Glasfaserkabel erklärt

Glasfaserkabel sind hochmoderne Übertragungsmedien, die sich durch ihre Fähigkeit zur Übertragung von Lichtsignalen zur Datenkommunikation auszeichnen. Durch den Einsatz von hauchdünnen Fasern aus Glas oder Kunststoff werden Daten in Form von Lichtimpulsen übertragen. Dies ermöglicht extrem hohe Übertragungsgeschwindigkeiten, wodurch sie in vielen modernen Netzwerkinfrastrukturen bevorzugt werden.

Es gibt grundsätzlich zwei Haupttypen von Glasfaserkabeln: Multimode- und Singlemode-Glasfaser.

Multimode-Glasfaser:

• Kern und Lichtausbreitung: Diese Kabel haben einen größeren Kern, typischerweise mit einem Durchmesser von 50 oder 62,5 Mikrometern. Dank dieses größeren Kerns können sie mehrere Lichtmoden gleichzeitig übertragen. Dies bedeutet, dass Lichtstrahlen verschiedene Pfade innerhalb des Kabels nehmen können, was zu Modendispersion führen kann, einem Phänomen, bei dem verschiedene Lichtmoden zu unterschiedlichen Zeiten am Ziel ankommen.
• Kategorien: Es gibt verschiedene Leistungsklassen von Multimode-Glasfaserkabeln, bekannt als OM1, OM2, OM3, OM4 und OM5. Jede dieser Kategorien bietet unterschiedliche Übertragungsgeschwindigkeiten und Reichweiten. Zum Beispiel ermöglicht OM3 eine Datenübertragung von 10 Gbit/s über eine Entfernung von bis zu 300 Metern, während OM4 diese Geschwindigkeit über eine Entfernung von bis zu 550 Metern unterstützen kann.

Die OM-Leistungsklassen für Multimode-Glasfaserkabel sind Spezifikationen, die verschiedene Performance-Eigenschaften für diese Kabel definieren. Sie sind in der Industrie gut etabliert, um zwischen den unterschiedlichen Fähigkeiten und Anwendungen der Multimode-Fasertypen zu unterscheiden.

OM1

• Beschreibung: Dies ist ein älterer Typ von Multimode-Glasfaser, der in der Regel einen 62,5-Mikrometer-Kern und eine 125-Mikrometer-Hülle hat.
• Geschwindigkeit und Reichweite: OM1 unterstützt in der Regel 1 Gbit/s Ethernet (1GbE) über Distanzen von bis zu 275 Metern und kann 10 Gbit/s (10GbE) bis zu einer Entfernung von etwa 33 Metern tragen.

OM2

• Beschreibung: Ähnlich wie OM1, aber mit einem kleineren 50-Mikrometer-Kern.
• Geschwindigkeit und Reichweite: Es kann 1GbE bis zu einer Reichweite von 550 Metern und 10GbE bis zu 82 Metern unterstützen.

OM3

• Beschreibung: OM3, oft als Laser-optimierte Multimode-Faser (LOMMF) bezeichnet, wurde für 10GbE und darüber hinaus entwickelt. Es hat ebenfalls einen 50-Mikrometer-Kern.
• Geschwindigkeit und Reichweite: Für 10GbE kann OM3 eine Reichweite von bis zu 300 Metern erreichen. Bei 40GbE und 100GbE reduziert sich die maximale Reichweite auf 100 Meter.

OM4

• Beschreibung: OM4 ist eine weitere LOMMF, die jedoch im Vergleich zu OM3 eine höhere Bandbreite und eine geringere Dämpfung bietet.
• Geschwindigkeit und Reichweite: Bei 10GbE kann OM4 Entfernungen von bis zu 550 Metern abdecken. Bei 40GbE und 100GbE kann es Signale über Distanzen von bis zu 150 Metern senden.

OM5

• Beschreibung: OM5 ist eine relativ neue Einführung in die Multimode-Faserklassifizierung und wird als „Wideband“ Multimode-Faser bezeichnet. Dies liegt daran, dass sie mehrere Wellenlängen gleichzeitig zur Datenübertragung verwenden kann.
• Geschwindigkeit und Reichweite: Bei der Verwendung von 40GbE und 100GbE mit Shortwave Wavelength Division Multiplexing (SWDM) Technologie kann OM5 Entfernungen von bis zu 150 Metern erreichen. Es wurde speziell entwickelt, um die Anforderungen der nächsten Generation von Hochgeschwindigkeitsnetzwerkanwendungen zu erfüllen.

• Verwendung und Anwendungen: Multimode-Glasfaser wird hauptsächlich in lokalen Netzwerken (LANs) eingesetzt, die kürzere Distanzen abdecken, wie zum Beispiel innerhalb von Bürogebäuden oder Campusnetzwerken. Sie eignen sich ideal für Gigabit-Ethernet- und 10-Gigabit-Ethernet-Anwendungen.

