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Grundwissen Kabel: Der Aufbau von Glasfaserkabeln

Glasfaserkabel stellt eine wirksame Wahl für sichere Verbindungen über grosse Entfernungen oder in Umgebungen mit elektromagnetischen Störungen dar. Es bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber Kupferkabeln. Ein Glasfaserkabel besteht aus einem Kern, Mantel, einer Beschichtung, Verstärkungsfasern und einer Kabelhülle.
Aufbau eines Glasfaserkabels

Der Kern
Dies ist das physikalische Medium, das die optischen Datensignale von einer angeschlossenen Lichtquelle zu einer Empfangsvorrichtung transportiert. Der Kern ist ein einziger kontinuierlicher Strang aus extrudiertem Quarzglas oder Kunststoff, dessen Aussendurchmesser in Mikrometern (µm) gemessen wird. Je größer der Kern ist, desto mehr Licht kann das Kabel durchführen.

Alle Glasfaserkabel werden anhand des Aussendurchmessers ihrer Kerne bemessen. Die beiden gebräuchlichsten Multimodegrössen sind 50 und 62,5 Mikron. Singlemode-Kerne liegen bei 8,5 bis 9 Mikron.

Die Kerne der OM1 und OM2 Multimode-Kabel unterscheiden sich von den Kernen der laseroptimierten OM3 und OM4 Kabel. OM1 und OM2 haben einen kleinen gewollten Defekt im Kern, der Index-Senkung genannt wird. Dadurch können OM1- und OM2-Kabel mit LED-Lichtquellen verwendet werden. OM3 und OM4 werden ohne diesen Defekt hergestellt, so dass sie direkt mit VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) für höhere Geschwindigkeiten und Entfernungen eingesetzt werden können.

Der Mantel
Dies ist die dünne Schicht, die den Faserkern umgibt. Sie dient als Begrenzung der Ausbreitung der Lichtwellen und bewirkt eine Lichtbrechung, die das Licht über die Länge des Fasersegmentes bewegt. Der typische Fasermantel hat einen Durchmesser von 125 Mikrometer.

Die Beschichtung
Dies ist eine Kunststoffschicht, die den Kern und Mantel umgibt. Sie dient zur Verstärkung und zum Schutz des Kerns. Beschichtungen werden in Mikrometer gemessen und rangieren von 250 bis 900 Mikrometer.

Verstärkungsfasern
Diese Komponenten schützen den Kern gegen Druckkräfte und übermäßige Spannung während der Installation. Die Materialien reichen von Aramidgarn (Kevlar®) über Drahtlitzen bis hin zu gelgefüllten Hülsen.

Die Kabelhülle/Aussenmantel
Genau wie Kupferkabel gibt es Glasfaserkabel mit PVC- oder LSZH- (halogenfreiem) Aussenmantel. Ob Sie ein PVC- oder ein halogenfreies Kabel benötigen, hängt vom Einsatzort des Kabels ab. PVC-Kabel wird in der Regel für die Patch-Verbindungen im Rechenzentrum, Verteilerschrank oder am Schreibtisch verwendet. Halogenfreie Kabel werden für die Verkabelung im Gebäude genutzt, da der flamm-hemmende Mantel die Ausbreitung von Feuer verhindert.

Kennzeichnung der Glasfaserkabel und -Anschlüsse
Um leicht erkennen zu können, welche Art Glasfaserfaserkabel Sie installiert haben, sind der Kabelmantel und die Stecker farblich gekennzeichnet:
OM1: 62,5/125Mikron Multimode Glasfaser
Aussenmantel: orange
Stecker: beige
Steckerkörper: beige

OM2: 50/125 Mikron Multimode Glasfaser
Aussenmantel: orange
Stecker: schwarz
Steckerkörper: schwarz

OM3: Laser-optimierte 50/125 Mikron Multimode Glasfaser
Aussenmantel: aqua
Stecker: aqua
Steckerkörper: schwarz

OM4: Laser-optimierte 50/125 Mikron Multimode Glasfaser
Aussenmantel: aqua/violett
Stecker: schwarz
Steckerkörper: aqua/violett

OS1 und OS2: 8,5 Mikron Singlemode Glasfaser
Aussenmantel: gelb
Stecker: mit APC-Schliff: grün, mit UPC-Schliff: blau, MPO/MTP: schwarz
Steckerkörper: APC-Schliff: grün, UPC-Schliff: blau

