Die Wahl des passenden Glasfaserkabels zählt zu den folgenreichsten Entscheidungen beim Aufbau eines Netzwerks. Bei einer falschen Wahl zahlen Sie entweder zu viel für nicht benötigte Kapazität oder stoßen an eine Bandbreitengrenze, die schon nach wenigen Jahren eine kostspielige Neuverlegung erforderlich macht.
Die beiden grundlegenden Glasfasertypen sind Singlemode-Faser (SMF) und Multimode-Faser (MMF). Sie unterscheiden sich durch Faserkern, Übertragungsdistanz und Kosten. Dieser Leitfaden erläutert alle technischen Unterschiede, die OM-Klassen von Multimode-Fasern und hilft Ihnen bei der Auswahl.
Schnellvergleich: Singlemode- und Multimode-Faser
| Merkmal | Singlemode-Faser | Multimode-Faser |
|---|---|---|
| Kerndurchmesser | 9 μm | 50 μm oder 62.5 μm |
| Manteldurchmesser | 125 μm | 125 μm |
| Lichtwege | Einfach (ein Strang) | Mehrfach (viele Strahlen) |
| Wellenlänge | 1310 nm / 1550 nm | 850 nm / 1300 nm |
| Maximale Entfernung | 100 km+ | Bis 550 m (OM4 bei 10G) |
| Bandbreite | Praktisch unbegrenzt | Bis zu 4700 MHz·km (OM5) |
| Kabelfarbe | Gelb | Orange (OM1/OM2), Aqua (OM3/OM4), Limettengrün (OM5) |
| Faserkosten | Etwas höher | Etwas niedriger |
| Transceiverkosten | Höher | Niedriger |
| Gängige Norm | OS2 | OM1 bis OM5 |
| Am besten geeignet für | Fernverbindungen, Campus-Backbone, FTTH | Rechenzentren, LANs, Kurzstreckenverbindungen |
Diese Tabelle fasst die wichtigsten Unterschiede zusammen. In den folgenden Abschnitten wird jeder davon ausführlich erläutert.
Was ist Singlemode-Faser?
Singlemode-Fasern haben einen sehr kleinen Kern, typischerweise 9/125 µm (Kern 9 µm, Mantel 125 µm). Der Kern ist so schmal, dass sich darin nur ein Lichtmodus ausbreiten kann. Dadurch entfällt die sogenannte Modendispersion, bei der mehrere Lichtwege den Empfänger zu leicht unterschiedlichen Zeitpunkten erreichen und das Signal verwischen.
Da keine Modendispersion auftritt, können Singlemode-Glasfaserkabel Daten über sehr große Entfernungen übertragen, häufig 100 km oder mehr ohne Signalregeneration. Die Reichweite hängt vom eingesetzten Transceiver und der Wellenlänge ab.
Wichtige Merkmale von Singlemode-Glasfaser
- Kern/Mantel: 9/125 μm (standardisiert durch ITU-T G.652)
- Betriebswellenlängen: 1310 nm und 1550 nm
- Standardqualität: OS2 (geringer Wasserpeak, geeignet für CWDM/DWDM)
- Dämpfung: ca. 0.35 dB/km bei 1310 nm, ca. 0.20 dB/km bei 1550 nm
- Mantelfarbe: Gelb als branchenübliche Kennzeichnung
- Steckerpolitur: meist APC in Grün oder UPC in Blau
Singlemode-Glasfaser ist das Rückgrat der weltweiten Telekommunikation. Jedes Unterseekabel, jede terrestrische Fernstrecke und die meisten FTTH-Installationen verwenden Singlemode-Fasern.
OS2 – der Singlemode-Standard
Einmodenfasern werden manchmal als OS1 oder OS2 bezeichnet. OS1 steht für ältere Innenkabel mit straffem Puffer und etwas höherer Dämpfung (1.0 dB/km). OS2 ist der aktuelle Standard für Bündelader- und Einblasfaserkabel mit einer Dämpfung von 0.4 dB/km bei 1310 nm und 0.3 dB/km bei 1550 nm. Für Neuinstallationen ist OS2 die richtige Wahl.
Was ist Multimode-Glasfaser?
