Langstreckenoptik (Long-Haul Optics)
Langstreckenoptik (Long-Haul Optics)bezieht sich auf die Übertragung von sichtbaren Lichtsignalen über Glasfaserkabel (Fiber Optic, Lichtwellenleiter). Dabei werden sehr große Strecken überwunden und nur eine minimale Anzahl an Repeatern (Zwischenverstärker) eingesetzt. Normalerweise sind Repeater bei Fiber Optic in gewissen Abständen notwendig, um eine Verschlechterung des Signals zu verhindern. Im schlimmsten Fall ist das Signal nicht mehr brauchbar. Bei Langstreckensystemen ist das Ziel, die Anzahl der Repeater so gering wie möglich zu halten. Im Idealfall sind gar keine Repeater notwendig.
Langstreckenoptiken werden manchmal auch ULH Optics (Ultra-Long-Haul Optics) genannt. Die größte Herausforderung der Entwickler von Langstreckenoptiken besteht darin, die durch das in den Glasfaserkabeln verwendete Material verursachten Verluste so gering wie möglich zu halten. Bis zu einem gewissen Grad lässt sich das Problem adressieren, indem einfach die Helligkeit des optischen Signals auf der Eingangsseite erhöht wird. Dieser Holzhammermethode ist aber nur begrenzt sinnvoll. Repeater lassen sich nutzen, um die Signale entlang der Übertragungsroute zu verstärken. Das ist jedoch kostspielig und die Wartung ist teilweise schwierig. Das ist dann der Fall, wenn sich die Repeater unter der Erde oder sogar unter Wasser befinden. Deswegen wurde versucht, supertransparente Substanzen zu entwickeln, die Energie in Form von optische Wellenlängen mit sehr wenig Verlusten übertragen.
Transparente Materialien übertragen je nach Wellenlänge Energie mit etwas unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Dieser Umstand trägt ebenfalls zu den angesprochenen Verlusten in Glasfaserkabeln bei. Den gleichen Effekt gibt es bei einem Prisma, das sichtbares Licht in seine Farben zerlegt. Dafür ist der Brechungsindex verantwortlich, der von der Wellenlänge abhängt. Bei Kabeln für Langstreckenoptik kennt man den Effekt als im Laufe der Zeit verschmieren oder Smearing-out-over-Time, wenn sich die Energie des Signals nicht in einem kleinen Wellenlängenbereich halten lässt. Experten haben Techniken wie WDM (Wave-Division Multiplexing) und DWDM (Dense Wave-Division Multiplexing) entwickelt, um das Problem zu minimieren.
