Lichtwellenleiter vs. Kupferkabel

[Eremit]

Es gibt keine Idioten. Und wer etwas anderes behauptet wird mit Sperrung nicht unter 4 Tagen bestraft.

[Nightspider]

Ich glaube das hing damit zusammen, das mit Lichtsignale überlagern konnte, also gleichzeitig verschiedene optische Signale durchjagen kann.
Praktisch jede Farbe / Wellenlänge überträgt eine andere Information, während bei Kupf nur der Stromfluss als Datenübertragung dienen kann.

[Steffko]

Dazu auch mal ne Frage: wie funktioniert das bei nem HDMI Kabel? Man kann damit Videodaten übertragen und zudem auch noch mehr Audio Daten, als mit einem optischen Kabel möglich sind :confused:

[looking glass]

Ui, da wäre ich vorsichtig mit so einer Aussage, schau mal hier:

http://www.spatz-tech.de/spatz/FIBER_KABEL.htm

[Spasstiger]

Ein Lichtwellenleiter (Glasfaser) dämpft elektromagnetische Wellen im Bereich des Lichts kaum und Licht (sowie infrarote Strahlung) hat nunmal Frequenzen von 200-800 Terahertz. Man könnte also bei diesen Frequenzen (theoretisch) noch Informationen aufmodulieren. Natürlich mindern Dispersionseffekte (chromatische Dispersion, Modendispersion, Materialdispersion) die nutzbare Bandbreite, Absorptionseffekte und Rayleigh-Streuung schränken zusätzlich den Wellenlängenbereich ein, aber dennoch sind Informationen in einem Lichtwellenleiter mit gewaltigen Bandbreiten übertragbar.

Ein simples Kupferkabel dämpft dagegen elektromagnetische Wellen schon ab etwa 1 MHz erheblich, so dass höhere Frequenzen nur bei sehr kurzen Strecken möglich sind (oder halt durch Verwendung mehrerer Kabel). Koaxialleitungen sind hierbei deutlich besser (ca. um den Faktor 100, was die Dämpfung pro Strecke angeht), aber immer noch lange nicht so gut wie Glasfern.

Dazu auch mal ne Frage: wie funktioniert das bei nem HDMI Kabel? Man kann damit Videodaten übertragen und zudem auch noch mehr Audio Daten, als mit einem optischen Kabel möglich sind
Das Glasfaser- oder Plastikfaserkabel könnte auch millionenfach höhere Datenraten übertragen, aber der S/P-DIF-Standard sieht es halt nicht vor (zumal die Mikroelektronik noch nicht so weit ist, dass wir im Terahertzbereich Informationen aufmodulieren können).

Btw. reizt HDMI die Möglichkeiten von nicht-koaxial ausgeführten Kupferkabeln schon ziemlich gut aus, man setzt z.B. auf eine differentielle Übertragung der Bildsignale, um die Signaldetektion zuverlässiger zu machen (wird auch bei USB eingesetzt).

Ich denke, dass über kurz oder lang alle kabelgebundenen Übertragungssysteme, die hohe Bandbreiten erfordern, auf Lichtwellenleiter umsteigen. Die nutzbare Bandbreite auf Lichtwellenleitern skaliert einfach sehr schön mit den Fortschritten in der Mikro- und Optoelektronik. DSL per Kupferkabel wird irgendwann als Relikt aus der Steinzeit gelten.
Falls es noch wen interessiert. Das Prinzip der Lichtwellenleiter gibt es auch für elektromagnetische Wellen im ein- bis zweistelligen Gigahertzbereich, wo jedes Kupferkabel - egal ob als Zweidrahtleitung oder Koaxial - schlapp macht: Hohlleiter heißen die metallrohrähnlichen Wellenleiter. Eingesetzt werden sie überall dort, wo hohe Bandbreiten und hohe Energien erforderlich sind, z.B. bei der Speisung von Rundfunk- und Satellitenantennen.

Praktisch jede Farbe / Wellenlänge überträgt eine andere Information, während bei Kupf nur der Stromfluss als Datenübertragung dienen kann.
Das ist so nicht korrekt. Es ist korrekt, dass man auf einem Lichtwellenleiter mehrere verschiedene Wellenlängen übertragen kann (im Rahmen der Dispersion und der Detektionsverfahren), aber gleiches geht auch bei Kupferkabeln. Schau dir z.B. DSL an, dort wird die Information mehreren Trägern zu je 4 kHz Bandbreite zwischen 600 kHz und 1200 kHz im OFDM-Verfahren aufgeprägt.

Man sendet doch monochromatisch, oder etwa nicht?
Sowohl als auch. Such mal nach Einmodenfaser (single-mode optical fibre) und Mehrmodenfaser (multi-mode optical fibre). Bei der Mehrmodenfaser gibt es als Verfeinerung noch die Gradientenindexfaser, welche den Lichtweg auf bestimmte Bahnkurven zwingt und somit die Modendispersion verringert.
Je nach Anwendung kann die Einmodenfaser oder die Mehrmodenfaser mit Gradientenindex besser sein. Die Einmodenfaser erlaubt höhere Bandbreiten bei Einzelmoden, dafür kann man mit der Mehrmodenfaser halt mehrere Moden gleichzeitig übertragen, was ebenfalls die Bandbreite steigert. Außerdem spielen die Kosten bei der Auswahl einer Technologie immer eine tragende Rolle. Die Einmodenfasern an sich sind günstiger als Mehrmodenfasern und eigenen sich deshalb besonders für lange Übertragungsstrecken. Dafür ist das Drumherum (Empfänger, Sender) bei Einmodenfasern meist ein Stück teurer.

[sei laut]

@Spasstiger: Ist die Dispersion bei Einmodenfasern nicht deutlich geringer, weswegen man sie auch auf lange Strecken nimmt.

[Monger]

@Spasstiger: Ist die Dispersion bei Einmodenfasern nicht deutlich geringer, weswegen man sie auch auf lange Strecken nimmt.
Edit: hier stand vollkommener Blödsinn.

Warum genau kann man mit einem Lichtwellenleiter weit höhere Datenübertragungsraten erreichen als mit einem Kupferkabel?
Nicht zuletzt, weil halt jedes Kupferkabel immer auch externen Störungen unterliegt. Jeder Kupferstrang ist zugleich immer eine Antenne, und perfekte Schirmung gibt es nicht.
Das Problem fällt bei Glasfaser logischerweise völlig weg - da hängt die Signalqualität einzig und allein am verwendeten Medium. Man kann auch beliebig viele Glasfaserstränge bündeln, ohne dass man sich ernsthafte Sorgen machen müsste dass die sich gegenseitig beeinflussen. Bei Kupfer sieht das nunmal weniger rosig aus.

[AtTheDriveIn]

@Spasstiger: Ist die Dispersion bei Einmodenfasern nicht deutlich geringer, weswegen man sie auch auf lange Strecken nimmt.
Bei Einmodenfasern gibt es das Problem der Absorbtion durch das Randmaterial bei Reflexionen innerhalb das Kabels nicht, das im Idealfall keine Reflexion innerhalb des Kabels gibt.
Bei Multimode gibt es das Problem das jede winzige Ungenauigkeit im Randbereich die Totalreflexion stört, sich das Signal also bei jeder Reflexion etwas abschwächt.

[sei laut]

Ups, ok. Dispersion war falsch. Aber genau den Effekt meinte ich. Für nächste Woche sollte ich mein Wissen wohl besser noch etwas auffrischen. :D