Bandbreite und optisches Fenster des Glasfaserkabels

Für Glasfaserkabel ist die Bandbreite theoretisch unendlich hoch, die Übertragungskapazität unendlich groß und die Übertragungsstrecke unendlich weit. Darüber hinaus ist das Glasfaserkabel sehr leicht und all diese Eigenschaften machen es zu einem idealen Medium für die Datenübertragung, das in der Lage ist, unbegrenzt Telefon- und Fernsehsignale zu übertragen. Allerdings ist das Ergebnis bei der derzeitigen Anwendung von optischen Kabeln weit von der Theorie entfernt. Unabhängig von den fragilen physikalischen Eigenschaften von Silizium hat sich die Übertragungsfähigkeit von Glasfaserkabeln um einige Bereiche verbessert.

Was ist die Bandbreite und das Fenster eines Glasfaserkabels?

Im Mai 2002 teilte die ITU-T-Organisation das faseroptische Kommunikationssystem in sechs Bänder namens O, E, S, C, L und U6 auf. Multimode-Glasfaser bei 850nm ist bekannt als das erste Fenster, Singlemode-Glasfaser im O-Band wird als das zweite Fenster bezeichnet. C-Band wird als drittes Fenster bezeichnet, L-Band ist das vierte und E-Band ist das fünfte Fenster. Die folgende Tabelle zeigt die Wellenlängenbänder sowohl für Multimode-LWL-Kabel als auch für Singlemode-LWL-Kabel.

Der Frequenzbereich in der obigen Tabelle bezieht sich auf die Frequenz des Lichts. Nach der Formel Geschwindigkeit = Wellenlänge x Frequenz, können wir die Frequenz des Lichts leicht berechnen. Der Zusammenhang zwischen dem Transmissionsverlust des Glasfaserkabels und der Wellenlänge wird wie folgt dargestellt:

In den Anfängen der Glasfaserkommunikation wurde die LED aufgrund ihres niedrigen Preises als Lichtquelle eingesetzt. Multimode-Glasfaserkabel, die bei 850nm und 1300nm arbeiten, wurden zur ersten Wahl für den Aufbau eines kleinen Netzwerks, während Singlemode-Lichtwellenleiter, die bei 1310nm und 1550nm mit Laser als Lichtquelle arbeiten, die Grundlage für den Aufbau eines großen Netzwerks bildeten. Wenn es mehr Fenster für Singlemode-Kabel gäbe, würde ein Glasfaserkabel eine ultrahohe Geschwindigkeit erreichen, indem es Signale mit unterschiedlicher Wellenlänge gleichzeitig sendet, indem es die WDM-Technologie (Wellenlängenmultiplexing) einsetzt und so das Potenzial der Singlemode-Faser maximiert. Also Telefon und Netzwerk gleichzeitig über ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) nutzen. Das liegt daran, dass Sprache und Daten unterschiedliche Frequenzen haben. Dieses Prinzip ist ähnlich bei der WDM- und ADSL-Technologie, die in der Regel in Hauptnetzen eingesetzt wird, die eine höhere Bandbreite benötigen.

Bandbreite und das Fenster des Glasfaserkabels in der Anwendung

Für intelligentes Bauen sind die hauptsächlich verwendeten Glasfaserkabel Multimode-Kabel, die Kurzstreckenübertragung unterstützen, wie z.B. Glasfaserkabel, die bei 850nm oder 1300nm mit LED als Lichtquelle arbeiten, oder Glasfaserkabel, die bei 850nm mit VCSEL-Laser arbeiten. Singlemode-LWL-Kabel werden oft in Gebäuden eingesetzt, die einen größeren Abstand zueinander haben.

In intelligenten Gebäudeanwendungen ist das Glasfaserkabel oft ein Multimode-Kabel, wie beispielsweise Glasfaserkabel mit der Emissionswellenlänge von 850nm oder 1300nm LED-Lichtquellen oder 850nm VCSEL-Laserwellenlänge. Singlemode-Lichtwellenleiter mit der Emissionswellenlänge 1310nm oder 1550nm FP oder DFB-Laser, bedeutet, dass der Großteil des Lichtwellenleiters nur ein Fenster geöffnet ist. Singlemode-LWL-Kabel arbeiten zusammen mit FP oder DFB, die Wellenlängen von 1310nm oder 1550nm übertragen. Das heißt, dass die meisten optischen Kabel nur ein Fenster offen haben.

Fazit

Ob die Übertragungsfenster von Glasfaserkabeln geöffnet werden können oder nicht und wie viele Fenster geöffnet werden können, hängt von mehreren Faktoren wie Streuung, Verlust, WDM sowie Lichtquelle und Netzwerkgeräten ab. Langfristig werden Glasfaserkabel, die mehrere Fenster unterstützen, eine stärkere Praktikabilität, Kompatibilität und Skalierbarkeit aufweisen.