m. (-s), kabel bestaande uit een lange, dunne glasvezel en bestemd om lichtsignalen over te brengen.
© De lichtgeleiding in een glasvezelkabel berust in principe op totale reflectie aan het grensvlak tussen twee glaslagen met verschillende brekingsindex. De zgn. stap-indexvezel bestaat uit een kern met een diameter van ca. 50 pm met daaromheen een mantel met een brekingsindex die ca. 1 % kleiner is, de totale diameter van de kabel is ca. 100 pm. Het verschil in brekingsindexen bepaalt de grenshoek en dus ook de maximale hoek a waaronder het licht in de kabel kan treden (afb. 1), de zgn. acceptatiehoek (cos êg — njnk; nm en nk zijn de brekingsindexen van mantel, resp. kern). Bij de in gebruik zijnde vezels is i?g = 8° en a = 24°. Een lichtstraal die evenwijdig met de vezelas loopt, zal een kortere weg afleggen dan een die een hoek daarmee maakt. Er treden dus looptijdverschillen op.
Door dit looptijdverschil wordt een lichtpuls in de kabel breder en lager. Bij een kabellengte van 1 km en een brekingsindexverschil van 1 % (de brekingsindex is ca. 1,5) is het looptijdverschil maximaal 50 ns. Dit beperkt de bandbreedte van het signaal in de kabel tot slechts 20 MHz. Dit kan niet verbeterd worden door het brekingsindexverschil kleiner te maken, omdat dan de acceptatiehoek (en daarmee het over te brengen vermogen) te klein wordt, bovendien zouden de verliezen bij bochten in de kabel snel zeer groot worden. Er zijn twee mogelijkheden om dit probleem te ondervangen.
In de zgn. monomodus-vezel worden de looptijdverschillen beperkt door de kern een heel kleine diameter (minder dan ca. 3 pm) te geven. Om een voldoende vermogen te kunnen transporteren, is echter een zeer sterke lichtbron (laser) nodig, verder geeft het koppelen van verschillende kabelstukken grote problemen, doordat een zeer precieze plaatsing ten opzichte van elkaar vereist is.
Een andere mogelijkheid ligt in een glasvezel waarin de brekingsindex geleidelijk verandert naar buiten toe (dit is dus geen stapindex-vezel). Het licht in deze vezel wordt niet gereflecteerd maar geleidelijk naar binnen toe afgebogen. Het meer naar buiten lopende licht legt wel een grotere afstand af, maar dit wordt gecompenseerd door de grotere snelheid bij de daar kleinere brekingsindex. De looptijdverschillen zijn minimaal (ca. V2 ns/km) als de brekings-index een naar buiten toe parabolisch verloop heeft. Naast de signaaldispersie afkomstig van de looptijdverschillen is er ook nog een dispersie afkomstig van de looptijdverschillen tussen verschillende kleuren; daarom worden in de praktijk van de → optische telecommunicatie altijd monochromatische lichtbronnen gebruikt.
In een glasvezelkabel treedt altijd een signaalverzwakking op ten gevolge van absorptie en verstrooiing in het glas. Om deze effecten klein te houden, in de orde van enkele dB/km, is het van belang dat het glas zeer zuiver is en dient men bij voorkeur infrarood licht te gebruiken, omdat dan de Rayleighverstrooiing minimaal is (die hangt af van de vierde macht van de golflengte).
Fabricage Er bestaan twee manieren om glasvezelkabels te produceren. Bij de zgn. dubbele-kroesmethode (afb. 3) wordt in twee concentrische kroezen glas met verschillende brekingsindex verhit. Doordat de glasvezel die uit de binnenste kroes getrokken wordt enige afstand aflegt door de buitenste kroes, vormt zich om die kernvezel een tweede laag met een andere brekingsindex; bovendien treedt er een zekere vermenging op waardoor het gewenste brekingsindexverloop verkregen wordt. Op deze wijze kunnen in een continuproces zeer lange kabels getrokken worden. Bij het cvD-proces (<Chemical Vapour Déposition) worden kabelstukken ter lengte van ca. 1 km gemaakt. Op de binnenzijde van een kwartsglazen buis worden achtereenvolgens een aantal dunne laagjes glas met verschillende brekingsindexen afgezet (dit wordt bereikt door de kwartsdamp te verontreinigen met b.v. germaniumoxide).
Vervolgens wordt de buis tot een massieve zgn. voorvorm versmolten. Hieruit wordt dan de kabel getrokken.
De kabel wordt ter bescherming nog voorzien van enkele deklagen en vervolgens gebundeld; soms worden in de bundels elektrische geleiders verwerkt die o.a. de tussenversterkers kunnen voeden.
Afb.p.269.
