Monomodefaser

Die Monomodefaser, auch Einmodenfaser genannt, ist ein Lichtwellenleiter mit Stufenindex-Profil, bei dem durch einen sehr kleinen Kerndurchmesser, der bei 8 bis 10 µm liegt, das Licht praktisch nur in einer Mode, die quasi parallel zur Achse liegt, übertragen wird.

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Aufbau und Strahlverlauf der Monomodefaser

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. 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.

Typische Dämpfungswerte von Glasfasern

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.

Eigenschaften von Standard-Lichtwellenleitern

Um den gestiegenen Anforderungen der optischen Netze mit der WDM- und DWDM-Technik 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 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 CDWM-Systeme 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.