Singlemode- oder Multimode-Glasfaser:
Die wesentlichen Unterschiede
Aufgrund steigender Bandbreitennutzung, sinkender Kosten für Glasfaserkabel und neuer Technologien, die schnellere Geschwindigkeiten und zuverlässigere Verbindungstechniken erfordern, werden Glasfaserkabel zu einer praktischen Lösung für viele Verkabelungsprojekte.
Bevor Sie die Entscheidung fällen, dass Glasfaser der richtige Weg für Ihr Projekt ist, müssen Sie eine weitere Entscheidung treffen: Benötigen Sie Singlemode- oder Multimode-Faser?
Keine ist der anderen überlegen, denn jede Art von Faser erfüllt ihre Aufgabe in der entsprechenden Anwendung optimal. Die Kenntnis der Unterschiede schützt Sie davor, in den weniger geeigneten Kabeltyp zu investieren oder ein Kabel zu verwenden, das nicht mit Ihren Glasfaserkomponenten kompatibel ist und sich negativ auf die Signalqualität auswirken könnte.
Um Ihnen die Auswahl zu erleichtern, gehen wir hier auf die Unterschiede beim Vergleich zwischen Singlemode- und Multimode-Fasern ein.
Singlemode- oder Multimode-Faser: Unterschiede im Aufbau
Bei dem Vergleich von Singlemode-Fasern und Multimode-Fasern in Bezug auf die Fertigung zeigt sich ein wesentlicher Unterschied: Singlemode-Fasern haben einen kleineren Kern und leiten das Licht direkt durch die Glasfaser (nur der Grundmodus des Lichts wird durch die Glasfaser übertragen). Die während der Lichtübertragung entstehende Lichtreflexion nimmt ab, wodurch die Dämpfung verringert und das Signal erfolgreich über größere Entfernungen übertragen wird.
Der Durchmesser des Kerns ist bei der Multimode-Technik fünf- bis sechsmal größer als bei Singlemode-Fasern. Dies erlaubt eine viel größere Lichtsammelkapazität und vereinfacht den Einsatz günstiger elektrooptischer Geräte. Mehrere Moden oder Lichtpfade durchlaufen die Glasfaser gleichzeitig, was die Übertragungsdistanz und die Bandbreite immer eingeschränkt hat. Dies wird jedoch als Modulationstechnikformat für Glasfasern „mit wenigen Moden“ angesehen, auf die wir hier nicht näher eingehen.
Singlemode-Faser oder Multimode-Faser:
Unterschiede in der Anwendung
Da in einem Multimode-Faserkabel mehrere Moden/Lichtpfade verlaufen, ist die Bandbreite nur über kurze Distanzen hoch.
Bei größeren Entfernungen wird die modale Dispersion (Verzerrung) problematisch. Dies wird in der Regel durch die „effektive modale Bandbreite“ einer Glasfaser ausgedrückt, die umgekehrte Beziehung zwischen Bandbreite und Reichweite der Glasfaser. Aufgrund des modalen Dispersionseffekts verringert sich die Reichweite mit zunehmender Signalbandbreite – und umgekehrt.
In Singlemode-Fasern bewegt sich das gesamte Licht eines Impulses mit etwa der gleichen Geschwindigkeit und kommt ungefähr zur gleichen Zeit an. Dadurch werden die Effekte der modalen Dispersion eliminiert, die in Multimode-Fasern auftreten. Dies ermöglicht höhere Bandbreiten bei geringeren Signalverlusten über größere Entfernungen. Das ist ideal für Anwendungen zur Übertragung von Langstreckensignalen, wie etwa in oder zwischen Gebäuden und Geländen, auf hoher See und in entfernten Büros. Es gibt im Grunde keine Entfernungsbegrenzungen.
Singlemode- oder Multimode-Faser: Kostenunterschiede
Derzeit sind Singlemode-Fasern meist preisgünstiger als Multimode-Fasern, aber es ist wichtig, auch andere Kostenfaktoren im Auge zu behalten.
Die meisten Glasfasersysteme verwenden Transceiver, die einen Sender und einen Empfänger in einem Einzelmodul kombinieren und Glasfasertechnologie für das Senden und Empfangen von Daten über ein Glasfasernetzwerk nutzen. Derzeit ist der Preis von Multimode-Transceivern zwei- bis dreimal niedriger als der von Singlemode-Transceivern.
Da die Preise für Transceiver jedoch sinken, wird Singlemode in Anwendungen für kürzere Entfernungen immer häufiger als kostengünstige Alternative eingesetzt.
Singlemode- oder Multimode-Faser: Kabeltypen
Bei Begriffen wie OM1, OM2, OM3, OM4 und OM5 handelt es sich um Multimode-Fasern. Bei Singlemode-Fasern ist es nicht ganz so eindeutig. Zu den aktuell verwendeten Singlemode-Fasertypen gehören:
- Standard Singlemode-Faser (G.652)
- Cut-off Shifted Faser (G.654)
- Low Water Peak Faser (G.652)
- Dispersion Shifted Faser (G.653)
- NZDSF-Faser (Non-Zero Dispersion Shifted Fiber) (G.655)
- Biegefeste Faser (G.657)
Jeder Singlemode-Fasertyp hat spezifische Eigenschaften. Abhängig von Wellenlänge, Entfernung und Aufbau des Übertragungsweges (der verschiedene Methoden zur Signalverstärkung einbeziehen kann) gibt es unterschiedliche Aspekte, die bei der Entscheidungsfindung zu berücksichtigen sind.
Vorbereitung auf Ihr nächstes Projekt
Mit der Weiterentwicklung und Verbesserung der Technologie der Glasfaserelektronik – einschließlich Modulatoren, Laser, PHY, Transceiver usw., die ein komplettes Glasfaserkabelsystem ausmachen – müssen auch Singlemode- und Multimode-Glasfaserkabel verbessert werden.
Damit Sie genau das gewünschte Resultat erzielen, möchten wir Ihnen die Zusammenarbeit mit einem Systemarchitekten empfehlen. Er unterstützt Sie bei der Entwicklung eines Glasfasersystems, das auf der geplanten Länge, der Anzahl der Netzwerk-Clients und dem Ort basiert, an dem Ihre Datenquellen gehostet werden.
Haben Sie Fragen zur Planung Ihres nächsten Glasfaserprojekts? Senden Sie uns eine Nachricht. Wir liefern Ihnen gerne die Antworten, die Sie benötigen!
Über den Autor
Jim Zimnicki ist seit mehr als sieben Jahren bei Belden in den Bereichen Kabelfertigung, Engineering und Produktentwicklung tätig. Nach Abschluss seines Praktikums bei Belden hat er sich im August 2017 unserem Team in Vollzeit angeschlossen. Als ehemaliger Produktentwicklungsingenieur und leitender Produktentwicklungsingenieur beaufsichtigte Jim Designs, die den Kriterien von Kunden und neuen Auftraggebern entsprachen, wertete Testdaten auf die Einhaltung von Standards aus und unterstützte die Fertigungsversuche bei Belden. Er hat einen Bachelor in Elektrotechnik und einen Master of Science in Elektrooptik von der University of Dayton.