Weitere Ressourcen:
Whitepaper: Die Glasfaser-Technologie (in englischer Sprache)
Blog Post: 8 Vorteile von Glasfaser- gegenüber Kupferkabeln
Webinar: High Density Glasfaserverbindungen für Datenzentren (in englischer Sprache)

3 Wege zur Erweiterung Ihres Ethernet-LAN

CATx-Kabel unterstützen Ethernet-Distanzen von bis zu 100 Meter. Das ist kein Problem, wenn Sie Arbeitsplätze innerhalb eines Gebäudes miteinander verbinden. Was aber geschieht, wenn Sie die Reichweite Ihres LAN auf über 100 Meter erweitern müssen, um eine entfernte Abteilung, ein Gebäude auf der anderen Seite des Firmengeländes oder der Stadt, WLAN-Zugriffspunkte, IP-Sicherheitskameras oder sogar Remote-Monitoring-Stationen in Industrieumgebungen anzubinden?

Genau hier erweist sich die Ethernet Erweiterung als nützlich. Je nach Umgebung und Anwendung gibt es drei Wege, um Ihr Ethernet-Netzwerk über den nächsten Schrank hinaus zu erweitern.

  1. LAN-Erweiterung über Glasfaserkabel mit Medienkonvertern

Medienkonverter sind beliebte und günstige Lösungen für die Erweitern Sie Ihr Ethernet-Netzwerk Umwandlung von Kupfer-auf Glasfaserstrecken und vice versa. Man kann sie paarweise (lokal/remote) oder mit Ethernet-Switches verwenden.

Glasfaserkabel bietet die beste Leistung für eine Erweiterung von Netzwerken über lange Strecken. Darum war es für Telefon- und Kabelanbieter ein so entscheidender Schritt, diese zu verwenden. Multimode-Glasfaser hat eine Reichweite von 550 Metern für 10/100/1000-Ethernet-Verbindungen. Singlemode-Glasfaser überbrückt Entfernungen von über 30 km für 10/100/1000-Ethernet-Erweiterungen.

Glasfaser bietet auch den Vorteil der Immunität gegen elektromagnetische Interferenzen (EMI), Überspannungen, Spannungsspitzen und Masseschleifen. Deshalb ist sie zum Verbinden von Gebäuden auf unterschiedlichen Seiten eines Geländes oder einer Stadt sowie in Industrieumgebungen bestens geeignet.

Es gibt viele verschiedene Arten von Medienkonvertern, angefangen bei einfachen unmanaged Kompakt-Konvertern, die auf Panels oder Hutschienen montiert werden, bis hin zu managed Konvertern, die in Racks montiert werden können. Es gibt auch unterschiedliche Konverter für kommerzielle und industrielle Anwendungen. Eine beliebte industrielle Anwendung besteht in der Verwendung eines Medienkonverters mit PoE-Funktionen zur Stromversorgung und Zurückleiten eines IP-Kamerasignals über Glasfaser.

  1. LAN-Erweiterung über vorhandene Kupfer-/Telefonkabel mit Ethernet Extendern

In einigen Fällen können vorhandene Einrichtungen für die Erweiterung Ihres LAN verwendet werden. Wenn es eine vorhandene Twisted-Pair-Kupfer- oder Koaxialkabelstrecke gibt, können Sie Ihr Netzwerk mit einem Paar Ethernet Extender erweitern. Verwenden Sie einen auf jeder Seite zum Umwandeln von Ethernet zu DSL (Digital Subscriber Line) und wieder zurück zu Ethernet. Extender können Geschwindigkeiten von 100 Mbit/s über 300 Meter bzw. etwa 10 Mbit/s über 1400 Meter bieten.

