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Singlemode-Faser: Typen und Anwendungen

Worton

Übersetzer*in Felix
11. Januar 2019

Bekanntlich werden Multimode-Fasern üblicherweise in OM1, OM2, OM3 sowie OM4 und OM5 Fasertypen unterteilt. Wie verhält es sich dagegen mit Singlemode-Glasfaserkabel? Im Allgemeinen werden Singlemode-Glasfaserkabel in OS1- und OS2-Glasfaser kategorisiert. OS1 und OS2 sind kabelgebundene Singlemode-Glasfaser-Spezifikationen. Tatsächlich gibt es viele Unterschiede zwischen OS1 und OS2 Singlemode-Faser. Dieser Text wird einen Vergleich zwischen OS1 und OS2 anstellen und Ihnen dann einen Leitfaden für die Auswahl des richtigen Glasfaserkabels für Ihre Anwendungen geben.

Was ist eine Singlemode-Glasfaser?

In der optischen Fasertechnologie ist die Singlemode-Faser (SMF) oder Monomode-Faser eine optische Faser, die für die Übertragung eines einzelnen Lichtstrahls oder einer einzelnen Lichtart als Träger für die gleichzeitige Ausbreitung konzipiert ist. Im Allgemeinen haben Singlemode-Kabel einen schmalen Kerndurchmesser von 8 bis 10 µm (Mikrometer), der sich bei der Wellenlänge von 1310 nm und 1550 nm ausbreiten kann. In einer Singlemode-Faser laufen alle Signale in der Mitte gerade nach unten, ohne an den Rändern abzuprallen (blaue Linie in der folgenden Abbildung), wodurch Verzerrungen, die durch überlappende Lichtpulse entstehen könnten, eliminiert werden. Signale wie Kabelfernsehen, Internet und Telefon werden im Allgemeinen über Singlemode-Fasern übertragen, die zu einem riesigen Bündel zusammengewickelt sind. Die optische Singlemode-Faser ist die beste Wahl für die Übertragung von Daten über große Entfernungen, wie z.B. 100 km (60 Meilen), aufgrund der geringen Signaldämpfung, die durch den Singlemode-Lichtmodus verursacht wird.

Figure 1 Single Mode Fiber Diagram.jpg

Typen von Singlemode-Fasern: OS1 vs. OS2

Singlemode-Faser kann in OS1 und OS2 kategorisiert werden. Dabei handelt es sich um kabelgebundene SMF-Faser-Spezifikationen. OS1 Singlemode-Fasern entsprechen den ITU-T G.652A/B/C/D-Standards. OS2-Singlemode-Fasern sind jedoch nur konform mit ITU-T G.652C oder ITU-T G.652D. Neben den Standards ist der Hauptunterschied zwischen OS1 und OS2 Singlemode-Faser der Kabelaufbau. Die OS1-Faser ist ein dicht gepuffertes Kabel, das für den Einsatz in Innenräumen (z.B. Campus oder Datenzentren) mit einer maximalen Entfernung von 10 km ausgelegt ist. Die OS2-Faser ist ein Bündeladerkabel, das für den Einsatz im Freien (z.B. Straße, U-Bahn und Erdverlegung) mit einer maximalen Entfernung von bis zu 200 km konzipiert ist. OS1 Innenfaser hat einen größeren Verlust pro Kilometer als OS2 Außenfaser. Im Allgemeinen liegt die maximale Dämpfung für OS1 bei 1,0 db/km und für OS2 bei 0,4db/km. Sowohl OS1- als auch OS2-Glasfaserkabel ermöglichen eine Entfernung von Gigabit bis 10G-Ethernet. Außerdem kann OS2-Glasfaser 40G- und 100G-Ethernet unterstützen. OS1 ist viel billiger als OS2. Die nachstehende Spezifikationstabelle wird die Unterschiede zwischen OS1 und OS2 deutlich machen. Weitere Einzelheiten finden Sie in unserem Vergleich zwischen OS1 und OS2.

