Ob es um die Verbindung von Gemeinden oder die Überbrückung von Kontinenten geht – Geschwindigkeit und Genauigkeit sind die beiden wichtigsten Anforderungen an Glasfasernetze für kritische Kommunikationsaufgaben. Nutzer benötigen schnellere FTTH-Verbindungen und 5G-Mobilfunkverbindungen für Telemedizin, autonomes Fahren, Videokonferenzen und andere bandbreitenintensive Anwendungen. Angesichts der Vielzahl an Rechenzentren und der rasanten Entwicklung von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen sowie höherer Netzwerkgeschwindigkeiten und der Unterstützung von 800G und mehr sind alle Eigenschaften von Glasfasern entscheidend geworden.
Gemäß dem ITU-T-Standard G.650.3 sind optische Zeitbereichsreflektometer- (OTDR), optische Dämpfungsmessgeräte- (OLTS), chromatische Dispersions- (CD) und Polarisationsmodendispersionsmessungen (PMD) erforderlich, um eine umfassende Faseridentifizierung durchzuführen und eine hohe Netzwerkleistung zu gewährleisten. Daher ist die Kontrolle der CD-Werte entscheidend für die Sicherstellung der Übertragungsintegrität und -effizienz.
Obwohl die chromatische Dispersion (CD) eine natürliche Eigenschaft aller Glasfasern ist – die Ausbreitung breitbandiger Impulse über lange Distanzen –, wird sie gemäß dem ITU-T-Standard G.650.3 bei Datenübertragungsraten über 10 Gbit/s zu einem Problem. CD kann die Signalqualität, insbesondere in Hochgeschwindigkeits-Kommunikationssystemen, erheblich beeinträchtigen, und Tests sind der Schlüssel zur Bewältigung dieser Herausforderung.
Was ist eine CD?
Wenn sich Lichtimpulse unterschiedlicher Wellenlängen in optischen Fasern ausbreiten, kann die Lichtdispersion zu Impulsüberlappungen und -verzerrungen führen, was letztendlich die Qualität des übertragenen Signals mindert. Es gibt zwei Arten von Dispersion: Materialdispersion und Wellenleiterdispersion.
Die Materialdispersion ist ein inhärenter Faktor bei allen Arten von optischen Fasern. Sie kann dazu führen, dass sich unterschiedliche Wellenlängen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ausbreiten, was letztendlich dazu führt, dass die Wellenlängen den entfernten Transceiver zu unterschiedlichen Zeiten erreichen.
Die Wellenleiterdispersion tritt in der Wellenleiterstruktur von optischen Fasern auf, wo sich optische Signale durch den Kern und den Mantel der Fasern ausbreiten, die unterschiedliche Brechungsindizes aufweisen. Dies führt zu einer Änderung des Durchmessers des Modenfelds und einer Variation der Signalgeschwindigkeit bei jeder Wellenlänge.
Die Einhaltung eines gewissen CD-Wertes ist entscheidend, um das Auftreten anderer nichtlinearer Effekte zu vermeiden; daher ist ein CD-Wert von null nicht ratsam. Der CD-Wert muss jedoch auf einem akzeptablen Niveau gehalten werden, um negative Auswirkungen auf die Signalintegrität und die Dienstqualität zu vermeiden.
Welchen Einfluss hat die Faserart auf die Dispersion?
Wie bereits erwähnt, ist die chromatische Aberration (CD) eine inhärente Eigenschaft jeder optischen Faser, wobei der Fasertyp eine entscheidende Rolle bei deren Steuerung spielt. Netzbetreiber können Fasern mit „natürlicher“ Dispersion oder Fasern mit versetzten Dispersionskurven wählen, um die Auswirkungen der CD in einem bestimmten Wellenlängenbereich zu reduzieren.
Die in heutigen Netzwerken am häufigsten verwendete Faser ist die Standardfaser ITU-T G.652 mit natürlicher Dispersion. Die ITU-T G-653-Faser mit verschobener Nulldispersion unterstützt keine DWDM-Übertragung, während die G.655-Faser mit verschobener Nicht-Nulldispersion eine geringere CD aufweist, aber für große Entfernungen optimiert und entsprechend teurer ist.
Letztendlich müssen Netzbetreiber die verschiedenen Glasfasertypen in ihren Netzen kennen. Wenn die meisten Glasfasern dem Standard G.652 entsprechen, einige jedoch andere Fasertypen aufweisen und die CDs (Conductor Design) in allen Verbindungen nicht sichtbar sind, wird die Dienstqualität beeinträchtigt.
Abschließend
Die chromatische Dispersion stellt weiterhin eine Herausforderung dar, die bewältigt werden muss, um die Zuverlässigkeit und Effizienz von Hochgeschwindigkeits-Kommunikationssystemen zu gewährleisten. Fasercharakteristika und -tests sind entscheidend für die Lösung komplexer Dispersionsprobleme und liefern Technikern und Ingenieuren wichtige Erkenntnisse für die Planung, den Aufbau und die Wartung der Infrastruktur, die globale, kritische Missionskommunikation ermöglicht. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung und dem Ausbau des Netzwerks wird Softel auch künftig innovative Lösungen entwickeln und auf den Markt bringen und so die Einführung fortschrittlicher Technologien vorantreiben.
Veröffentlichungsdatum: 20. März 2025