Verwendung einer bestehenden Twisted-Pair-Kupferverkabelung

Eine beliebte Anwendung ist das Aufrüsten von Sicherheits-Checkpoint-Diensten. Der Checkpoint war ursprünglich vielleicht nur mit Twisted-Pair-Kabeln verbunden, um ein analoges Telefon zu unterstützen. Durch Verwendung eines Paares Ethernet Extender (lokal/remote) kann der Checkpoint so aufgerüstet werden, dass er eine Ethernet/Internet-Verbindung, ein VoIP-Telefon und eine IP-Kamera unterstützt.
Verwendung einer bestehenden Koaxialverkabelung

Eine andere weit verbreitete Anwendung ist das Aufrüsten von Sicherheitskamera-Netzwerken. Durch den Ersatz älterer, analoger Sicherheitskamerasysteme durch neuere, digitale IP-Kameras können Sie jede Menge Installationszeit (und Arbeitskosten) einsparen, wenn Sie die vorhandene Koaxialverkabelung mit einem Ethernet Extender auf jeder Seite nutzen.

  1. Wireless Ethernet-Erweiterung

2,4-/5-GHz/60GHz-Funkerweiterung

Wireless Ethernet Extender bieten eine äußerst kosteneffektive Methode für die Erweiterung von LAN/WAN auf mehr als 100 Meter. Der Kauf neuer Kabel, das Ziehen von teuren Gräben für Glasfaserkabel und auch das zeitaufwändige Warten auf Wegerechte – all dies fällt weg.

Wireless Ethernet Extender bieten die problemloseste Möglichkeit der Erweiterung von LAN-Verbindungen über grosse Strecken über Büroparks, einen Firmen-, Lehr- oder Medizin-Campus oder einen Bürokomplex hinweg. Auch in Industrieumgebungen wie zum Beispiel Fabriken oder Öl-/Gasfeld-Bohrunternehmungen und sogar in der Verkehrssteuerung sind sie die ideale Lösung.

Wireless Ethernet wird häufig zum Verbinden von Sichtlinien-Netzwerken verwendet, die weit voneinander entfernt liegen. Obwohl die Wireless-Erweiterung häufig in Unternehmensanwendungen zum Einsatz kommt, zeigt sie ihr ganzes Potenzial erst bei industriellen Anwendungen wie Datenerfassung, Steuerung und Überwachung, Anlagensteuerung sowie Sicherheit und Überwachung, um nur einige zu nennen. Die Funk-Extender können auch über PoE mit Strom versorgt werden, um die Installation zu vereinfachen.

 

Weitere Ressourcen:

Whitepaper: Medienkonverter: Glasfaser effektiv nutzen

Whitepaper: Power over Ethernet in Industrieanwendungen

Whitepaper: 5 Fragestellungen zu Wireless Ethernet Erweiterungen

Webinar: Wireless Lösungen für M2M, Sicherheit und mobile Datennetzwerke

Video: Wireless Ethernet Extender

8 Vorteile von Glasfaser- gegenüber Kupferkabeln

Glasfaserkabel ist eines der beliebtesten Medien für Neuverkabelungen und Aufrüstungen, zu denen auch Backbone-, horizontale und sogar Desktop-Anwendungen zählen. Glasfaser bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber Kupfer.

  1. Größere Bandbreite

Glasfaser bietet mehr Bandbreite als Kupfer sowie eine standardisierte Leistung von bis zu 10 Gbit/s und mehr. Eine größere Bandbreite bedeutet, dass Glasfaser mehr Daten mit einer höheren Genauigkeit als Kupferleitungen übertragen kann. Dabei gilt es jedoch zu beachten, dass die Geschwindigkeiten bei Glasfaser von dem verwendeten Kabeltyp abhängen. Singlemode-Glasfaser bietet die größte Bandbreite und keinerlei Bandbreitenbedarf.

Laser-optimiertes OM3 50 Mikrometer-Multimodekabel hat eine EMB von 2000 MHz/km. Laser-optimierte OM4 50 Mikrometer-Multimodekabel haben eine EMB von 4700 MHz/km.

  1. Geschwindigkeit und Distanz

Da das Glasfasersignal aus Licht besteht, tritt während der Übermittlung ein sehr geringer Signalverlust auf, wodurch eine Übertragung von Daten mit höheren Geschwindigkeiten und über größere Distanzen hinweg möglich ist. Glasfaserstrecken sind nicht wie ungeschirmte Twisted-Pair-Kupferkabel auf 100 Meter begrenzt (ohne Verstärker). Sie hängen vielmehr von Kabeltyp, Wellenlänge und Netzwerk ab. Entfernungen können von 550 Meter bei 10-Gbit/s-Multimode bis 40 Kilometer bei Monomode-Kabeln reichen.