OS1 OS2
Standards ITU-T G.652A/B/C/D ITU-T G.652C/G.657.A1 (part)
Kabel-Konstruktion Tight Buffered Loose Tube
Anwendung Innenbereich Außenbereich
Dämpfung 1,0db/km 0,4db/km
Maximale Entfernung 10 km 200 km
Preis Niedrig Hoch

Was sind die Vor- und Nachteile der Singlemode-Faser?

Normalerweise sind die Vor- und Nachteile von Singlemode-Fasern relative Aspekte und werden üblicherweise mit Multimode-Fasern verglichen.

Vorteile der Singlemode-Faser


  • Singlemode-Faserabstand: Singlemode-Faser unterstützt aufgrund ihrer geringeren Dämpfung einen größeren Abstand als Multimode-Faser. Zum Beispiel hat die Multimode-Faser im Allgemeinen eine Reichweite von mehreren hundert Metern, während die SM-Faser das Potenzial hat, 200 km zu erreichen.

  • Bandbreite-Kapazität: Ein Singlemode-Glasfaserkabel bietet eine höhere Bandbreite als ein Multimode-Glasfaserkabel.

  • Datendispersion: Singlemode-Faser überträgt nur Licht eines Modes und verursacht keine Modaldispersion.

  • Singlemode-Fasergeschwindigkeit: Singlemode-Faser hat keine Modaldispersion, kein modales Rauschen und andere Effekte, die bei Multimode-Übertragung auftreten. So kann sie Signale mit viel höheren Geschwindigkeiten und bis zu 50-mal mehr Entfernung übertragen als Multimode-Faser.

Nachteile der Singlemode-Faser


  • Erfordert viel engere Toleranzen: Es ist schwieriger, Licht in eine Singlemode-Faser als in eine Multimode-Faser einzukoppeln, da der Faserkerndurchmesser innerhalb der SMF kleiner ist. Die kleineren Kerne (8-10 µm) erfordern viel engere Toleranzen als die Einkopplung von Licht in die größeren Kerne (62,5/50 µm) von Multimode-Fasern.

  • Kostet mehr: Komponenten und Ausrüstung für Singlemode-Fasern sind teurer als für Multimode-Fasern. Multimode-Faser kann mehrere Lichtmodi unterstützen, ihr Preis ist höher als bei Singlemode-Faser. Auf der Geräteseite sind jedoch Singlemode-Fasergeräte teurer als Multimode-Fasergeräte, da Singlemode-Faser typischerweise Festkörperlaserdioden verwendet werden.

  • Genauere Technologie: Es ist schwieriger, SMFs herzustellen und zu handhaben als MMFs.

Anwendungen für Singlemode-Glasfaserkabeln

Singlemode-Faseranwendungen könnten in vier Hauptsituationen unterteilt werden, die unten nach verschiedenen Kategorien aufgelistet sind.

Kategorien Anwendungs-Szenarien
Traditionelle/Standard Singlemode-Faser Metro- und Zugangsnetze
Negative Non-Zero Dispersion-Shifted Fiber Metro- und Mittelstreckennetze
Positive Non-Zero Dispersion-Shifted Fiber Metro-Netze für lange Strecken und hohe Datenraten
High Positive Non-Zero Dispersion-Shifted Fiber Untersee-Netzwerke mit hoher Geschwindigkeit und hoher Kapazität

Darüber hinaus hat die Singlemode-Faser ein breites Anwendungsspektrum in faseroptischen Komponenten oder im Gerätebau, wie z.B. faseroptische Monomode-Adapter, faseroptische Dämpfungsglieder, Pigtail- und Patchkabel. Zum Beispiel kann das Singlemode-Glasfaserkabel für den Innenbereich in Form von Faserpigtails oder Patchkabeln für die Verbindung mit Glasfasergeräten vom Typ Singlemode hergestellt werden.

Zusammenfassung

Angesichts der oben genannten Aspekte ist die Singlemode-Glasfaser für den Netzaufbau in verschiedenen Situationen notwendig und effektiv. Und die Verwendung von Singlemode-Glasfaserkabeln ist der beste Weg, um die Modaldispersion über große Entfernungen zu beseitigen. Daher ist die Verwendung von Singlemode-Faser in Backbone-Systemen sehr beliebt.

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