Glasfasertypen: Singlemode vs. Multimode – Ein benutzerfreundlicher Leitfaden

Glasfaser ist das Rückgrat moderner Netzwerke – vom Internet-Backbone, der Städte verbindet, bis hin zu den Kurzstrecken in Rechenzentren. Glasfaser gibt es in zwei Hauptkategorien: Singlemode und Multimode.

Singlemode-Faser verfügt über einen kleinen Kerndurchmesser von nur 9 µm und lässt nur eine Lichtmode durch. Dieses Design minimiert Signalverluste und unterstützt Anwendungen mit hoher Bandbreite über große Entfernungen. Multimode-Faser hat einen größeren Kern (entweder 50 µm oder 62.5 µm) mit mehreren Lichtmodi. Es ist ideal für kürzere Distanzen.

Was ist Glasfaser?

Glasfaser ist ein dünner, flexibler Strang aus hochreinem Glas (manchmal auch Kunststoff), der Daten in Form von Lichtimpulsen überträgt. Stellen Sie sich Glasfaser als winzige, verlustfreie „Lichtleitung“ vor. Glasfasern kommen überall zum Einsatz: in Internet- und Telekommunikationsverbindungen, in der medizinischen Bildgebung und in industriellen Sensoren.

Eine Glasfaser besteht aus drei Hauptkomponenten:

• Core – das Zentrum, durch das das Licht wandert (aus Siliziumdioxid oder Kunststoff).
• Verkleidung — eine Schicht um den Kern mit niedrigerem Brechungsindex, die das Licht im Inneren hält eine innere Totalreflexion.
• Beschichtung (Puffer) – eine schützende Kunststoffschicht, die das Glas vor Beschädigungen und Feuchtigkeit schützt.

Kerntypen von Glasfasern

Es gibt zwei Haupttypen von Glasfasern: Singlemode und Multimode. Jeder Typ dient aufgrund seiner Lichtübertragungseigenschaften unterschiedlichen Anwendungen.

Singlemode-Glasfaser (SMF)

Sehr kleiner Kern (~8–10 µm). Trägt dank One Lichtweg (Modus). Es minimiert die Streuung und unterstützt sehr große Entfernungen und sehr hohe Geschwindigkeiten. Ideal für Langstrecken-Telekommunikations- und Backbone-Verbindungen.

Multimode-Glasfaser (MMF)

Größerer Kern (50 µm oder 62.5 µm). Trägt mehrere Lichtmodi, die zu modaler Dispersion führen und die Entfernung begrenzen können. MMF ist kostengünstiger zu terminieren und eignet sich gut für kürzere Strecken, beispielsweise innerhalb von Gebäuden oder Rechenzentren.

Multimode-Kategorien (OM1 → OM5) Kurzanleitung

Multimode-Fasern werden in die Klassen OM1–OM5 eingeteilt. Höhere OM-Zahlen bedeuten eine bessere Leistung (höhere Bandbreite oder Wellenlängenflexibilität).

OM1 und OM2

OM1 Fasern haben einen Kerndurchmesser von 62.5 Mikrometern und eine Bandbreite von 200 MHz·km bei einer Wellenlänge von 850 nm. Sie unterstützen Datenraten von 10 Gbit/s über Entfernungen von bis zu 300 Metern bei einer Dämpfung von 3.5 dB/km.

OM2 Fasern reduzieren den Kern auf 50 Mikrometer und erhöhen gleichzeitig die Bandbreite auf 500 MHz·km bei 850 nm. Sie behalten die Übertragung von 10 Gbit/s bei, erweitern jedoch die maximale Entfernung auf 550 Meter mit verbesserter Dämpfung von 3.0 dB/km. 

OM3 und OM4

OM3 Fibers führte 50 die laseroptimierte 2003-Mikron-Kerntechnologie ein und erreichte eine Bandbreite von 2000 MHz·km bei 850 nm. Sie unterstützen 10 Gbit/s über 1000 Meter und 40 Gbit/s bis zu 400 Meter.

