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Singlemode- oder Multimode-Glasfaser?

Glasfasertypen im Vergleich - Wohin geht der Trend?

Im Vergleich zu alternativen Verkabelungssystemen bieten Glasfaserkabel zahlreiche Vorteile – und das zunächst einmal unabhängig davon, ob ein einzelner Fasertyp eingesetzt oder verschiedene Fasertypen miteinander kombiniert werden. So sind Glasfaserkabel (sog. Lichtwellenleiter) z.B. unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen und verursachen auch selbst keine elektromagnetischen Störstrahlungen. Während auf Kupferdrähten die Informationen durch elektrische Signale und wandernde Elektronen übertragen werden, übernehmen bei einem Glasfaserkabel Lichtteilchen (sog. Photonen) diese Funktion. Dadurch erlaubt ein Glasfaserkabel die Überbrückung großer Entfernungen und unterstützt gleichzeitig hohe Bandbreiten. Die verschiedenen Glasfasertypen (Singlemode – oder Multimode) unterscheiden sich auf den ersten Blick vor allem durch den Durchmesser von Kern und Mantel. Aber welche Vorteile bieten Singlemode- bzw. Multimode-Glasfaserkabel eigentlich in der Praxis und wie lassen sich Leistung und Kosten sinnvoll gegeneinander abwägen?

Multimode oder Singlemode: Eine umfassende Bedarfsanalyse ist das A und O

Die größte Herausforderung bei der Auswahl des passenden Fasertyps besteht darin, eine umfassende Analyse aktueller und zukünftiger Kundenanforderungen durchzuführen, denn Fakt ist: nur durch ein breites Verständnis der Einsatzzwecke eines Rechenzentrums kann eine zukunftsfähige und sinnvolle Infrastruktur aufgebaut werden. Für die meisten Rechenzentrumsbetreiber spielen bei der Entscheidung insbesondere Aspekte wie eine hohe Bandbreite, geringe oder angeglichene Latenzen sowie verschiedene Aspekte der Energieverwaltung eine entscheidende Rolle. Selbstverständlich müssen auch die Kosten für optische Transceiver, sowie System- und Installationskosten im Blick behalten werden. Da sich Datenübertragungsgeschwindigkeiten und Technologien kontinuierlich weiterentwickeln, sollte eine strukturierte Verkabelung immer auch Netzwerkinfrastrukturen mit Datenraten unterstützen, die über die aktuellen Datenraten hinausgehen.

Singlemode: Preise werden fallen

Bis dato war die parallel optische Datenübertragung in der Rechenzentrumsverkabelung eine klare Domäne der Multimodefaser. Da die Längenbegrenzungen für die gängigen Protokolle auf Multimodefasern jedoch protokollabhängig mit maximal 150 Metern (IEEE 802.3) rasch zu Limitationen in der Verkabelungsstruktur führen, bewegt sich der Trend – auch getrieben durch Mega Data Center wie Facebook, Google und Amazon und viele andere - klar in Richtung Singlemode. Singlemodefasern unterstützen jede beliebige, zukünftige Datenrate und Reichweite, liegen jedoch im aktuellen Kostenvergleich noch deutlich über einer Multimode-Verkabelung. Experten gehen allerdings davon aus, dass sich die Preisdifferenz zwischen Singlemode- und Multimode-Transceivern in den nächsten Jahren angleichen wird. Der Grund dafür ist, neben dem hohen Bedarf der Mega Data Center, auch die Silizium-Photonik-Technologie, die einen - per Software konfigurierbaren - Zugang mit hoher Bandbreite zu Rechen- und Massenspeicherressourcen bietet und in einer softwaredefinierten Infrastruktur (SDI) die Entkopplung von Hardware- und Software-Ressourcen für modular strukturierte Rechenzentren ermöglicht.

Technische Merkmale einer Singlemode-Glasfaser

Singlemode-Glasfasern erkennt man anhand ihres sehr kleinen Faserkern-Durchmessers von 9µ. Durch diesen geringen Durchmesser ist nur eine einzige Lichtmode innerhalb des Kerns ausbreitungsfähig, wodurch sehr geringe Dämpfungswerte und Laufzeitverschiebungen der Signale möglich werden. Allerdings sind auch teurere Laser zur Einspeisung des Lichts notwendig und es entsteht ein höherer Aufwand beim Spleißen bzw. dem Aufbau einer Steckverbindung, da die sehr kleinen Kerndurchmesser beim Verbinden exakt aufeinander ausgerichtet werden müssen, um Signalverluste und höhere Dämpfungswerte zu verhindern. Singlemode-Glasfasern verursachen ein Minimum an Übertragungsfehlern und Interferenzen – und das selbst bei Übertragungsstrecken von mehreren Kilometern. Auch als Patchkabel werden Singlemode-Glasfasern immer beliebter, da sie dem ständig wachsenden Bandbreitenbedarf gerecht werden, ohne die maximal möglichen Linklängen zu reduzieren.

Die Unterscheidung zwischen Singlemode und Multimode Glasfasern

Singlemode- und Multimode-Klassen

Zur Einteilung des Leistungsvermögens und der maximalen Bandbreite sind für Glasfaserkabel verschiedene Kategorien und optische Klassen definiert. Für die Singlemode-Glasfasern existieren die Klassen OS1 und OS2, für die Multimode-Glasfasern die Klassen OM1, OM2, OM3, OM4 und OM5. International genormt sind die Kategorien nach ISO/IEC 11801 und 24702. Single- und Multimodekabel sind nicht miteinander kompatibel. Innerhalb einer kompletten Netzwerkinstallation sind aber selbstverständlich verschiedene Glasfasertypen einsetzbar.

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