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Singlemode vs Multimode Glasfaserkabel

Eines der wichtigsten Übertragungsmedien in einer Rechenzentrumsumgebung ist das Glasfaserkabel, aufgrund einer Reihe von Vorteilen hinsichtlich der Bandbreitenkapazität, der größeren Freiheit in Bezug auf Übertragungsdistanzen, der geringeren Störanfälligkeit und der Sicherheit bei der Kommunikation.

Aufbau Glasfaser

Die Struktur

Die Struktur, die allen Lichtwellenleiterkabeln gemeinsam ist, besteht aus einem dünnen, haarfeinen Kern, der Licht voller Informationsdaten leitet. Der Kern ist von einem optischen Material umgeben, dem sogenannten "Mantel", der das Licht im Kern mit Hilfe einer optischen Technik, der sogenannten "Totalreflexion", einfängt.
Kern und Verkleidung bestehen in der Regel aus hochreinem Glas. Die Faser ist mit einer schützenden Kunststoffummantelung, der sogenannten "Primärpufferummantelung", beschichtet, die sie vor Feuchtigkeit und anderen Beschädigungen schützt. Mehr Schutz bietet das "Kabel" mit den Fasern und Festigkeitsträgern im Inneren und einer äußeren Ummantelung, die als "Mantel" bezeichnet wird.

Singlemode Glasfaserkabel

Ein Singlemode-Glasfaserkabel hat einen kleinen diametralen Kern, der nur eine Lichtausbreitung zulässt. Dadurch verringert sich die Anzahl der Lichtreflexionen, die beim Durchgang des Lichts durch den Kern entstehen, verringert die Dämpfung und schafft die Fähigkeit des Signals, sich weiter zu bewegen.

Singlemode Patchkabel

Singlemode Glasfaser

Multimode Glasfaserkabel

Multimode-Lichtwellenleiter haben größere Kerne, die viele Modi gleichzeitig führen. Der größere Kern macht es viel einfacher, Licht von einem Transceiver einzufangen, so dass die Kosten der Lichtquelle hierbei günstiger sind. Aus diesem Grund steigt die Anzahl der Lichtreflexionen, die beim Durchgang des Lichts durch den Kern entstehen, wodurch mehr Daten zu einem bestimmten Zeitpunkt durchgelassen werden können. Aufgrund der hohen Dispersions- und Dämpfungsrate bei diesem Fasertyp wird die Qualität des Signals über weite Strecken reduziert.

Praktische Unterschiede zwischen Singlemode und Multimode Kabeln

Singlemode-Systeme sind in der Regel teurer wegen der Laserdioden und der präzisen Kalibrierung, die für die Lichteinkopplung in das Kabel erforderlich sind. Die Kosten für Single- und Multimode-Kabel selbst sind nicht zu vernachlässigen, aber Singlemode-Hardware kostet oft mehr. Licht bewegt sich innerhalb von Singlemode-Kabeln länger als innerhalb von Multimode-Kabeln. Wie weit es noch geht, hängt von vielen Faktoren ab, aber die Faustregel ist, dass Singlemode- Signale Distanzen von bis zu 160 Kilometern erreichen können. Die Bandbreite (Informationsmenge im Signal) von Singlemode ist höher als bei Multimode. Da der Eingangskern von Singlemode so klein ist (9 Mikrometer), müssen Singlemode-Steckverbinder sehr, sehr sauber gehalten werden. Selbst ein mikroskopisch kleiner Partikel, der die Pupille blockiert, kann das Signal teilweise oder vollständig blockieren. Dieser winzige Kern erfordert eine präzise Ausrichtung, um Licht vom Transceiver in den Kern einzuspeisen, was die Kosten für den Transceiver erheblich erhöht.

Multimode-Fasern werden entweder durch ihren Kern/Mantel-Durchmesser (z.B. 50/125μm) oder durch ein Klassifizierungssystem nach ISO 11801 - OM1, OM2 und OM3, OM4 - beschrieben.

Der größere Kern macht es viel einfacher, Licht von einem Transceiver einzufangen, so dass die Kosten für Lichtquellen günstiger sind. Ebenso kosten Multimode-Verbinder weniger als Singlemode-Verbinder aufgrund der verschärften Ausrichtungsanforderungen von Singlemode-Lichtwellenleitern. Singlemode-Verbindungen erfordern größere Sorgfalt und Geschicklichkeit, und deshalb werden die Komponenten oft bereits im Werk vorkonfektioniert.

Andererseits lassen sich Multimode-Verbindungen problemlos im Feld spleißen, was Installationsflexibilität, Kostenersparnis und Sicherheit bietet. Aus diesen Gründen sind Multimode-Glasfasersysteme nach wie vor die kostengünstigste Wahl für Anwendungen in Unternehmen und Rechenzentren mit einer Reichweite von bis zu 2 Kilometern.

Unterschied Singlemode Multimode

Cost Difference Multimode Singlemode

Kostendifferenz

Die Singlemode-Transceiver-Optik ist teurer als Multimode-basierte Transceiver, jedoch ist Singlemode die einzige Faser, die den Begriff "zukunftssicher" aufgrund ihrer massiven Bandbreitenmöglichkeiten und der großen Reichweite von vielen Kilometern rechtfertigen kann.

Design Überlegungen

Bei der Spezifikation von Geräten für den Einsatz in einem faseroptischen Verbindungssystem müssen folgende Faktoren berücksichtigt werden:

  • Die Art des verwendeten Faserkabels
  • Die Dicke
  • Der Brechungsindex
  • Das Absorptionsspektrum
  • Die Geometrie
  • Die Wellenlänge des verwendeten Lichts
  • Die Eigenschaften der Lichtquelle
  • Die spektrale Linienbreite (Frequenzbereich) der Quelle
  • Die Eigenschaften der Empfangsgeräte
  • Das Modulationsverfahren
  • Verfahren zur Veränderung des Lichts zur Darstellung von Datenbits

Design

Vorkonfektionierte Glasfaserkabel gelten als komfortable und kostengünstige Lösung für das heutige Glasfasernetz, die bis zu 65% Installationszeit einsparen können. Vorkonfektionierte Glasfaserkabel werden in der Regel in Stammkabel, Kabelbäume und Patchkabel unterteilt.