Ob sie Gemeinden verbinden oder Kontinente überspannen – Geschwindigkeit und Genauigkeit sind die beiden wichtigsten Anforderungen an Glasfasernetze, die kritische Kommunikationsaufgaben bewältigen. Nutzer benötigen schnellere FTTH-Verbindungen und 5G-Mobilfunkverbindungen für Telemedizin, autonomes Fahren, Videokonferenzen und andere bandbreitenintensive Anwendungen. Mit der Entstehung einer großen Anzahl von Rechenzentren und der rasanten Entwicklung von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen, gepaart mit höheren Netzwerkgeschwindigkeiten und der Unterstützung von 800G und mehr, sind alle Glasfasereigenschaften entscheidend geworden.
Gemäß dem Standard ITU-T G.650.3 sind optische Zeitbereichsreflektometer (OTDR), optische Dämpfungsmessgeräte (OLTS), chromatische Dispersion (CD) und Polarisationsmodendispersion (PMD) erforderlich, um eine umfassende Glasfaseridentifizierung durchzuführen und eine hohe Netzwerkleistung sicherzustellen. Daher ist die Verwaltung der CD-Werte entscheidend für die Gewährleistung der Übertragungsintegrität und -effizienz.
Obwohl CD eine natürliche Eigenschaft aller Glasfasern ist, nämlich die Übertragung von Breitbandimpulsen über große Entfernungen, wird Dispersion gemäß ITU-T G.650.3-Standard bei Glasfasern mit Datenübertragungsraten über 10 Gbit/s zum Problem. CD kann die Signalqualität, insbesondere in Hochgeschwindigkeitskommunikationssystemen, erheblich beeinträchtigen, und Tests sind der Schlüssel zur Bewältigung dieser Herausforderung.
Was ist CD?
Wenn sich Lichtimpulse unterschiedlicher Wellenlängen in Glasfasern ausbreiten, kann die Lichtdispersion zu Impulsüberlappungen und -verzerrungen führen, was letztlich zu einer Verschlechterung der Signalqualität führt. Es gibt zwei Formen der Dispersion: Materialdispersion und Wellenleiterdispersion.
Materialdispersion ist ein inhärenter Faktor bei allen Arten von Glasfasern, der dazu führen kann, dass sich unterschiedliche Wellenlängen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ausbreiten, was letztlich dazu führt, dass die Wellenlängen den entfernten Transceiver zu unterschiedlichen Zeiten erreichen.
Wellenleiterdispersion tritt in der Wellenleiterstruktur von Glasfasern auf, wo sich optische Signale durch den Kern und den Mantel der Fasern mit unterschiedlichen Brechungsindizes ausbreiten. Dies führt zu einer Änderung des Modenfelddurchmessers und einer Variation der Signalgeschwindigkeit bei jeder Wellenlänge.
Die Einhaltung eines bestimmten CD-Grades ist entscheidend, um das Auftreten anderer nichtlinearer Effekte zu vermeiden. Daher ist eine Null-CD nicht ratsam. Die CD muss jedoch auf einem akzeptablen Niveau gehalten werden, um negative Auswirkungen auf die Signalintegrität und die Servicequalität zu vermeiden.
Welchen Einfluss hat der Fasertyp auf die Dispersion?
Wie bereits erwähnt, ist CD eine natürliche Eigenschaft jeder Glasfaser, aber der Fasertyp spielt eine entscheidende Rolle bei der CD-Steuerung. Netzbetreiber können Fasern mit natürlicher Dispersion oder Fasern mit versetzten Dispersionskurven wählen, um die Auswirkungen von CD innerhalb eines bestimmten Wellenlängenbereichs zu reduzieren.
Die in heutigen Netzwerken am häufigsten verwendete Glasfaser ist die Standardfaser ITU-T G.652 mit natürlicher Dispersion. Die Dispersionsverschiebungsfaser ITU-T G.653 mit Null-Dispersion unterstützt keine DWDM-Übertragung, während die Dispersionsverschiebungsfaser G.655 mit Nicht-Null-Dispersion eine niedrigere CD aufweist, aber für lange Distanzen optimiert und zudem teurer ist.
Letztendlich müssen die Betreiber die Glasfasertypen in ihren Netzwerken kennen. Wenn die meisten Glasfasern dem Standard G.652 entsprechen, einige aber auch andere Glasfasertypen sind, beeinträchtigt dies die Servicequalität, wenn die CDs nicht in allen Verbindungen sichtbar sind.
Abschließend
Chromatische Dispersion bleibt eine Herausforderung, die bewältigt werden muss, um die Zuverlässigkeit und Effizienz von Hochgeschwindigkeitskommunikationssystemen zu gewährleisten. Fasereigenschaften und -tests sind der Schlüssel zur Lösung der Dispersionskomplexität und liefern Technikern und Ingenieuren Erkenntnisse für die Entwicklung, Bereitstellung und Wartung von Infrastrukturen für die globale, kritische Missionskommunikation. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung und Erweiterung des Netzwerks wird Softel weiterhin Innovationen entwickeln und Lösungen auf den Markt bringen und so die Einführung fortschrittlicher Technologien vorantreiben.
Veröffentlichungszeit: 20. März 2025