  1. Sicherheit

Mit einem Glasfaserkabel sind Ihre Daten sicher. Es strahlt keine Signale aus und ist besonders abhörsicher. Wenn das Kabel angezapft wird, ist dies sehr leicht zu überwachen, da aus dem Kabel Licht austritt, wodurch das komplette System ausfällt. Das bedeutet Sie wissen sofort, wenn versucht wird, die physische Sicherheit Ihres Glasfasersystems zu umgehen.

Glasfasernetzwerke ermöglichen es Ihnen auch, all Ihre Elektronik und Hardware an einer zentralen Stelle zu positionieren.
Damit gehören Kabelschränke mit Anlagen, die im ganzen Gebäude verteilt sind, der Vergangenheit an.

  1. Immunität und Zuverlässigkeit

Glasfaser überträgt Daten mit extremer Zuverlässigkeit. Es ist vollständig immun gegen viele Umgebungseinflüsse, die Kupferkabel beeinträchtigen können. Der Kern besteht aus Glas, einem isolierenden Material, durch das kein Strom fließen kann. Es ist immun gegen elektromagnetrische und Funkfrequenz-Interferenzen (EMI/RFI), Signalüberlagerungen, Impedanzprobleme u.v.m. Glasfaserkabel lässt sich problemlos in der Nähe von Industriegeräten verlegen. Es ist außerdem weniger anfällig für Temperaturschwankungen als Kupfer und kann daher auch unter Wasser verwendet werden.

  1. Design

Glasfaserkabel ist leicht, dünn und haltbarer als Kupferkabel. Zum Erreichen von höheren Geschwindigkeiten mit Kupferkabel müssen Sie ein Kabel höherer Güte verwenden, das üblicherweise einen größeren Außendurchmesser aufweist, mehr wiegt und in der Kabelpritsche mehr Platz einnimmt. Bei Glasfaserkabel gibt es nur sehr geringe Unterschiede bei Durchmesser oder Gewicht. Außerdem sind die Zugspezifikationen je nach konkretem Kabel bis zu 10 Mal höher als bei Kupferkabel. Dank seines kleinen Durchmessers ist es leichter zu handhaben und benötigt viel weniger Platz im Kabelkanal. Und zudem kann Glasfaser leichter getestet werden als Kupferkabel.

  1. Migration

Durch die starke Ausbreitung und die geringeren Kosten von Medienkonverter ist die Migration von Kupfer auf Glasfaser wesentlich einfacher geworden. Die Konverter bieten problemlose Verbindungen und gestatten die Verwendung der bestehenden Hardware. Glasfaser kann bei geplanten Aufrüstungen in das Netzwerk integriert werden. Außerdem wird die Planung von zukünftigen 40- und 100-GbE-Netzwerken durch die bevorstehenden 12- und 24-stängigen MPO-Kassetten, Kabel und Hardware einfacher.

  1. Feldterminierung

Obwohl die Terminierung von Glasfaser noch immer schwieriger ist als bei Kupfer, haben die technologischen Fortschritte das Terminieren und Verwenden von Glasfaser in der Praxis erleichtert. Schnellspleißgeräte mit automatischer Fluchtung ermöglichen ein schnelles Spleißen vor Ort. Automatisch fluchtende Pins sorgen für Genauigkeit. Zudem sorgt die Verwendung von Pigtails und vorterminierten Kabeln für schnelle und einfache Verbindungen.

  1. Kosten

Die Kosten für Glasfaserkabel, Komponenten und Hardware sinken kontinuierlich. Insgesamt ist Glasfaserkabel auf kurze Sicht zwar teurer als Kupferkabel, auf lange Sicht kann es aber kostengünstiger sein. Glasfaser ist üblicherweise kostengünstiger zu warten, verursacht weniger Ausfälle und erfordert weniger Netzwerk-Hardware. Außerdem haben die Fortschritte in der Feldterminierungstechnologie auch die Kosten von Glasfaserinstallationen verringert.

Wenn Sie mehr über Glasfaser erfahren möchten, finden Sie hier einige hilfreiche Ressourcen:

Whitepaper: Glasfaser-Technologie

Video: HD-Installationen mit MTP-Anschlüssen (englisch)