Was bedeutet Singlemode und Multimode?

Was ist ein Glasfaserkabel?

Ein Glasfaserkabel wird zur Datenübertragung in Hochgeschwindigkeitsnetzen eingesetzt. Es besteht aus einem Bündel Glasfasern, die mit annähernder Lichtgeschwindigkeit optische Signale (Photonen) weiterleiten. Glasfaserkabel sind also Lichtwellenleiter, die eine weitaus höhere Datenübertragungsrate und -geschwindigkeit als Kupferkabel ermöglichen, welche nur elektrische Signale (Elektronen) weiterleiten können.

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Wie ist eine Glasfaser aufgebaut?

Eine einzelne Glasfaser setzt sich für gewöhnlich aus fünf Schichten zusammen:

• In der Mitte liegt als Kern (Core) die eigentliche Glasfaser,
• darum ein Mantelglas (Cladding),
• dann eine Beschichtung (Coating),
• ein Mantel aus Kunststoff (Buffering)
• und eine Kunststoffhülle (Jackett).

Die Lichtwellen werden durch den Faserkern geleitet. Das umliegende, durch die Beschichtung reflektierende Mantelglas verhindert Lichtverluste und führt die Lichtwellen in die richtige Richtung. Die beiden äußeren Kunststoffschichten schließlich schützen die filigrane Faser im Inneren.

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Wo liegt der Unterschied zwischen Singlemode-Fasern und Multimode-Fasern?

Glasfaserkabel bestehen entweder aus Singlemode-Fasern oder aus Multimode-Fasern. Der wesentliche Unterschied dieser beiden Typen besteht in der Übertragungsart der optischen Signale.

Lichtwellen setzen sich aus Moden zusammen, welche unterschiedliche räumliche Ausprägungen haben. Der Faserkern einer Singlemode-Faser hat nur einen sehr kleinen Durchmesser, sodass durch ihn – bildlich gesprochen – nur die „flachste“ Mode, die Grundmode, hindurchpasst. Eine Multimode-Faser hat einen größeren Durchmesser und kann somit auch Moden leiten, die mehr Raum benötigen.

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Wo werden Singlemode- und Multimode-Faserkabel eingesetzt?

Singlemode-Fasern eignen sich für den Einsatz in großen Netzwerken, da sie über mehrere Kilometer sehr hohe Datenübertragungsraten ermöglichen, während Multimode-Fasern nur Entfernungen bis circa 400 m realisieren können.

Allerdings sind Singlemode-Faserkabel in der Anschaffung und Installation teurer als Multimode-Faserkabel, da sie als Lichtquelle statt einer LED einen Laser benötigen. Auch die Herstellung der winzigen Singlemode-Faserkerne ist kostenintensiver als die der größeren Multimode-Kerne.

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Fakten über Singlemode-Fasern

• Außenmantel gelb (OS1 und OS2)
• Faserkerndurchmesser: meist 9 µm
• Kann aufgrund des kleinen Kerndurchmessers nur Grundmode LP01 leiten
• Manteldurchmesser: 125 µm
• Lichtquellen: Laser oder Laserdioden mit Wellenlängen von 1310 nm bis 1550 nm
• Datenübertragung: im Tbs-Bereich
• Kosten: höherpreisige Transceiver und Lichtquellen
• Einsatz: große Entfernungen (mehrere Kilometer), z.B. Carrier-Netzwerke, MANs (Metropolitan Area Networks)

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Fakten über Multimode-Fasern

• Außenmantel orange (OM1, OM2), aqua (OM3), violett (OM4), lime (OM5)
• Faserkerndurchmesser: 62,5 µm oder 50 µm
• Kann aufgrund des größeren Kerndurchmessers weitere (transversale) Moden leiten
• Manteldurchmesser: 125 µm
• Lichtquellen: LEDs oder VCSELs mit Wellenlängen von 850 nm bis 1310 nm
• Datenübertragung: 10 bis 100 Gbs
• Kosten: günstige Transceiver und Lichtquellen
• Einsatz: kurze Entfernungen (bis zu 400 m), z.B. Rechenzentren, Unternehmen, LANs (Local Area Networks)