Monomodefaser

Die Monomodefaser, auch Einmodenfaser genannt, ist ein Lichtwellenleiter mit Stufenindex-Profil, bei dem durch ein sehr kleines Kernglas mit einem Durchmesser von 9 µm (8,3 µm) das Licht praktisch nur in einer Mode, die quasi parallel zur Achse liegt, übertragen wird.

Die Monomodefaser zeichnet sich dadurch aus, dass sie praktisch keine Laufzeitunterschiede aufweist (Modendispersion 0,1 ns/km), da das Licht ja nur in einer Ausbreitungsrichtung den Lichtwellenleiter durchläuft, das Impulsverhalten dadurch formgetreu ist, und dass sie über die geringsten Dämpfungswerte aller Lichtwellenleiter verfügt.

Aufbau und Brechungsprofil der Monomodefaser

Aufbau und Brechungsprofil der Monomodefaser

Dies drückt sich in einer Dämpfung von 0,1 dB/km (LED 1.300 nm), einem Bandbreitenlängenprodukt von <10 GHz x km und einem Bitratenlängenprodukt von 250 GHz x km aus. Es können Entfernungen bis zu 100 km ohne Repeater überbrückt werden. Der Manteldurchmesser der Monomodefaser liegt typischerweise bei 125 µm, der Kerndurchmesser typischerweise bei 10 µm.

Das optische Fenster für Monomodefasern

Dämpfung und 
   Bandbreitenlängenprodukt von Lichtwellenleitern

Dämpfung und Bandbreitenlängenprodukt von Lichtwellenleitern

Monomodefasern können im Wellenlängenbereich zwischen 1.280 nm und 1.650 nm, im 2. oder 3. optischen Fenster, betrieben werden. Daraus ergibt sich eine theoretische Bandbreite von 53 THz. In der Praxis wurden bereits Werte von 10 Tbit/s über 100 km erreicht.

Um den gestiegenen Anforderungen der optischen Netze mit Wavelength Division Multiplexing (WDM) und Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) gerecht zu werden, gibt es dispersionsoptimierte Monomodefasern: Die Non Dispersion Shifted Fiber (NDSF), die Dispersion Shifted Fiber (DSF) und die Non Zero Dispersion Shifted Fiber (NZDSF), die von der internationalen Fernmeldeunion (ITU) in den Empfehlungen G.650 und folgende standardisiert wurden.

ITU-T G.652: Hierbei handelt es sich um eine Non Dispersion Shifted Fiber (NDSF) mit einer minimalen Dispersion bei 1.310 nm. Die Dämpfung beträgt bei 1.550 nm 0,25 dB/km, die Dispersion liegt bei 18 ps/nm bezogen auf ein Kilometer Faser. Diese Faser eignet sich für den LAN-Bereich mit bis zu 2,5 Gbit/s und für Coarse Wavelength Division Multiplexing (CWDM) mit 4 x 2,5 Gbit/s.

ITU-T G.653: Die unter dieser Empfehlung standardisierte Monomodefaser ist eine Dispersion Shifted Fiber (DSF) mit minimaler Dispersion bei 1.310 nm. Die Dämpfung liegt bei 0,25 dB/km bezogen auf eine Lichtquelle mit 1.550 nm.

ITU G.655: Eine Monomodefaser mit Non Zero Dispersion Shifted Fiber und einer minimalen Dispersion bei 1.550 nm. Die Dämpfung beträgt 0,25 dB/km und die Dispersion beträgt nur 4 ps/nm, bezogen auf 1 km. Diese Faser ist für DWDM-Systeme.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Monomodefaser
Englisch: single mode fiber - SMF
Veröffentlicht: 27.11.2016
Wörter: 388
Tags: #Lichtwellenleiteraufbau
Links: Bandbreite, Bandbreitenlängenprodukt, CWDM (coarse wavelength division multiplexing), Dämpfung, dB (decibel)
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