Hoe Glasvezelkabels Werken — Principes en Technologie

Glasvezel is een ultradunne glasdraad die data kan verzenden met de snelheid van het licht. Maar hoe werkt het concreet? Dit artikel legt de fysische principes uit, de opbouw van de kabel en waarom deze technologie het koper in de moderne telecommunicatie heeft vervangen.

Het principe: data verzenden met licht

Een glasvezeltransmissiesysteem is gebaseerd op drie componenten:

• Een optische zender (laser of LED): zet het elektrische signaal (de digitale data) om in lichtpulsen
• De glasvezelkabel: geleidt deze lichtpulsen over afstanden van enkele meters tot meer dan 80 kilometer
• Een optische ontvanger (fotodiode): zet het licht weer om in een elektrisch signaal dat door de apparatuur kan worden gebruikt

De data worden gecodeerd als binaire signalen: licht aan = 1, licht uit = 0. Miljarden van deze pulsen per seconde maken snelheden van 10 Gbps tot 100+ Gbps mogelijk.

Licht plant zich in glas voort met ongeveer 200.000 km/s (2/3 van de lichtsnelheid in vacuüm). Het is deze fundamentele snelheid die glasvezel onverslaanbaar maakt voor telecommunicatie.

Opbouw van een glasvezelkabel

Een glasvezelkabel bestaat uit meerdere concentrische lagen, van binnen naar buiten:

1. De kern (core)

Dit is het transmissiekanaal. Een cilinder van ultrazuiver glas (gedoteerd silica) waarin het licht zich voortplant. Diameter: 9 µm bij singlemode (dunner dan een haar), 50 µm bij multimode.

2. De mantel (cladding)

Een glaslaag rond de kern, met een iets lagere brekingsindex. Dit verschil in index sluit het licht in de kern op door totale interne reflectie. Standaarddiameter: 125 µm.

3. De primaire coating (coating)

Een polymeerlaag (acrylaat) die de naakte vezel beschermt tegen micro-bochten en vocht. Diameter: 250 µm.

4. De buitenmantel (jacket)

De uiteindelijke mechanische bescherming: PVC voor binnen, LSZH (halogeenvrij) voor gevoelige omgevingen, of gepantserd staal voor buiten. Deze laag geeft de kabel zijn kleur (geel = singlemode, oranje/aqua = multimode).

Totale interne reflectie — het hart van de werking

Het fysische principe waardoor het licht door de vezel kan reizen, is de totale interne reflectie. Wanneer licht overgaat van een medium met een hoge brekingsindex (de kern) naar een medium met een lagere index (de mantel), wordt het volledig gereflecteerd als de invalshoek een kritische drempel overschrijdt.

Resultaat: het licht weerkaatst zigzaggend in de kern, geleid over de hele lengte van de vezel zonder te ontsnappen. Daarom spreekt men van een optische golfgeleider.

Singlemode vs multimode — twee manieren om licht te geleiden

De diameter van de kern bepaalt hoeveel modes (paden) van licht zich kunnen voortplanten:

• Singlemode (9 µm): één enkele lichtmode. Geen modale dispersie → lange afstand (10–80+ km). Standaard voor FTTH en telecommunicatie.
• Multimode (50 µm): meerdere lichtmodes. Modale dispersie → korte afstand (< 550 m). Wordt gebruikt in datacenters vanwege de lagere kosten van zenders.

Voor meer informatie over de standaarden (OS2, OM1–OM5), zie ons artikel Classificatie van glasvezels.

Waarom glasvezel superieur is aan koper

Voor een volledige vergelijking, zie ons artikel Voor- en nadelen van glasvezel.

FAQ — Werking van glasvezel