OM4 Die 2009 standardisierten Glasfasern bieten eine verbesserte Leistung mit höherer Bandbreite als OM3. Sie ermöglichen eine Übertragung von 10 Gbit/s bis zu 1500 Metern und einen Betrieb von 40 Gbit/s bis zu 550 Metern unter Verwendung technischer Regeln. 

OM5 Breitband-Multimode

OM5 Die 2017 eingeführten Glasfasern verfügen über Breitband-Multimode-Technologie und unterstützen mehrere Wellenlängen von 850–950 nm. Sie ermöglichen Wellenlängenmultiplex (WDM) für eine höhere Gesamtbandbreite bei Verwendung weniger Glasfasern.

OM5 unterstützt Duplexübertragung mit 100 Gbit/s über zwei bis vier Wellenlängen. Diese Fasern behalten den Kerndurchmesser von 50 Mikrometern bei, optimieren jedoch die chromatischen Dispersionseigenschaften für den Betrieb mit längeren Wellenlängen. Sie eignen sich ideal für Hochgeschwindigkeitsanwendungen, die eine Übertragung über mehrere Wellenlängen erfordern.

Singlemode-Faserklassifizierungen: OS1 vs. OS2

OS1 und OS2 Die Fasern haben einen Kerndurchmesser von 8–9 µm und eine gelbe Mantelfarbe, dienen jedoch unterschiedlichen Zwecken. OS1-Fasern verwenden eine dicht gepufferte Konstruktion und eignen sich daher für Innenanwendungen wie Rechenzentren und Campus-Netzwerke.

Sie weisen eine Dämpfung von ≤1.0 dB/km bei 1310 nm auf und unterstützen Entfernungen von bis zu 10 km bei Geschwindigkeiten von 10 Gbit/s. OS2-Fasern verwenden ein gelgefülltes Loose-Tube-Design für den Außeneinsatz, bieten eine geringere Dämpfung von ≤0.4 dB/km bei 1310 nm und ermöglichen eine Übertragung über 200 km bei 100 Gbit/s. 

Glasfaserkabelaufbau: Volladerkabel vs. Bündeladerkabel

Bei Glasfaserkabeln kommen hauptsächlich zwei verschiedene Konstruktionsmethoden zum Einsatz, die jeweils für bestimmte Umgebungen und Leistungsanforderungen optimiert sind.

Volladerkabel

Volladerkabel verfügen über eine 900 μm dicke Pufferbeschichtung, die jeden Faserkern direkt umgibt. Dieses Design bietet starken Schutz für den Faserkern und die Ummantelung. 

Sie eignen sich ideal für Innenanwendungen, einschließlich LANs, Bürogebäuden und Kurzstrecken-Telekommunikationsanschlüssen. OS1-Singlemode-Glasfasern verwenden eine dicht gepufferte Konstruktion und unterstützen Datenraten von bis zu 10 Gbit/s über Entfernungen von bis zu 10 km (6 Meilen).

Bündeladerkabel

Bündelader Kabel enthalten mehrere 250 μm beschichtete Fasern in großen, robusten, übergroßen Röhren, die entweder gelgefüllt oder trocken sind. Die Fasern „schwimmen“ in diesen Röhren, wodurch sie sich bei Temperaturschwankungen ausdehnen und zusammenziehen können und gleichzeitig den Schutz vor Feuchtigkeit und physikalischer Belastung verbessern.

Aufgrund der blanken Glasfaserenden müssen Sie zur Terminierung Fan-Out-Kits verwenden. Diese Kabel sind für den Einsatz im Außenbereich und über große Entfernungen konzipiert, darunter Telekommunikations-Backbones, die direkte Erdverlegung und raue Umgebungen. OS2-Singlemode-Glasfaser verwendet ein Loose-Tube-Design und unterstützt Geschwindigkeiten von bis zu 100 Gbit/s und Entfernungen von bis zu 200 km (124 Meilen).

Wichtige Leistungsmerkmale

Sie bewerten die Leistung von Glasfasern anhand von Wellenlängen-, Bandbreiten-, Dämpfungs- und Dispersionsmetriken.