Singlemode-Glasfaser:

• Kern und Lichtausbreitung: Singlemode-Glasfaserkabel haben einen deutlich kleineren Kern, meist mit einem Durchmesser von etwa 9 Mikrometern. Aufgrund dieser geringen Größe können sie nur einen einzelnen Lichtmodus übertragen. Dies eliminiert das Problem der Modendispersion und ermöglicht es dem Licht, sich geradliniger und schneller durch das Kabel zu bewegen.
• Technische Vorteile: Sie bieten generell eine höhere Bandbreite und eine geringere Signalabschwächung im Vergleich zu Multimode-Kabeln. Dies ermöglicht eine deutlich größere Reichweite der Datenübertragung ohne signifikanten Signalverlust.
• Verwendung und Anwendungen: Aufgrund ihrer Fähigkeit zur Übertragung über lange Strecken werden Singlemode-Glasfaserkabel vorrangig in Weitverkehrsnetzwerken (WANs), Telekommunikationsnetzwerken und bei anderen Anwendungen eingesetzt, die Hochgeschwindigkeitsübertragungen über große Distanzen erfordern. Mit der richtigen Ausrüstung und unter idealen Bedingungen können Singlemode-Glasfaserkabel Daten über Entfernungen von bis zu 100 km oder sogar mehr übertragen.

Singlemode-Glasfaserkabel sind für die Übertragung von Daten über lange Distanzen optimiert, da sie nur einen Lichtmodus verwenden und dadurch eine geringere Signalabschwächung und Dispersion aufweisen. Anders als bei Multimode-Fasern, wo die Unterscheidung häufig auf der Grundlage von OM-Klassen erfolgt, werden Singlemode-Fasern meistens anhand von ITU-T G-Standards klassifiziert.

Hier sind einige der gängigen Singlemode-Leistungsklassen und ihre Beschreibungen:

G.652

• Beschreibung: Dies ist die gängigste und weit verbreitete Singlemode-Faser, oft auch als „Standard Singlemode-Faser“ bezeichnet. Es gibt verschiedene Varianten dieser Faser, die unterschiedliche Eigenschaften in Bezug auf die Wasserpeak-Performance und andere technische Merkmale aufweisen.
• Einsatzgebiete: G.652-Fasern werden häufig für allgemeine Netzwerkanwendungen, sowohl in Telekommunikationsnetzwerken als auch in Unternehmensnetzwerken, verwendet.

G.653

• Beschreibung: Diese Faser wurde entwickelt, um die Dispersionseigenschaften von Singlemode-Fasern zu verbessern und wird daher als „Dispersion Shifted Fiber (DSF)“ bezeichnet.
• Einsatzgebiete: Während sie ursprünglich für Telekommunikationsanwendungen entwickelt wurde, hat sie an Popularität verloren, da sie anfällig für nichtlineare Effekte ist, insbesondere in Systemen mit hoher Leistung.

G.654

• Beschreibung: Diese Faser hat einen größeren Kern und wird oft als „Low Loss Fiber“ bezeichnet, da sie eine geringere Dämpfung bei längeren Wellenlängen aufweist.
• Einsatzgebiete: G.654-Fasern werden hauptsächlich in Unterseekabelsystemen und anderen Langstreckenanwendungen eingesetzt.

G.655

• Beschreibung: Diese Faser ist als „Non-Zero Dispersion Shifted Fiber (NZDSF)“ bekannt und wurde entwickelt, um die nichtlinearen Effekte, die bei G.653 auftreten, zu vermindern, indem eine kleine, aber nicht null Dispersion bei 1550 nm bereitgestellt wird.
• Einsatzgebiete: Sie eignet sich besonders für Anwendungen, die Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) nutzen, insbesondere in Langstrecken- und Ultralangstrecken-Netzwerken.

G.657

• Beschreibung: G.657-Fasern sind Singlemode-Fasern, die für eine bessere Biegefestigkeit entwickelt wurden. Dies macht sie besonders nützlich in Anwendungen, in denen Fasern in enge Biegeradien gebracht werden müssen, ohne signifikante Signalverluste zu erleiden.
• Einsatzgebiete: Diese Fasern sind besonders beliebt in Heimnetzwerken, in dicht besiedelten städtischen Gebieten und in anderen Anwendungen, bei denen Biegefestigkeit wichtig ist.

Wie immer können die genauen Spezifikationen, Reichweiten und Anwendungen je nach Hersteller und spezifischem Einsatzgebiet variieren. Es ist wichtig, die richtige Singlemode-Faserkategorie basierend auf den spezifischen Anforderungen des geplanten Netzwerks auszuwählen.