Multimode-Fasern haben einen deutlich größeren Kern mit 50/125 μm oder 62.5/125 μm Durchmesser. Dadurch können mehrere Moden (Lichtpfade) gleichzeitig durch die Faser laufen. Der Nachteil: Sie erreichen das andere Ende geringfügig zeitversetzt. Dieses Phänomen heißt Modendispersion und begrenzt Bandbreite und maximale Übertragungsdistanz.
Multimode-Fasern arbeiten mit kürzeren Wellenlängen, hauptsächlich 850 nm, und kostengünstigen VCSEL-Transceivern (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser). Dadurch sinken die Gesamtkosten bei kurzen Übertragungsstrecken.
Wichtige Merkmale von Multimode-Fasern
- Kern/Mantel: 50/125 μm (OM3, OM4, OM5) oder 62.5/125 μm (OM1, OM2)
- Betriebswellenlänge: 850 nm (primär), 1300 nm (sekundär)
- Standardqualitäten: OM1, OM2, OM3, OM4, OM5
- Dämpfung: ca. 3.0 dB/km bei 850 nm (OM3/OM4)
- Mantelfarbe: Orange (OM1/OM2), Aqua (OM3/OM4), Limettengrün (OM5)
- Steckerpolitur: UPC (Standard)
Multimodefasern sind in Rechenzentren und Unternehmensgebäuden vorherrschend, wo Verbindungslängen selten einige hundert Meter überschreiten.
Einmoden- und Mehrmodenfaser: ausführlicher Vergleich
Betrachten wir die technischen Unterschiede in allen für das Netzwerkdesign wichtigen Dimensionen.
Faserkern und Lichtausbreitung
Der Kerndurchmesser ist der entscheidende physikalische Unterschied. Der 9-µm-Kern einer Singlemode-Faser hat etwa ein Fünftel des Durchmessers des 50-µm-Kerns einer Multimode-Faser. Der kleinere Kern erfordert eine präzisere Ausrichtung beim Stecken, ermöglicht aber zugleich null Modendispersion und eine deutlich größere Reichweite.
Der größere Kern von Multimodefasern erleichtert die Einkopplung von Licht aus einer LED- oder VCSEL-Quelle. Das ist ein Grund für die geringeren Transceiverkosten.
Bandbreite und Datenrate
Singlemode-Faser bietet praktisch eine nahezu unbegrenzte Bandbreite. Der begrenzende Faktor ist stets der Transceiver, nicht die Faser. Eine einzelne OS2-Faser kann mit unterschiedlichen Transceiver-Technologien alles von 1G bis 400G und darüber hinaus unterstützen.
Die Multimode-Bandbreite wird durch die effektive modale Bandbreite (EMB) begrenzt, gemessen in MHz·km. Höhere OM-Klassen bieten eine höhere EMB und ermöglichen dadurch höhere Datenraten über größere Entfernungen.
Reichweite
Hier unterscheiden sich die beiden Fasertypen am deutlichsten.
| Datenrate | Singlemode (OS2) | Multimode (OM3) | Multimode (OM4) |
|---|---|---|---|
| 1 Gbps | Bis zu 100 km | Bis zu 1000 m | Bis zu 1100 m |
| 10 Gbps | Bis zu 40 km | Bis zu 300 m | Bis zu 400 m |
| 25 Gbps | Bis zu 10 km | Bis zu 70 m | Bis zu 100 m |
| 40 Gbps | Bis zu 10 km | Bis zu 100 m | Bis zu 150 m |
| 100 Gbps | Bis zu 10 km | Bis zu 70 m (SR4) | Bis zu 100 m (SR4) |
| 400 Gbps | Bis zu 10 km | Bis zu 70 m (SR8) | Bis zu 100 m (SR8) |
Für Strecken über etwa 500 Meter ist Singlemode-Glasfaser die einzig praktikable Option.
Wellenlänge und Lichtquelle
Bei Singlemode-Fasern kommen die Wellenlängen 1310 nm und 1550 nm zum Einsatz. Sie werden von DFB-Lasern oder extern modulierten Lasern (EML) erzeugt. Bei diesen längeren Wellenlängen ist die Dämpfung im Glas geringer.
