.webp)
Eine einzelne Glasfaser kann mithilfe von Zeitmultiplexverfahren (TDM) und Grobwellenlängenmultiplexverfahren ( CWDM ), die auch kombiniert werden können, eine enorme Bandbreite übertragen.
TDM wurde für die digitale Telefonie entwickelt, um unabhängige Signale über eine einzelne Glasfaser zu übertragen. Synchronisierte Schalter an beiden Enden sorgen dafür, dass jedes Signal in kurzen Impulsen auf der Leitung erscheint und so ein alternierendes Muster entsteht. Für Audio/Video ist es effizienter, analoge Signale in digitale umzuwandeln und sie anschließend mithilfe von TDM zu einem Datenstrom zu kombinieren.
CWDM wurde für die Rundfunkindustrie entwickelt, um Signale aus verschiedenen Frequenzbändern auf einer einzigen Faser zu kombinieren. Dabei werden die Wellenlängen von 1270 nm bis 1610 nm mit einem Kanalabstand von 20 nm genutzt (technisch gesehen wurde dieser um 1 nm auf 1271 bis 1611 nm verschoben). Der Kanalabstand stellt sicher, dass geringfügige Signalabweichungen nicht zu Übersprechen führen oder andere Wellenlängen negativ beeinflussen. Zudem ermöglicht er den Einsatz weniger komplexer Transceiver-Designs und trägt somit zur Kostenreduzierung bei.
Um zu verstehen, wie CWDM funktioniert, müssen wir zunächst verstehen, wie die Glasfaserübertragung unterschiedliche Wellenlängen (Farben) von Laserlicht im Infrarotbereich, d. h. 700 nm bis 1 mm (1.000.000 nm), nutzt, um verschiedene Signale zu übertragen.
Die ersten Glasfasersysteme arbeiteten im ersten Band bei 850 nm, dessen kürzere Wellenlängen sich besonders für Multimodefasern eignen. Diese Bänder oder „optischen Fenster“ sind Bereiche innerhalb des optischen Faserspektrums mit geringer optischer Dämpfung. Das zweite Band liegt bei 1310 nm und weist eine längere Wellenlänge auf. Es wird sowohl von Multimode- als auch von Singlemodefasern mit Nulldispersion genutzt. Das dritte Band liegt bei 1550 nm und ist noch länger. Es wird ausschließlich von Singlemodefasern verwendet. Die optische Dämpfung kann je nach Fasermaterial (Kunststoff oder Glas) und den verwendeten Wellenlängen variieren.
Ein CWDM-System verwendet einen Multiplexer an der Quelle, um die Signale zu kombinieren oder zu „multiplexen“, und einen Demultiplexer am Zielort, um sie wieder zu trennen („demuxen“). Manche Geräte können sowohl multiplexen als auch demultiplexen; diese werden als „Add-Drop-Multiplexer“ bezeichnet und vereinen die Funktionalität in einem Gerät.
Vorteile von CWDM
Der Hauptvorteil von CWDM besteht darin, dass Unternehmen ihre Netzwerkkapazität erweitern können, ohne zusätzliche Glasfaserleitungen verlegen zu müssen. In einer CWDM-Konfiguration lässt sich die Kapazität einer Glasfaserverbindung einfach durch Hinzufügen oder Aufrüsten der Multiplexer und Demultiplexer an beiden Enden erhöhen. Mit CWDM ist es möglich, die kombinierten Video-, Audio- und Dateninformationen eines gesamten Geräteschranks über nur eine einzige Glasfaser zu übertragen.
Als diese Technologie in den 70er- und 80er-Jahren entwickelt wurde, war sie recht kostspielig. Im Laufe der Zeit wurde das CWDM-Multiplexing jedoch erheblich verbessert, während die Kosten gleichzeitig sanken, sodass es sich nun mehr Unternehmen leisten können. CWDM-Multiplexing ist besonders in Ländern mit begrenzter Infrastruktur beliebt, wo eine optimale Ausnutzung der vorhandenen Glasfaserkabel von großem Vorteil ist.
