Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 47

Die Bausteine und Komponenten optischer Netze im Überblick

08.10.2009 | Autor / Redakteur: Dr. Franz-Joachim Kauffels / Andreas Donner

Schematischer Aufbau einer Leuchtdiode, LED, einer Halbleiter-Strahlungsquelle für optische Netze; Bild: Dr. Franz-Joachim Kauffels
Schematischer Aufbau einer Leuchtdiode, LED, einer Halbleiter-Strahlungsquelle für optische Netze; Bild: Dr. Franz-Joachim Kauffels

Verstärker

Die einfachste und älteste Form eines Verstärkers bei der optischen Datenübertragung ist ein Gerät, an dessen Eingang das optische Signal demoduliert und in ein elektrische Signal konvertiert wird, dann als elektrisches Signal verstärkt und schließlich wieder auf einen (neuen) Träger moduliert wird. Ein solches Gerät ist aber im eigentlichen Sinne kein Verstärker, sondern im Rahmen der Netzwerk-Terminologie ein Repeater. Nachteilig bei einer solchen Einrichtung ist die Notwendigkeit der Stromversorgung. Andererseits kann man einen solchen Repeater direkt als Wellenlängenkonverter benutzen.

Bei optischen Netzen werden üblicherweise solche Einrichtungen als Verstärker bezeichnet, die das optische Signal so nehmen, wie es ist und verstärken. Durch die Dämpfung auf Glasfasern wird die Reichweite von Übertragungssystemen im Gigabit/s.-Bereich auf ca. 200 km beschränkt. Ein rein optisches WAN kann demnach nicht ohne Verstärker existieren. MANs und LANs kann man hingegen völlig ohne Verstärker aufbauen.

Man unterscheidet in Abhängigkeit von ihrer Positionierung an der Übertragungsstrecke drei Verstärkertypen:

  • Power Amplifier: Verstärkung vor der Übertragungsstrecke
  • Line Amplifier: Verstärkung innerhalb der Übertragungsstrecke
  • Preamplifier: Verstärkung am Ausgang der Übertragungsstrecke vor dem optischen Empfänger

Schon in den frühen achtziger Jahren wurden integrierte Halbleiterverstärker (SOA = Semiconductor Optical Amplifier) entworfen, die aber aufgrund verschiedener Nachteile keinen wirklichen Einfluss auf die Entwicklung von WAN-Strecken gehabt haben. Im Zuge der zunehmenden Miniaturisierung sind sie aber wieder interessant, besonders im Rahmen völlig integrierter optischer Strukturen.

Wirklichen Fortschritt haben die EDFAs (Erbium Doped Fiber Amplifiers) gebracht, die 1987 von Desurvire und Mears vorgestellt wurden. Innerhalb weniger Jahre Entwicklungszeit konnten sie die Reichweite optischer Übertragungssysteme auf über 9.000 km erweitern. Ohne EDFAs wären die gesamten Überlegungen für optische WANs völlig hinfällig.

weiter mit: Die Klasse der Rare Earth Doped Fiber Amplifier

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