Multimode-Fasern verwenden 850 nm-Wellenlängen, die von VCSELs erzeugt werden. VCSELs sind kostengünstiger in der Herstellung und verbrauchen weniger Strom, wodurch die Transceiverkosten sinken.
Farbcodierung
In der Glasfaserbranche kennzeichnet die Mantelfarbe den Fasertyp auf einen Blick.
| Fasertyp | Mantelfarbe | Farbe des Steckverbinders (UPC) | Farbe des Steckverbinders (APC) |
|---|---|---|---|
| OS2 für Singlemode | Gelb | Blau | Grün |
| Multimode-OM1 | Orange | Beige | Nicht zutreffend |
| Multimode-OM2 | Orange | Schwarz | Nicht zutreffend |
| Multimode-OM3 | Aqua | Aqua | Nicht zutreffend |
| Multimode-OM4 | Aqua | Aqua | Nicht zutreffend |
| Multimode-OM5 | Limegrün | Limegrün | Nicht zutreffend |
Der Schliff APC (Angled Physical Contact) wird fast ausschließlich bei Singlemode-Fasern verwendet. Multimode-Steckverbinder nutzen den Schliff UPC (Ultra Physical Contact).
멀티모드 광섬유 등급 설명
Nicht alle Multimodefasern sind gleich. Das durch ISO/IEC 11801 definierte Klassifizierungssystem OM (Optical Multimode) unterscheidet fünf Klassen anhand ihrer Bandbreitenleistung.
| Qualitätsstufe | Kerngröße | Bandbreite (850 nm) | Bandbreite (1300 nm) | Maximale 1G-Distanz | Maximale 10G-Distanz | Maximale 40/100G-Distanz |
|---|---|---|---|---|---|---|
| OM1 | 62.5 μm | 200 MHz·km | 500 MHz·km | 275 m | 33 m | Nicht unterstützt |
| OM2 | 50 μm | 500 MHz·km | 500 MHz·km | 550 m | 82 m | Nicht unterstützt |
| OM3 | 50 μm | 2000 MHz·km | 500 MHz·km | 1000 m | 300 m | 100 m |
| OM4 | 50 μm | 4700 MHz·km | 500 MHz·km | 1100 m | 400 m | 150 m |
| OM5 | 50 μm | 4700 MHz·km | 500 MHz·km | 1100 m | 400 m | 150 m |
OM1 und OM2: ältere Qualitäten
OM1 (62.5 μm) und OM2 (50 μm) sind ältere Fasertypen. Sie wurden in den 1990s und zu Beginn der 2000s vielfach für Fast- und Gigabit-Ethernet verlegt. Keiner der beiden Typen unterstützt 10G-Ethernet über praxisgerechte Entfernungen. Wenn Sie bei einer Gebäudemodernisierung auf 10G oder höher in der vorhandenen Infrastruktur auf OM1 oder OM2 stoßen, planen Sie deren Austausch.
OM3 und OM4 – die aktuellen Arbeitspferde
OM3 und OM4 sind heute die am häufigsten eingesetzten Multimode-Faserklassen. Beide verwenden einen 50-µm-Kern, der für 850 nm-VCSEL-Laser optimiert ist. OM4 bietet eine höhere effektive modale Bandbreite (4700 MHz·km gegenüber 2000 MHz·km) und erreicht dadurch bei 10G und höheren Geschwindigkeiten größere Entfernungen.
Für die meisten Rechenzentren und Enterprise-Installationen wird OM4 empfohlen. Der Preisaufschlag gegenüber OM3 ist minimal, und die zusätzliche Reichweitenreserve bietet wertvollen Spielraum.
OM5 – Breitband-Multimode
OM5 ist die neueste Klasse und unterstützt Kurzwellendivisionsmultiplex (SWDM). SWDM nutzt vier Wellenlängen (850, 880, 910, 940 nm) auf einer Faser und ermöglicht so die Übertragung von 40G und 100G über weniger Fasern. OM5 ist bei 850 nm abwärtskompatibel mit OM3 und OM4.
OM5 verbreitet sich langsamer als erwartet, weil parallele Optik (SR4, SR8) mit OM4 für viele Betreiber wirtschaftlich bleibt. OM5 erwägen, um die Faserzahl zukünftiger Hochgeschwindigkeitsverbindungen zu senken.
