Faser-zu-Faser-Medienkonverter: Anwendungsleitfaden

Faser-zu-Faser-Medienkonverter sind in der Lage, Multimode- und Singlemode-Netzwerke zu verbinden, Dual-Faser-Netzwerkkabel mit Einzelfaserkabeln zu verbinden und zwei Netzwerke zu verbinden, die unterschiedliche Lichtwellenlängen nutzen. Hier werden drei Anwendungsszenarien vorgestellt, in denen Fiber-to-Fiber-Medienkonverter eingesetzt werden.

Anwendung: Multimode zu Singlemode

Bekanntlich besteht eine Singlemode-Faser aus dünnen Glassträngen, die einen sehr kleinen diametralen Kern haben, der eine geringe Signaldämpfung erzeugt. Diese Konstruktion ermöglicht einen sehr hohen Datendurchsatz von bis zu 100Gbps bei Entfernungen zwischen 10km und 80km. Ein Multimode-Kabel hat einen größeren diametralen Kern als eine Singlemode-Faser, mit kürzeren Übertragungsstrecken von bis zu 500 Metern für 10Gbps-Netzwerksignale. Faser-zu-Faser-Medienkonverter werden dort eingesetzt, wo eine Konvertierung von MM- zu SM-Fasern erforderlich ist, um größere Entfernungen zu überbrücken. Bei der Konvertierung von Multimode- zu Singlemode-Fasern wird die Netzwerkübertragung effektiv erweitert, so dass der Fasertyp nicht mehr unbedingt ausgetauscht werden muss.

Abbildung 1: Umwandlung von Multimode- in Singlemode-Faser

Anwendung: Dual-Faser zu Single-Faser

Es gibt Situationen, in denen die Benutzer gezwungen sind, eine Dual-Glasfaser- in eine Single-Glasfaserverbindung umzuwandeln. Um das Budget für das Kosten für Glasfasern zu sparen, versuchen Benutzer mitunter, die BiDi Single Fiber-Verbindungen für Übertragungen zwischen zwei Standorten, die Dual Fiber verwenden, einzusetzen. Im Allgemeinen werden zwei Glasfasern für die Signalübertragung verwendet, eine für den Empfang und die andere für die Übertragung. Bei BiDi-Faserkabeln wird nur eine einzige Faser mit zwei Wellenlängen zum Senden und Empfangen verwendet, was Faserressourcen sparen kann. Die Umwandlung in eine Einzelfaserübertragung kann durch Faser-zu-Faser-Konverter realisiert werden. Die Abbildung 2 zeigt zwei Doppelfaser-Switches, die über ein Paar von Faser-zu-Faser-Konvertern per Single Fiber verbunden sind.

Abbildung 2: Konvertierung von Doppelfaser- zu Einzelfaser (Dual Fiber zu Single Fiber)

Faser-zu-Faser-Medienkonverter können außerdem die Faserkapazität verdoppeln, indem sie Doppelfaserverbindungen in Einzelfaserverbindungen umwandeln. In vielen Fällen ist das Netzwerk zwangsläufig parallel zum Wachstum der Endgeräte zu erweitern, wobei die Glasfaser-Backbone-Verkabelung in der Regel unverändert bleibt. In diesem Fall kann die Glasfaserkapazität verdoppelt werden, indem jeder Strang der Dual-Faser in eine BiDi-Einfach-Faserverbindung umgewandelt wird, wie in Abbildung 3 dargestellt.

Abbildung 3: Medienkonvertierung von Doppelfaser- zu Einzelfaser zur Verdoppelung der Faserkapazität

Anwendung: Optische Wellenlängen-Konvertierung

Die WDM-Technologie (Wavelength Division Multiplexing) kann die Kapazität der bestehenden Glasfaserinfrastruktur erhöhen, indem sie die Verwendung mehrerer Wellenlängen über dieselbe Glasfaserverkabelung ermöglicht. Jeder Kanal überträgt Daten unabhängig voneinander, so dass Netzwerkdesigner unterschiedliche Datenraten und Protokolle für verschiedene Anwendungen transportieren können. Vorher sind Glasfaser-zu-Faser-Medienkonverter erforderlich, um die optischen Standardwellenlängen in die entsprechende WDM-Wellenlänge zu konvertieren.

In Abbildung 4 wird auf der einen Seite ein Ethernet-Gigabit-Glasfaser-Switch-Link von 1310nm in 1570nm Glasfaser, ein 10/100 UTP-Ethernet-Switch-Link von Kupfer in 1590nm Glasfaser und der DS3-Multiplexer-Link von DS3-Kupfer in 1610nm Glasfaser umgewandelt. Alle drei Wellenlängen werden in der gemeinsamen CWDM-Glasfaserverbindung kombiniert (gemultiplext). Auf der anderen Seite der CWDM-Faserverbindung filtert der MUX jede der Wellenlängen aus und bietet die Verbindung zu einzelnen Faserverbindungen. An jeder Verbindung wandelt ein Medienkonverter mit der entsprechenden Wellenlänge SFP die CWDM-Wellenlängen wieder in die ursprüngliche Form um.

Abbildung 4: Wellenlängen-Konvertierung

Fazit

Faser-zu-Faser-Medienkonverter sind eine kostengünstige Lösung zur Erweiterung der Netzwerkübertragungsdistanz und zur Erhöhung der Faserkapazität. Sie verbessern die Fähigkeiten der bestehenden Glasfaserinfrastruktur durch die Bereitstellung mehrerer Funktionen, wie z.B. die Umwandlung von Dual-Faser zu Single-Faser, die Umwandlung von Multimode in Singlemode und die Umwandlung von Standardwellenlängen in WDM-Wellenlängen.