen in de verzend weg worden opgevangen. Een andere beperking is dat de golflengten van de heen- en teruggaande signaal dicht bij elkaar moeten liggen. De polarisatieverandering geld slecht voor één bepaalde golflengte. Het verschil mag slechts enkele nanometers zijn. Hierdoor hebben we dure monomode optische lasers voor nodig. Maar natuurlijk heeft dit principe ook zeer grote voordelen zoals, zeer weinig verlies, twee echte kanalen en een vrij keuzen van golflengtes.

Schema Polarisatiemultiplexer
Figuur 16: Polarisatiemultiplexer

Conclusie

In dit verslag ben ik tot de conclusie gekomen, dat de glasvezelkabel wel het medium voor de toekomst wordt. Doordat hij veel voordelen ten opzichte van de gewone kabels heeft (UTP en STP). Verder heb ik in dit verslag gezien dat je niet zomaar allerlei signalen over een kabel kunt sturen. De opbouw van een signaal bijv. de blokgolf is daar een voorbeeld van. Doordat hij uit verschillende harmonischen is opgebouwd, moet de kabel ook geschikt zijn om al deze harmonischen door te laten, anders zal het signaal vervormen. Dit is natuurlijk ook afhankelijk welke van de drie soorten glasvezelkabel je gebruikt. Natuurlijk heeft de glasvezelkabel ook wel verliezen, deze verliezen heb ik uitgebreid behandeld in de hoofdstukken.

Verder heb ik naar de lichtbronnen gekeken en hier kwam ik tot de conclusie dat we beter een laser kunnen gebruiken, om het licht nauwkeurig in de glasvezel te koppelen. Aan de andere kant komt dit licht er natuurlijk ook weer uit. Ik heb de twee foto-detectoren behandeld die het licht weer omzetten in een spanning. In het hoofdstuk dat gaat over het lassen van glasvezelkabel zien we dat je dit niet zo maar even kunt gaan doen. Hier komen speciale technieken en apparatuur aan te pas om dit te kunnen.

Tot slot hebben we de verschillende transmissietechnieken bekeken waarmee we meerdere signalen over één kabel kunnen transporteren. Ik heb in dit verslag veel geleerd en heb gezien dat dit wel het nieuwe medium wordt om signalen te transporteren.

Literatuurlijst

Boeken:

  • Telecommunicatie TM7
    Uitgever: Stam Techniek
    Schrijvers: R. Dirks, ing. G.P. de Jong, A.H. Martens, A. Moesker, A.F.J. Oostveen.
  • Telecommunicatie: Een revolutie in signaaloverdracht.
    Uitgever: Natuur en Techniek
    Schrijver: John R. Pierce en A. Michael Noll
  • Telecomunicatie-netwerken 1
    Uitgever: Nijgh Versluys
    Schrijver: J.M.M. Stieger

Internet

  • www.vddonk.nl/ig.thm
    Bedrijf van inblazen glasvezelkabel
    Hier heb ik de foto’s ook vandaan.
  • www.gtn.nl/gvt.html.
    Veel informatie over glasvezelkabels,
    Ook plaatjes vandaan gehaald.

Door: Dennis Dekker

Welkom op Engineering-online.nl
hier ben je nu: Communicatietechniek / Glasvezel