Wann sollte man Singlemode-Fasern wählen?
Singlemode-Fasern sind die richtige Wahl, wenn eine der folgenden Bedingungen zutrifft.
Fernverbindungen. Für jede Verbindung über 500 Meter sollte Singlemode-Faser verwendet werden. Dazu zählen Campus-Backbones zwischen Gebäuden, Stadtnetze und Fernstrecken in der Telekommunikation.
Glasfaser bis ins Haus (FTTH). Passive optische Netze (PON) für Breitbandanschlüsse in Privathaushalten und Unternehmen verwenden ausschließlich Singlemode-Fasern. GPON, XGS-PON und 25G-PON arbeiten bei 1310/1490/1550 nm-Wellenlängen mit Singlemode-Fasern.
Wellenlängenmultiplex (WDM). Wer mit CWDM oder DWDM mehrere Kanäle auf einem Faserpaar bündeln möchte, benötigt Singlemode. DWDM-Systeme können 96 oder mehr Kanäle auf einer Faser mit Gesamtdatenraten im Terabitbereich übertragen.
Zukunftssicherheit. Bei Singlemode-Glasfaser gibt es praktisch keine Bandbreitengrenze. Die heute installierte Faser unterstützt auch die Transceiver-Technologie, die sich in den nächsten 20 bis 30 Jahren entwickelt. Für Außenanlagen und Backbone-Infrastruktur mit langer Nutzungsdauer ist Singlemode daher die sicherere Investition.
Weitverkehrsnetze (WAN). Unternehmens-WAN-Verbindungen zwischen Büros, Rechenzentren und Cloud-Übergabepunkten benötigen aufgrund der Entfernungen fast immer Singlemode-Fasern.
Wann sollte man Multimodefaser wählen?
In bestimmten Einsatzszenarien ist Multimode-Faser wirtschaftlich sinnvoll.
Datenzentrumsverbindungen unter 100 Metern. Innerhalb eines Rechenzentrums sind die meisten Verbindungen zwischen Switches, Servern und Speichersystemen kürzer als 100 Meter. Multimode-Faser mit VCSEL-basierten Transceivern (SR, SR4, SR8) bietet die geringsten Kosten pro Port bei 10G, 25G, 40G und 100G.
Unternehmens-LANs in Gebäuden. Horizontale Verkabelung und Steigleitungen innerhalb eines Gebäudes sind selten länger als 300 Meter. OM4-Multimodefasern übertragen 10G über diese Entfernungen problemlos. Die niedrigeren Transceiverkosten summieren sich bei Hunderten Ports schnell.
Kostensensitive Kurzstrecken. Bei kurzen Verbindungen kann Multimode mit VCSEL-Transceivern je Verbindung 30% bis 50% günstiger als vergleichbares Singlemode sein. Die Ersparnis entsteht vorwiegend durch die Transceiver.
Vorhandene Multimode-Infrastruktur. Wenn ein Gebäude bereits mit OM3- oder OM4-Fasern verkabelt ist und die Entfernungen für die Ziel-Datenrate ausreichen, muss nichts herausgerissen und ersetzt werden. Nutzen Sie die vorhandene Multimode-Infrastruktur und investieren Sie das Kapital in andere Verbesserungen.
Steckverbinderkompatibilität
Ein praktischer Vorteil der Glasfaserverkabelung ist, dass bei Singlemode- und Multimodefasern dieselben Steckverbindertypen verwendet werden. Die Bauform des Steckverbinders ändert sich nicht mit dem Fasertyp.
Zu den gängigsten Glasfasersteckverbindertypen, die mit Singlemode- und Multimode-Fasern verwendet werden, zählen:
- LC-Steckverbinder — der vorherrschende Steckverbinder in modernen Rechenzentren und Telekommunikationsanlagen. Kompakte Bauform, Ferrule 1.25 mm, Push-Pull-Verriegelung. Verwendet mit den Modulen SFP, SFP+, SFP28 und QSFP.
- SC-Steckverbinder — Weit verbreitet bei FTTH/PON-Installationen und in älteren Telekommunikationsnetzen. 2.5 mm-Ferrule mit Push-Pull-Schnappverriegelung.
