Dieser zweite Transceiver wandelt dann das modulierte Licht wieder in elektrische Signale um.
Glasfaser-Transceiver, auch optische Transceiver genannt, sind ein wichtiger Bestandteil aller Glasfasernetze. In diesem Artikel werfen wir einen Blick darauf, wie sie funktionieren und welche Vorteile sie bei der Datenübertragung bieten.
Was ist ein faseroptischer Transceiver?
Ein Glasfaser-Transceiver oder optischer Transceiver ist ein Gerät, das in der Glasfaserkommunikation zum Senden und Empfangen von Daten über Glasfaserkabel verwendet wird. Jeder Transceiver besteht aus zwei Teilen: einem Sender, der die Signale überträgt, und einem Empfänger, der die Signale empfängt. Diese beiden Teile, der Sender und der Empfänger, sind es, die dem Transceiver seinen Namen geben.
Wie funktioniert ein Glasfasertransceiver?
Transceiver arbeiten, indem sie modulierte Lichtimpulse, die von einer Diode übertragen werden, durch ein Glasfaserkabel senden. Die gebräuchlichsten Transceiver benötigen zwei getrennte Glasfaserkabel, eines für die Übertragung der Daten in eine Richtung und das andere für das Signal aus der entgegengesetzten Richtung. Sie können nicht gleichzeitig ein Signal über dasselbe Glasfaserkabel senden und empfangen, da dies zu Signalstörungen führen kann.
Es ist möglich, multidirektionale Transceiver wie den Cisco SFP-10g-bxd-i zu erwerben, mit denen Daten in beide Richtungen gleichzeitig über dasselbe Kabel gesendet werden können. Multidirektionale Transceiver tun dies, indem sie das übertragene Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen modulieren. Das bedeutet, dass sie Signale senden und empfangen können, die sich nicht gegenseitig stören, wenn sie das Kabel passieren.
Viele moderne Glasfaser-Transceiver sind jetzt Hot-Plug-fähig, d. h. sie lassen sich leicht in bestehende Netze integrieren und können mit minimalem Einrichtungsaufwand sofort verwendet werden.
Wie bereits erwähnt, besteht ein optischer Transceiver aus zwei Hauptteilen, dem Sender und dem Empfänger. Sie wandeln elektrische Signale in Licht um, das dann durch das Glasfaserkabel selbst gesendet wird, um die Daten über Entfernungen zu übertragen. Im Folgenden geben wir einen kurzen Überblick über die Rolle, die beide Teile spielen.
Der Sender
Im Sender befindet sich eine Laserdiode oder LED, die entweder infrarotes oder sichtbares Licht aussendet. Wenn der Sender ein elektrisches Signal empfängt, moduliert er das von der Diode ausgestrahlte Licht entweder in Amplitudenmodulation (AM) oder Frequenzmodulation (FM). Dieses modulierte Licht wird dann mit hoher Geschwindigkeit durch das Glasfaserkabel zum Sendeempfänger am anderen Ende des Kabels gesendet. Ob eine LED oder eine Laserdiode für die Übertragung des Lichtsignals verwendet wird, hängt von der Entfernung ab, über die die Übertragung erfolgen soll. LEDs sind nur für kurze Entfernungen geeignet, während Laserdioden bei größeren Entfernungen vorzuziehen sind.
Für die meisten laserbasierten Dioden werden drei Haupttypen von Lasern verwendet. Fabry-Perot-Laser (FP) werden für Hochgeschwindigkeitsübertragungen mit mittlerer Reichweite verwendet. Verteilte Rückkopplungslaser (DFB) werden für Übertragungen mit großer Reichweite und sehr hoher Geschwindigkeit verwendet, und VCSEL-Laser (Vertical-Cavity Surface-Emitting) werden für Übertragungen mit mittlerer Reichweite und hoher Geschwindigkeit verwendet.
Der Empfänger
Im Transceiver befindet sich der Empfänger. Der Empfänger verfügt über eine Fotodiode oder einen Fotodetektor, je nachdem, welche Art von Lichtquelle der Sender sendet. Der Empfänger wandelt das optische Signal in einen elektrischen Strom um. Dieser Strom wird dann verstärkt und wieder in ein digitales Signal umgewandelt, das dann nach Bedarf weitergeleitet wird.
Glasfaserkabel
Glasfaserkabel bestehen aus einem mikroskopisch kleinen Glaskern, der von einer Ummantelung umgeben ist. Die Ummantelung soll sicherstellen, dass das Lichtsignal nicht "entweicht" und sich weiter durch das Glasfaserkabel bewegt. Die Größe des eigentlichen optischen Kerns selbst kann winzig sein, mit einer Breite von nicht mehr als 9 Mikrometern. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar ist etwa 70 Mikrometer breit.
Die Art des verwendeten Kabels hängt von den jeweiligen Anforderungen ab. Die meisten Glasfaserkabel lassen sich in zwei verschiedene Modi einteilen, die jeweils spezifische Verwendungszwecke haben. Beide haben Kosten- und Anwendungsvorteile, so dass es wichtig ist, zu entscheiden, welches den Anforderungen des Netzes am besten entspricht.
- Singlemode-Faser - Wie der Name schon sagt, ist die Singlemode-Faser für eine einzige Form der Lichtübertragung ausgelegt, nämlich die transversale Form. Dieser Kabeltyp ist auch der kleinste, mit einer Kernbreite von etwa 9 Mikrometern. Da nur ein Lichtübertragungsmodus in Kombination mit einem schmalen optischen Kern verwendet wird, ist dieser Fasermodus ideal für die Übertragung von Daten über große Entfernungen, wobei ein Signal mit hoher Bandbreite und minimaler Verschlechterung erhalten bleibt.
