Obwohl Singlemode-Glasfaserkabel (SMF) und Multimode-Glasfaserkabel (MMF) in einer Vielzahl von Anwendungen weit verbreitet sind, können die Unterschiede zwischen Singlemode- und Multimode-Glasfaserkabeln verwirrend sein. Dieser Artikel bietet einen ausführlichen Vergleich der Singlemode- und Multimode-Glasfasertypen und konzentriert sich dabei auf deren grundlegenden Aufbau, Faserlängen, Kosten, Faserfarben und mehr.

Vergleich zwischen Singlemode und Multimode

Singlemode-Fasern übertragen jeweils nur einen Lichtmodus. Multimode-Fasern übertragen mehrere Modi. Die Hauptunterschiede zwischen Singlemode- und Multimode-Fasern liegen im Kerndurchmesser, der Wellenlänge und Lichtquelle, der Bandbreite, der Mantelfarbe, der Übertragungsdistanz und den Kosten.

Kerndurchmesser

Singlemode-Fasern haben einen deutlich kleineren Kerndurchmesser als Multimode-Fasern. Obwohl es auch andere Typen gibt, haben Singlemode-Fasern typischerweise einen Kerndurchmesser von 9 µm. Multimode-Fasern hingegen haben typischerweise Kerndurchmesser von 50 µm und 62,5 µm, was eine höhere Lichtsammelfähigkeit ermöglicht und den Anschluss vereinfacht. Der Manteldurchmesser von Singlemode- und Multimode-Fasern beträgt 125 µm.

Multimode-Fasern weisen aufgrund ihres größeren Kerndurchmessers eine höhere Dämpfung auf als Singlemode-Fasern. Singlemode- Fasern haben einen sehr schmalen Kern, sodass das durch sie hindurchtretende Licht nicht so oft reflektiert wird, wodurch die Dämpfung auf ein Minimum reduziert wird.

Wellenlänge und Lichtquelle

Aufgrund des größeren Kerndurchmessers von Multimode-Fasern werden häufig kostengünstige Lichtquellen wie LEDs (Leuchtdioden) und VCSELs (Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers) mit Wellenlängen von 850 nm und 1300 nm verwendet. Singlemode-Fasern hingegen nutzen typischerweise Laser oder Laserdioden zur Erzeugung des in das Kabel eingespeisten Lichts. Gängige Wellenlängen für Singlemode-Fasern sind 1310 nm und 1550 nm.

Bandbreite

Die Bandbreite von Multimode-Fasern wird durch ihren optischen Modus begrenzt. Die aktuelle maximale Bandbreite beträgt 28.000 MHz*km für OM5-Fasern. Die Bandbreite von Singlemode-Fasern ist theoretisch unbegrenzt, da sie jeweils nur einen optischen Modus durchlässt.

Farbe Scheide

Gemäß TIA-598C ist der Außenmantel von Singlemode-Glasfasern für nichtmilitärische Anwendungen gelb, der von Multimode-Glasfasern orange oder hellgrün. Klicken Sie hier, um weitere Informationen zu den Farbcodes von Glasfaserkabeln zu erhalten .

Arbeitsabstand für Singlemode- und Multimode-Fasern

Es ist bekannt, dass Singlemode-Fasern für Langstreckenanwendungen geeignet sind, während Multimode-Fasern für die Übertragung über kurze Distanzen geeignet sind. Welche quantifizierbaren Unterschiede gibt es also hinsichtlich der Übertragungsdistanz zwischen Singlemode- und Multimode-Fasern?

Wie aus der Grafik ersichtlich, haben Singlemode-Fasern bei Datenraten von 1G bis 10G eine deutlich größere Übertragungsdistanz als Multimode-Fasern . OM3/OM4/OM5-Multimode-Fasern unterstützen jedoch höhere Datenraten. Da Multimode-Fasern einen größeren Kern haben und mehrere Lichtmodi unterstützen, wird ihre Übertragungsdistanz durch die modale Dispersion begrenzt, ein häufiges Phänomen bei Multimode-Stufenindex-Fasern. Dies tritt bei Singlemode-Fasern nicht auf, was einen grundlegenden Unterschied zwischen beiden darstellt. Darüber hinaus können OS2-Singlemode-Fasern längere Übertragungsdistanzen bei 40G- und 100G-Verbindungen unterstützen, was in der Tabelle nicht aufgeführt ist.

Singlemode-Kosten vs. Multimode-Kosten

Die Kosten von Singlemode-Glasfasern im Vergleich zu Multimode-Glasfasern waren in Foren ein heiß diskutiertes Thema. Viele Teilnehmer äußerten ihre Meinung, wobei der Schwerpunkt auf den Kosten für optische Module, Systemkosten und Installationskosten lag.

Kosten für optische Transceiver

Im Vergleich zu Singlemode -Optikmodulen sind Multimode-Optikmodule fast zwei- bis dreimal günstiger. Die folgende Tabelle verwendet Fibermart-kompatible Cisco Singlemode- und Multimode-Optikmodule als Beispiele.

Wie aus der Tabelle ersichtlich, steigt mit zunehmender Geschwindigkeit der Preisunterschied deutlich an.

Systemkosten

Singlemode-Glasfasern eignen sich typischerweise für Langstreckenanwendungen. Um ihre wesentlichen Eigenschaften jedoch voll auszuschöpfen, sind Transceiver mit Lasern mit längeren Wellenlängen, kleineren Punktgrößen und im Allgemeinen schmaleren Spektralbreiten erforderlich. Diese Transceiver-Eigenschaften sowie die Notwendigkeit einer präziseren Ausrichtung und engerer Anschlusstoleranzen für kleinere Faserkerndurchmesser erhöhen die Transceiver-Kosten und die Gesamtverbindungskosten für Singlemode-Glasfasern erheblich.