- ST-Steckverbinder – Bajonett-Steckverbinder mit Drehverriegelung aus älteren LAN-Installationen. Kommt weiterhin in Industrie- und Militäranwendungen vor.
- MPO/MTP-Steckverbinder — Mehrfaser-Push-on-Steckverbinder für Paralleloptik (40G SR4, 100G SR4, 400G SR8) in Rechenzentren. Erhältlich in den Konfigurationen 12-fiber und 24-fiber.
Einen ausführlichen Vergleich der beiden beliebtesten Steckverbinder finden Sie in unserem Leitfaden zu LC- und SC-Steckverbindern.
Die Farbcodierung ist wichtig
Die Steckverbinder sind zwar mechanisch identisch, doch die Farbcodierung zeigt, ob ein Patchkabel für Singlemode- oder Multimode-Faser ausgelegt ist. Mischen Sie die Fasertypen niemals innerhalb einer Verbindung. Ein Singlemode-Patchkabel an einer Multimode-Strecke oder umgekehrt verursacht starke Signalverluste oder einen vollständigen Verbindungsausfall.
- Gelbes Patchkabel = Singlemode
- Orangefarbenes Patchkabel = Multimode OM1/OM2
- Aqua-Patchkabel = Multimode OM3/OM4
- Limettengrünes Patchkabel = OM5-Multimode
APC-Politur im Vergleich zu UPC-Politur
Für Singlemode-Steckverbinder gibt es zwei Poliertypen: UPC (Ultra Physical Contact) mit blauer Ferrulenspitze und APC (Angled Physical Contact) mit grüner Ferrulenspitze. APC-Steckverbinder haben eine um 8-degree abgeschrägte Stirnfläche, die Rückreflexionen auf weniger als -65 dB reduziert. Dadurch sind sie für analoges Video, CATV und PON unverzichtbar.
Multimode-Steckverbinder verwenden ausschließlich den Schliff UPC. Wegen des größeren Kerns und der kürzeren Strecken ist APC nicht erforderlich.
Wichtig: APC- und UPC-Steckverbinder dürfen niemals miteinander gesteckt werden. Die gewinkelten und flachen Stirnflächen haben keinen korrekten Kontakt, was zu hoher Einfügedämpfung und möglichen Schäden an der Ferrule führt.
Kostenaspekte
Der Kostenvergleich zwischen Singlemode- und Multimodefasern ist differenzierter, als viele annehmen. Entscheidend sind die Gesamtbetriebskosten, nicht nur der Kabelpreis.
Kosten für Glasfaserkabel
Multimode-Glasfaserkabel sind etwas günstiger als Singlemode-Kabel, der Unterschied ist jedoch gering. Bei Innenkabeln mit Steigzonen- oder Plenumzulassung kostet Multimode pro Meter etwa 10% bis 15% weniger als Singlemode. Bei Außenkabeln ist der Abstand noch kleiner.
Transceiverkosten
Hier liegt der tatsächliche Kostenunterschied. VCSEL-basierte Multimode-Transceiver (SFP+ SR, QSFP+ SR4) sind deutlich günstiger als ihre Singlemode-Gegenstücke (SFP+ LR, QSFP+ LR4).
| Transceivertyp | Multimode (SR) | Singlemode (LR) | Unterschied |
|---|---|---|---|
| 10G SFP+ | $15 - $30 | $30 - $80 | 2x - 3x |
| 25G SFP28 | $25 - $50 | $50 - $120 | 2x - 3x |
| 100G QSFP28 | $80 - $150 (SR4) | $200 - $500 (LR4) | 2.5x - 3x |
| 400G QSFP-DD | $300 - $600 (SR8) | $800 - $2000 (DR4) | 2.5x - 3x |
Preise sind Richtwerte und variieren je nach Anbieter und Bestellmenge.
Gesamtbetriebskosten
Für ein Rechenzentrum mit 500-Ports bei 10G und durchschnittlichen Linklängen unter 100 Metern:
- Multimode-Option: etwa $7,500–$15,000 für Transceiver plus etwa $5,000 für Verkabelung = $12,500–$20,000
- Singlemode-Option: etwa $15,000–$40,000 für Transceiver plus etwa $5,500 für Kabel = $20,500–$45,500
Der Vorteil von Multimode ist bei kurzen Übertragungsstrecken mit hoher Portdichte deutlich.