• Wellenlängen: SMF verwendet üblicherweise 1310 nm und 1550 nm für lange Distanzen. MMF verwendet typischerweise 850 nm (und 1300 nm) für kurze Verbindungen.
• Durchgangsdämpfung (IN-OUT): Signalverlust pro Kilometer (dB/km). Je niedriger, desto besser. SMF hat eine sehr geringe Dämpfung (≈0.2 dB/km bei 1550 nm). Die MMF-Dämpfung bei 850 nm ist höher.
• Dispersion: Bewirkt eine Ausbreitung der Impulse und begrenzt Entfernung/Geschwindigkeit. Modale Dispersion dominiert die MMF; chromatische Dispersion beeinflusst die SMF bei großen Entfernungen und hohen Bitraten.

Praktische Richtlinien zur Auswahl des richtigen Fasertyps

• Nutzen Sie Singlemode Wenn Sie große Entfernungen benötigen, eine zukunftssichere Lösung für sehr hohe Bandbreiten benötigen oder das Budget teurere Transceiver zulässt. Gut für Carrier-Netzwerke, lange Backbone-Verbindungen und Rechenzentrumsverbindungen.
• Nutzen Sie Multimode für kurze Strecken innerhalb von Gebäuden, Rechenzentren oder Campus-LANs, bei denen die Kosten und die Benutzerfreundlichkeit des Transceivers am wichtigsten sind. OM3/OM4 sind eine ausgezeichnete Wahl für moderne Rechenzentren.
• Wählen Sie biegeunempfindliche Fasern (z. B. G657-Varianten für SMF), wenn Sie Fasern in engen Räumen oder Kanälen verlegen.

Machen Sie Ihr Netzwerk zukunftssicher

• Wenn Ihr Budget es zulässt und Sie mit schnellem Wachstum oder häufigen Upgrades rechnen, sollten Sie Singlemode für Backbone-Routen in Betracht ziehen – dieser hat die längste Nutzungsdauer.
• Für Campus- und Gebäudeverbindungen bietet OM4 (oder OM5, wenn WDM erwünscht ist) ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Kosten und Aufrüstbarkeit.
• Standardisieren Sie Anschlüsse und Testverfahren (Verlustbudget, OTDR-Spuren), damit zukünftige Verschiebungen/Ergänzungen/Änderungen vorhersehbar sind.

Häufige Fehler zu vermeiden

• Mischen von Glasfasertypen ohne geeignete Transceiver/Adapter (z. B. blindes Anschließen von SMF-Transceivern an MMF) – dies kann dazu führen, dass Verbindungen nicht funktionieren.
• Unterschätzung der Verluste durch Anschlüsse und Patchpanels bei der Budgetberechnung.
• Wählen Sie für neue Hochgeschwindigkeitsinstallationen das alte OM1/OM2 – ein späteres Upgrade ist kostspielig.

Seetronic Glasfaser-Empfehlungen

Das Glasfasersortiment von Seetronic bietet verlustarme, vormontierte Kabel in Industriequalität, robuste IP65/67-Stecker und -Buchsen aus Edelstahl (2- und 4-Kanal) sowie nützliches Zubehör (Staubschutzkappen, Adapter, Fan-Out-Kits), das sich direkt auf die üblichen Projektanforderungen abbildet.

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Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Welches sind die wichtigsten Arten von Glasfasern?

Die beiden Haupttypen sind Singlemode- und Multimode-Fasern. Singlemode-Fasern haben einen kleinen Kern (8–10 µm) und ermöglichen die schnelle Datenübertragung über große Entfernungen. Multimode-Fasern haben einen größeren Kern (50–62.5 µm) und eignen sich ideal für kürzere Entfernungen, beispielsweise innerhalb von Rechenzentren oder Unternehmensnetzwerken.

Wofür wird Singlemode-Glasfaser verwendet?