Die Herstellungsverfahren VCSEL-basierter Transceiver sind für Multimode-Glasfasern optimiert. Dadurch lassen sie sich einfacher in Arrays herstellen und sind kostengünstiger als vergleichbare Singlemode-Transceiver. Trotz der Verwendung mehrerer Glasfaserkanäle und mehrerer Transceiver-Arrays bietet die Singlemode-Technologie im Vergleich zur Singlemode-Technologie in Ein- oder Mehrkanalkonfigurationen erhebliche Kosteneinsparungen bei Simplex-Duplex-Verbindungen. Multimode-Glasfasersysteme bieten die niedrigsten Systemkosten und ermöglichen ein Upgrade auf 100G für standardbasierte Innenanwendungen mit parallelen Glasfaserverbindungen.

Installationskosten

Singlemode-Glasfaser ist im Allgemeinen günstiger als Multimode-Glasfaser. Wenn Sie ein 1G-Glasfasernetzwerk aufbauen und hoffen, es irgendwann auf 10G oder mehr zu skalieren, können die Kosteneinsparungen durch Singlemode-Glasfaser den Preis etwa halbieren. Gleichzeitig steigen die Kosten für SFP-Module für Multimode-OM3- oder OM4-Glasfaser um 35 %. Singlemode-Glasfaser ist teurer, aber das gilt auch für die Arbeitskosten für den Austausch von Multimode-Glasfaser, insbesondere nach der Umstellung von OM1 auf OM2, OM3 und schließlich OM4. Wenn Sie bereit sind, gebrauchte Fibre Channel SFPs in Betracht zu ziehen, kann der Preis für Singlemode 1G deutlich sinken. Wenn Sie das Budget haben und 10G-Verbindungen über kurze Distanzen benötigen, spricht die Wirtschaftlichkeit immer noch für Multimode. Behalten Sie diese Wirtschaftlichkeit jedoch im Auge, da die Erfahrung zeigt, dass der Preisaufschlag für Singlemode-Glasfaser sinken wird.

Häufig gestellte Fragen zu Singlemode-Fasern und Multimode-Fasern

F: Welcher Glasfasertyp ist besser, Singlemode oder Multimode?

A: Wie bereits erwähnt, bieten Singlemode- und Multimode-Fasern jeweils ihre eigenen Vorteile hinsichtlich Kosten und Anwendung. Es gibt keine Singlemode-Faser, die besser oder schlechter ist. Wählen Sie einfach die Faser, die am besten zu Ihrer Anwendung passt.

F: Kann ich Singlemode- und Multimode-Glasfasertypen mischen?

A: Die Antwort auf diese Frage lautet „Nein“. Multimode- und Singlemode-Glasfasern haben unterschiedliche Kerngrößen und übertragen eine unterschiedliche Anzahl von Lichtmodi. Das Mischen dieser beiden Glasfasertypen oder der direkte Anschluss führt zu erheblichen optischen Verlusten und kann zu Verbindungsschwankungen oder -unterbrechungen führen. Denken Sie daran, niemals verschiedene Kabeltypen zu mischen.

F: Kann ich einen Multimode-Transceiver auf einem Singlemode-Glasfaserkabel verwenden?

A: Im Allgemeinen lautet die Antwort nein. Der Anschluss eines Multimode-Glasfasermoduls an eine Singlemode-Glasfaser führt zu erheblichen optischen Verlusten. Das Gegenteil ist jedoch auch der Fall. Beispielsweise kann ein 1000BASE-LX Singlemode-SFP über ein Multimode-Glasfaserkabel betrieben werden, indem ein modenkonditioniertes Glasfaserkabel verwendet wird. Manchmal kann auch ein Glasfaser-Medienkonverter verwendet werden, um dieses Problem zwischen Singlemode- und Multimode-Glasfasermodulen zu lösen.

F: Singlemode- oder Multimode-Glasfaserkabeltypen: Welchen sollte ich wählen?

A: Bei der Wahl zwischen Singlemode- und Multimode-Glasfaser ist die tatsächlich benötigte Glasfaser-Übertragungsdistanz entscheidend. In einem Rechenzentrum reicht Multimode-Glasfaser beispielsweise für Übertragungsdistanzen von 300 bis 400 Metern aus. Für Anwendungen mit Übertragungsdistanzen von mehreren Kilometern ist Singlemode-Glasfaser jedoch die beste Wahl. Bei Anwendungen, in denen sowohl Singlemode- als auch Multimode-Glasfaser eingesetzt werden können, sollten auch andere Faktoren wie Kosten und zukünftige Upgrade-Anforderungen berücksichtigt werden.

Zusammenfassung

Der Vergleich von Singlemode- und Multimode-Glasfaser zeigt Folgendes: Singlemode-Glasfaser-Verkabelungssysteme eignen sich für die Datenübertragung über große Entfernungen und werden häufig in Carrier-Netzwerken, Metropolitan Area Networks (MANs) und passiven optischen Netzwerken (PONs) eingesetzt. Multimode-Glasfaser-Verkabelungssysteme bieten kürzere Übertragungsdistanzen und werden häufig in Unternehmensnetzwerken, Rechenzentren und lokalen Netzwerken (LANs) eingesetzt. Unabhängig davon, für welche Methode Sie sich entscheiden, ist die Auswahl der für Ihre Netzwerkanforderungen am besten geeigneten Lösung basierend auf den Gesamtkosten der Glasfaser eine entscheidende Aufgabe für jeden Netzwerkplaner.