Bei einer Campus-Backbone-Verbindung mit 20 Links bei 10G über 500 m bis 2 km:
- Bei diesen Strecken funktioniert nur Singlemode; der Vergleich entfällt.
Die Entscheidung ist einfach: Wenn Multimode-Faser die benötigte Strecke schafft, ist sie fast immer günstiger. Reicht sie nicht aus, bleibt nur Singlemode.
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Häufige Fragen
Kann ich Singlemode-Transceiver mit Multimode-Faser verwenden?
Technisch kann ein Singlemode-Transceiver Licht in eine Multimodefaser einspeisen und über sehr kurze Strecken (unter 30 Metern) funktionieren. Eine solche Konfiguration wird jedoch nicht unterstützt. Die Abweichung der Modenfelder führt zu unvorhersehbarer Leistung, und kein Transceiverhersteller garantiert den Betrieb. Stimmen Sie Transceiver- und Fasertyp stets aufeinander ab.
Sind Singlemode-Fasern empfindlicher als Multimode-Fasern?
Nein. Beide Fasertypen verwenden denselben 125-µm-Mantel und ähnliche Beschichtungsmaterialien. Biegeradius und mechanische Haltbarkeit sind identisch. Der kleinere Kern von Singlemodefasern erfordert bei Steckverbindern zwar engere Ausrichtungstoleranzen, doch moderne Fertigungsverfahren machen dies in der Praxis unproblematisch.
Kann ich ohne neue Verkabelung von Multimode- auf Singlemode-Faser umstellen?
Nicht direkt. Die beiden Glasfasertypen sind physisch verschieden und nicht untereinander austauschbar. In bestimmten Fällen können jedoch Medienkonverter oder Mode-Conditioning-Patchkabel als temporäre Verbindung dienen. Für eine dauerhafte Modernisierung sollte die Glasfaser ersetzt werden.
Was bedeutet laseroptimierte Multimode-Faser?
OM3-, OM4- und OM5-Fasern heißen „laseroptimiert“, weil ihr Brechungsindexprofil speziell für 850 nm-VCSEL-Laserquellen ausgelegt ist. Ältere Fasern OM1 und OM2 wurden für LED-Quellen entwickelt und erreichen bei hohen Datenraten mit Lasertransceivern nur schlechte Leistung.
Sollte ich überall Singlemode-Glasfaser installieren, um für die Zukunft gerüstet zu sein?
Das hängt von der Anwendung ab. Für Außenanlagen, Campus-Backbones und Verbindungen, die künftig lange Strecken überbrücken müssen, ist Singlemode die sicherere Wahl. Innerhalb eines Rechenzentrums mit kurzen Verbindungen und hoher Portdichte bleibt Multimode-Glasfaser mit VCSEL-Transceivern die kostengünstigste Lösung. Viele Unternehmen setzen beides ein: Singlemode für Backbone- und gebäudeübergreifende Verbindungen, Multimode für Verbindungen innerhalb von Gebäuden und Rechenzentren.
Den passenden Glasfasersteckverbinder für Ihr Netzwerk auswählen
Ob Sie Singlemode-Fasern in einem Weitverkehrs-Telekommunikationsnetz oder Multimode-Fasern im Rechenzentrum einsetzen — die Qualität der Steckverbinder ist ebenso wichtig wie die Faser selbst. Minderwertige Steckverbinder verursachen Einfügedämpfung, Rückreflexionen und Zuverlässigkeitsprobleme, die die Netzwerkleistung mit der Zeit beeinträchtigen.
CZT fertigt Präzisions-Glasfasersteckverbinder für Singlemode- und Multimode-Anwendungen. Das Sortiment umfasst LC-, SC-, ST- und MPO/MTP-Steckverbinder nach IEC 61754 mit einer Einfügedämpfung ab 0.10 dB. Mit mehr als 30 Jahren Erfahrung in der Steckverbinderfertigung und der Zertifizierung ISO 9001 liefern wir die Konsistenz und Zuverlässigkeit, die Netzbetreiber erwarten.