Singlemode-Glasfasern sind für Anwendungen über große Entfernungen und mit hoher Bandbreite konzipiert. Sie unterstützen Geschwindigkeiten von bis zu 100,000 GHz und werden häufig in der Telekommunikation, in Backbone-Netzwerken und für Hochgeschwindigkeitsdatenverbindungen über Entfernungen von mehreren Kilometern oder mehr eingesetzt.

Wofür wird Multimode-Faser verwendet?

Multimode-Glasfasern eignen sich am besten für Anwendungen über kurze Distanzen, typischerweise unter 1 km. Sie werden häufig in lokalen Netzwerken (LANs), Rechenzentren und Unternehmensumgebungen eingesetzt, da sie im Vergleich zu Singlemode-Glasfasern kostengünstigere Transceiver und eine einfachere Lichtkopplung bieten.

Was sind die Fasertypen OM1, OM2, OM3, OM4 und OM5?

Hierbei handelt es sich um Multimode-Glasfasertypen mit unterschiedlichen Leistungsstufen. OM1 und OM2 unterstützen bis zu 1 Gbit/s und gelten als veraltet. OM3 unterstützt 10 Gbit/s bis zu 300 m, OM4 erweitert dies auf 550 m und OM5 ermöglicht Wellenlängenmultiplex für höhere Bandbreiten und unterstützt bis zu 100 Gbit/s.

Was sind OS1- und OS2-Singlemode-Fasern?

OS1 und OS2 sind Singlemode-Glasfasern. OS1 ist eine Vollader für den Innenbereich mit einer Dämpfung von ≤ 1.0 dB/km. OS2 verwendet ein gelgefülltes Loose-Tube-Design für den Außeneinsatz, bietet eine geringere Dämpfung (≤ 0.4 dB/km) und unterstützt größere Entfernungen – bis zu 200 km bei 100 Gbit/s.

Wie wirkt sich die Dämpfung auf die Glasfaserleistung aus?

Die Dämpfung misst den Signalverlust über die Distanz. Eine geringere Dämpfung bedeutet eine bessere Leistung. Singlemode-Glasfasern haben eine sehr geringe Dämpfung (~0.2 dB/km bei 1550 nm) und sind daher ideal für lange Strecken. Multimode-Glasfasern haben eine höhere Dämpfung (~10 dB/km bei 850 nm), was ihre Verwendung auf kürzere Distanzen beschränkt.

Was ist der Unterschied zwischen Vollader- und Bündeladerkabeln?

Volladerkabel haben eine Schutzbeschichtung um die Glasfaser und eignen sich daher für den Einsatz in Innenräumen. Bei Bündeladerkabeln hingegen „schweben“ die Fasern in den Rohren, was für eine bessere Feuchtigkeits- und Temperaturbeständigkeit im Außenbereich und bei Langstreckenanwendungen sorgt.

Wie wähle ich das richtige Glasfaserkabel aus?

Berücksichtigen Sie Entfernung, Bandbreite, Umgebung und Budget. Verwenden Sie Singlemode für lange Strecken und hohe Geschwindigkeiten. Wählen Sie Multimode für kürzere, kostensensitive Anwendungen. Berücksichtigen Sie außerdem spezifische Anforderungen wie Manteltyp, Anschlüsse und zukünftige Netzwerk-Upgrades, um optimale Leistung zu gewährleisten.

Warum ist Glasfaserkabel besser als Kupferkabel?

Glasfaser bietet im Vergleich zu Kupfer eine höhere Bandbreite, geringere Latenz und weniger Signalverlust über größere Entfernungen. Sie unterstützt schnellere Datenraten, ist unempfindlich gegen elektromagnetische Störungen und bietet eine zukunftssichere Lösung für anspruchsvolle Anwendungen wie Cloud Computing und Telekommunikation.

Was ist Totalreflexion in optischen Fasern?

Totalreflexion ist das Prinzip, das es Licht ermöglicht, mit minimalem Verlust durch den Faserkern zu wandern. Das Licht wird an der Kern-Mantel-Grenze reflektiert und ermöglicht so eine effiziente Datenübertragung über große Entfernungen mit Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit.