Was ist ein Singlemode-Glasfaserkabel?
Singlemode-Glasfaserkabel leiten einen einzelnen intensiven Strahl paralleler Lichtstrahlen, die normalerweise von einer Injektionslaserdiode (ILD) durch eine strahlengerichtete Kollimationslinse emittiert werden. Der Strahl wandert dann durch einen schmalen optischen Kanal für die digitale Fernsignalübertragung. Diese Fasern bestehen normalerweise aus Glas und bieten größere Bandbreiten und weniger Signalverlust als Multimode-Fasern. Ihre Kerne sind dünner als ein menschliches Haar, messen etwa acht Mikrometer (um) im Durchmesser, sind mit einem Mantel von etwa 125 um umwickelt und lassen Laserlicht mit höheren Wellenlängen von etwa 1.300 oder 1.550 Nanometern (nm) durch. Mit weniger Brechungsindex als bei Multimode-Fasern bewegt sich das intensive Laserlicht parallel zur Faserachse, wodurch Impulsdispersionen und andere Signalverschlechterungen minimiert werden, die in den Verwebungswellen von Multimode-Fasern auftreten. Diese teureren Monomodefasern erfüllen die Fernbedürfnisse in Telekommunikations- und Kabelfernsehnetzen.
Ein Laser injiziert Licht mit einer schmalen spektralen Breite in das Singlemode-Glasfaserkabel mit hoher Bandbreite. Ein langer Glasfaserstrang verbreitet typischerweise die Laserübertragung unter Verwendung von Wellenmultiplex (WDM), bei dem die Signale durch verschiedene Wellenlängen geteilt werden, um den Übertragungsdurchsatz zu erhöhen. Dadurch wird die Übertragungsrate von Singlemode-Glasfasern gegenüber Multimode-Glasfasern um das 50-fache des möglichen Abstands erheblich verbessert.
Die einzelne Lichtwelle im engeren Kern eliminiert praktisch Verzerrungen durch Lichtinterferenz oder -verlust. Dies erzeugt die höchsten Übertragungsgeschwindigkeiten von Sender zu Empfänger aller Glasfasern. Es funktioniert unabhängig von elektromagnetischen Störungen (EMI) und verhindert das Abhören, indem es Signalverluste beseitigt. Lichtwellenlängen um 1.300 nm dienen für kürzere Entfernungen und 1.500 nm für längere Entfernungen.
Eine sendende Laserdiode sendet das Lichtsignal über das Singlemode-Glasfaserkabel. Wie Tischtennisbälle durch ein Rohr mit etwas größerem Durchmesser wandert das Licht, das nicht anhalten, springen, entkommen oder zurückdrehen kann, durch einen Kern, der von einer zehnmal dickeren, nicht absorbierenden Hülle umgeben ist. Die Wellenlänge breitet sich kontinuierlich vorwärts aus, mit der Unfähigkeit, als Wärme innerhalb des Wellenleiters zu brechen, zu reflektieren oder zu dispergieren. Es hat nichts anderes zu tun, als auf absorptive Herstellungsfehler oder Installations- oder Verbindungsfehler zu stoßen.
Die Signalimpulse können Regeneratoren oder Dämpfungsglieder durchlaufen, bis sie einen Empfänger erreichen. Dort decodiert eine Fotodiode die Wellenformen ungefähr 8.000 Mal pro Sekunde und wandelt sie in elektronische Computersignale als digitale Daten und Audio- / Videoinformationen zurück. Dies ist so, als würde man in einer Sekunde einen kompletten Satz von 24 Bänden Enzyklopädien lesen.
In Singlemode-Glasfaserkabeln kann diese Form der verlustarmen Ausbreitung niedrigster Ordnung nur über einer bestimmten Grenzwellenlänge funktionieren. Dies wird als Einzelmodus-Schrittindex (SM-Schrittindex) bezeichnet. Dies bedeutet, dass für die Singlemode-Übertragung nur gerade Lichtstrahlen ausgewählt werden. Sie vermischen sich nicht und prellen nicht mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bei der Ausbreitung von Multimode-Wellen wie durch die breiteren Kerne von Multimode-Fasern.
Verschiedene Arten von Einmoden-Glasfaserkabeln umfassen abgeschnittene oder dispersionsverschobene Fasern, dispersionsverschobene Fasern ungleich Null, Fasern mit niedrigem Wasserspitzenwert und andere. Sie wird auch als Mono-Mode- oder Uni-Mode-Glasfaser bezeichnet und hauptsächlich für WAN-Netzwerke (Wide Area Networks) verwendet. Die Aufmerksamkeit der lokalen Netzwerke (LAN) hat jedoch zugenommen, da diese ihre Reichweite über größere Entfernungen in Umgebungen wie Universitäten oder Unternehmen ausdehnen. Diese teureren Kabel haben begrenzende Faktoren wie den Biegeradius. Sie müssen daher vor der Installation von einem erfahrenen Techniker sorgfältig geplant werden.