Singlemode- vs. Multimode-Glasfaser: die Unterschiede
Eine Singlemode-Faser hat einen dünnen Kern von etwa 9 µm Durchmesser, in dem sich das Licht nur in einer Mode ausbreitet. Es gibt daher keine modenabhängigen Laufzeitunterschiede (Modendispersion), weshalb sie für lange Strecken ab einigen zehn km und für schnelle Übertragung eingesetzt wird. Eine Multimode-Faser hat einen dicken Kern von 50 µm oder 62,5 µm, in dem sich viele Moden gleichzeitig ausbreiten; die Modendispersion begrenzt die Reichweite auf einige zehn bis einige hundert m. Dafür lassen sich günstige Lichtquellen wie 850-nm-VCSELs verwenden, und die Justage ist einfach, sodass sie sich für kurze Verbindungen in Rechenzentren und Gebäuden eignet.
| Merkmal | Singlemode-Faser | Multimode-Faser |
|---|---|---|
| Kerndurchmesser (Richtwert) | Etwa 9 µm (Mantel 125 µm) | 50 µm oder 62,5 µm (Mantel 125 µm) |
| Anzahl geführter Moden | Nur eine | Etwa einige hundert bis tausend Moden gleichzeitig |
| Wichtigste Wellenlängen | 1310 nm (O-Band) und 1550 nm (C-Band) | Hauptsächlich um 850 nm |
| Wichtigste Lichtquellen | Kantenemittierende Halbleiterlaser (z. B. DFB-Laser). Das Licht wird gebündelt in den dünnen Kern eingekoppelt | VCSELs (Oberflächenemitter). Ältere Generationen nutzten auch LEDs |
| Modendispersion | Keine. Allerdings wirkt die chromatische Dispersion mit der Entfernung (um 1310 nm nahezu null) | Vorhanden. Gradientenindexfasern mit allmählich verändertem Brechungsindex im Kern verringern sie, doch sie begrenzt Bandbreite und Reichweite |
| Dämpfung (Richtwert) | Etwa 0,35 dB/km bei 1310 nm, etwa 0,2 dB/km bei 1550 nm | Etwa 2,5 bis 3,5 dB/km bei 850 nm |
| Reichweite (Richtwert) | Einige hundert m bis einige zehn km. Mit optischen Verstärkern einige tausend km und mehr | Bei 10 Gbit/s einige hundert m, bei Lanes ab 25 Gbit/s etwa 100 m oder weniger |
| Justage | Anspruchsvoll. Genauigkeit im Sub-µm-Bereich nötig, häufig mit aktiver Justage | Unkritisch. Durch den dicken Kern ist die Kopplung mit Lichtquelle und Empfänger einfach |
| Kosten | Die Faser selbst ist günstig, Laser, optische Transceiver und Aufbau werden aber leicht teuer | Die Faser ist etwas teurer, Lichtquelle und Aufbau sind aber günstig, sodass das Gesamtsystem auf kurzen Strecken meist günstiger ist |
| Typische Anwendungen | Langstrecken- und Städteverbindungen, Teilnehmeranschlüsse (FTTH), Verbindungen zwischen Gebäuden oder im Rechenzentrum im Bereich einiger hundert m bis km | Kurze Verbindungen wie zwischen Racks im Rechenzentrum, Gebäude-LANs und Speicheranbindungen |
Die Zahlenwerte sind typische Größenordnungen und variieren je nach Prozessgeneration und Produkt.