Einer der größten Vorteile von CWDM ist die Möglichkeit, handelsübliche Small Form-Factor Pluggables (SFPs) zu verwenden. SFPs sind optische Transceiver für spezifische Wellenlängen und sind im laufenden Betrieb austauschbar: Sollte ein SFP ausfallen, kann er einfach durch einen anderen ersetzt werden, der weiterhin funktioniert, solange die Datenrate dem Standard des ersetzten SFPs entspricht.
Multimode- vs. Singlemode-Faser
Multimode-Fasern werden zwischen Punkten eingesetzt, die nur wenige Meter voneinander entfernt liegen, beispielsweise innerhalb desselben Gebäudes. Die gängigsten Wellenlängen für Multimode-Fasern sind 850 nm und 1310 nm, wobei sich die Wellenlängen in der Faser in unterschiedliche Richtungen ausbreiten. Idealerweise werden sie auch durch CWDM-Multiplexing unterstützt.
Die Entwickler von Telefonnetzen waren die ersten, die sich die Vorteile von Multimode-Fasern zunutze machten, aber Anfang der 1980er Jahre begann man mit Singlemode-Fasern, die über viel größere Entfernungen verlegt werden können, im Wellenlängenbereich von 1310 nm und später 1550 nm zu arbeiten, sodass sie sich zum weit verbreiteten Standard entwickelten.
Die Singlemode-Faser wurde kontinuierlich verbessert und verfügt nun über ein nutzbares Spektrum von etwa 1270 nm bis 1610 nm. Da Glasfaser bis zu 8 Videokanäle pro Wellenlänge übertragen kann und bis zu 18 CWDM-Wellenlängen auf einer Faser möglich sind, können somit mehr als 144 Videokanäle über eine einzige Faser transportiert werden! Dies macht Glasfaser zur unübertroffenen Lösung für die Videoübertragung mit hoher Bandbreite. Weitere Vorteile von Glasfaser sind ihr geringes Gewicht im Vergleich zu Kupfer, ihre Unempfindlichkeit gegenüber Blitzeinschlägen, elektromagnetischen Störungen (EMI/RFI) und Übersprechen sowie ihre erhöhte Sicherheit, da sie im Gegensatz zu Kupfer nicht anzapfen kann. Singlemode-Faser ist zudem weniger empfindlich als Multimode-Faser, was die Handhabung für Installateure erleichtert.
Optiva Fiber System
Das Optiva-Glasfasersystem von fiber-mart wurde entwickelt, um die Vorteile von TDM- und CWDM-Technologien optimal zu nutzen und die Auslastung der Glasfaserleitungen sowie die Anzahl der pro Einsteckkarte übertragbaren Signale zu maximieren. Viele Signale lassen sich in Reihe schalten, sodass zusätzliche Signale ohne zusätzliche Glasfaser hinzugefügt oder auf eine einzige Faser gemultiplext werden können.
Die meisten Optiva-Einschubkarten unterstützen CWDM-Multiplexing. Die maximale Reichweite, die Verwendung von Multimode- oder Singlemode-Fasern sowie die benötigte Faserart (SFP) in den Sender-/Empfängerkarten hängen jedoch von der Bandbreite des zu sendenden Signals und den verwendeten SFPs ab. Da SFPs für höhere Bandbreiten weiterentwickelt wurden, sind 2,97 Gbit/s (auch 3 Gbit/s genannt), 4,25 Gbit/s und 10 Gbit/s am gebräuchlichsten. Letztere werden als SFP+ bezeichnet.
Optiva bietet außerdem separate passive optische CWDM-Multiplexer/Demultiplexer-Einsatzkarten für 4 Kanäle (MDM-7004), 8 Kanäle (MDM-7008) oder 16 Kanäle (MDM-7016) an, die zum Senden oder Empfangen von bis zu 4, 8 bzw. 16 einzelnen Signalen mit Bandbreiten von bis zu 3,125 Gbit/s pro Wellenlänge ausgelegt sind.
No comments have been posted yet.