- Multimode-Faser - Dieser Modus ist für die gleichzeitige Übertragung mehrerer verschiedener Wellenlängen ausgelegt. Sie hat einen größeren Kabeldurchmesser von bis zu 100 Mikrometern. Aufgrund der Art und Weise, wie die verschiedenen Lichtarten durch das Kabel übertragen werden, ist es anfälliger für eine Signalverschlechterung durch den Effekt der modalen Dispersion. Wegen des Risikos einer erhöhten modalen Dispersion bei Multimode-Fasern ist sie am besten für kürzere Übertragungsstrecken geeignet.
Es ist wichtig zu wissen, dass die verschiedenen Arten von Kabeln nicht miteinander kompatibel sind. Da beide unterschiedliche Aderbreiten haben und mit unterschiedlichen Lichtwellenlängen arbeiten, führt eine Vermischung der beiden zu erheblichen Leistungsproblemen.
Warum sind faseroptische Sende- und Empfangsgeräte nützlich?
Die Verwendung von Glasfaser-Transceivern hat gegenüber herkömmlichen Kupferkabeln mehrere Vorteile. In vielen Fällen sind sie effizienter und oft auch sicherer als Kupferkabel. Im Folgenden werden einige der wichtigsten Vorteile der Glasfasertechnik aufgeführt.
Keine Signalverschlechterung
Einer der Hauptvorteile von Glasfaser-Transceivern besteht darin, dass sie Daten über eine beträchtliche Entfernung übertragen können, ohne die Signalintegrität zu verlieren. In der traditionellen Telekommunikation wurden Kupferkabel verwendet, wobei das Signal mit Hilfe von Elektrizität übertragen wurde. Mit zunehmender Entfernung konnte sich dieses Signal verschlechtern, wodurch die endgültigen Daten verfälscht wurden. Da sich das in der Glasfasertechnik verwendete Licht wesentlich schneller bewegt als Elektrizität, kann es über eine größere Entfernung übertragen werden, ohne dass es zu einer Verschlechterung des Signals kommt.
Glasfaser ist unempfindlich gegen EM-Störungen
Elektromagnetische Interferenzen (EMI) stellen eine erhebliche Herausforderung dar, wenn herkömmliche Kupferkabel zur Übertragung und zum Empfang von Signalen verwendet werden. Die Leistung von Kupfer ist besonders anfällig für Störungen durch EM-Strahlung aus der Umgebung, und davon gibt es in der modernen Welt leider eine ganze Menge. Ob vom Mobiltelefon oder von der Mikrowelle, es gibt Hunderte von EMI-Quellen, die ein über ein Kupferkabel laufendes Signal stören können. Bei Glasfaserkabeln ist dies kein Problem, da die über Glasfaserkabel gesendeten Lichtsignale nicht durch EMI-Strahlung beeinträchtigt werden können.
Glasfaser ist sicherer
Bei Glasfaserkabeln ist der Faserkern eingeschlossen, so dass es unmöglich ist, ein Glasfaserkabel "anzuzapfen". Die einzige Möglichkeit, auf das über ein Glasfaserkabel gesendete Signal zuzugreifen, ist der Zugriff auf den optischen Schnittstellenanschluss an beiden Enden des Kabels. Anders als bei einem Kupferkabel, wo das Kabel selbst zugänglich ist. Dies macht Glasfaserkabel zu einer sichereren Verbindung, was bei der Übertragung sensibler Daten von Vorteil ist.
Sie verringern die Gefahr von Funkenbildung
In bestimmten Umgebungen stellt die Brandgefahr ein erhebliches Problem dar. Bei der herkömmlichen Kupferverkabelung werden die Daten mit Hilfe eines elektrischen Signals übertragen, was bedeutet, dass bei einer Beschädigung des Stromkabels Funken entstehen können. Mit einem Glasfaserkabel, das nur Licht und keine Elektrizität überträgt, wird die Möglichkeit von Funkenbildung im Falle eines Kabelfehlers verringert. Insgesamt macht dies Glasfaserkabel zu einer sichereren Methode der Datenübertragung in Umgebungen mit hohem Brandrisiko.
Wie groß ist die Entfernung eines Glasfaser-Sendeempfängers?
In den meisten Fällen können Singlemode-Glasfaserkabel Daten über eine Entfernung von etwa 40 km (24 Meilen) übertragen. Ein mehradriges Glasfaserkabel kann dies in der Regel nur bis zu einer Entfernung von etwa 550 m leisten. Es gibt jedoch verschiedene Faktoren, die sich auf diese Reichweite auswirken können, z. B. die Art des verwendeten Kabels, die Wellenlänge des übertragenen Signals, die optische Leistung des gesendeten Signals und die Empfindlichkeit des Empfängers. Es ist möglich, diese Entfernung durch den Einsatz von Verstärkern in einem Glasfasernetz zu erhöhen.
Woher weiß man, welchen Glasfaser-Transceiver man wählen sollte?
Das hängt wirklich von der Art der Netzwerklösung ab, die Sie aufbauen wollen. Wie wir bereits erwähnt haben, gibt es verschiedene Arten von Transceivern und verschiedene Arten von Glasfaserkabeln, die sie unterstützen. Bei TXO haben wir eine große Auswahl an Transceivern im Angebot, sowohl OEM-Originale (von Marken wie Alcatel, Ciena und Huawei) als auch OEM-kompatible optische Transceiver.
Wenn Sie Hilfe und Informationen darüber benötigen, welcher Transceiver für Ihr Netzwerk am besten geeignet ist, setzen Sie sich noch heute mit uns in Verbindung, damit wir Sie bei der Auswahl fachkundig beraten können.