Was leisten Glasfaserkabel in modernen Netzwerken?

In modernen Kommunikationsnetzen bilden Glasfaserkabel das Rückgrat für die Übertragung von Fernsehprogrammen, Telefonaten und High Speed Internet, darüber hinaus kommt Glasfaser auch in LAN Netzwerken zum Einsatz.

Die Technik

Im Vergleich zu früheren Technologien vollzieht sich beim Glasfaserkabel die Datenübertragung auf eine ganz andere Art und Weise. Denn die Übertragung der Daten erfolgt mithilfe von Licht. Die Glasfaser gilt zu Recht als das Datenübertragungssystem der Zukunft. Das Glasfaserkabel wird auch Lichwellenleiterkabel genannt, denn es besteht aus einer Bündelung von vielen Lichtwellenleitern, auch LWL genannt. Die Lichtwellenleiter realisieren in Verbindung mit Licht eine Übertragung von Daten, für den Datentransfer kommen beim Glasfaserkabel also Photonen zum Einsatz. In herkömmlichen Technologien der Datenübertragung mittels Kupferkabeln kommen dagegen Elektronen zum Einsatz.

GlasfaserkabelIn der Glasfasertechnik werden durch einen Wandler die elektrischen Signale in digitale Signale umgewandelt. Diese digitalen Signale können im LWL Kabel in Form von Lichtblitzen übermittelt werden, einfach ausgedrückt vergleichbar einem Morsecode. Während des Datentransfers verbleiben die Lichtblitze im LWL Kabel, was an der totalen Reflexion liegt, ein ganz besonderes physikalisches Phänomen. Bei der Datenübertragung durch LWL Kabel sind keine nennenswerten Widerstände zu überwinden, außerdem gilt diese Zukunftstechnologie dank der unterschiedlichen Lichtfarbspektren als unbegrenzt erweiterbar.

Im Vergleich zu anderen Datenübertragungstechnologien liegt ein Vorteil von Glasfaser darin, dass die Datenübermittlung in einer Entfernungsunabhängigen Geschwindigkeit erfolgen kann. Auch über größeren Distanzen zeigt ein LWL Kabel keinen signifikanten Geschwindigkeitsverlust. In der Zukunft wird von Kennern der Netzwerktechnik sogar damit gerechnet, dass noch Spielraum nach oben besteht, eben dank der immensen Bandbreite der Glasfasertechnik. Aufgrund dieser und anderer entscheidender Vorteile wird der Glasfaser Ausbau nicht nur von den entsprechenden Fachleuten praktisch diskutiert, sondern ist auch immer wieder Gegenstand der politischen Debatten.

Glasfaserkabel in lokalen Netzwerken (LAN)

Glasfaserkabel bieten als Netzwerkkabel nicht nur eine enorm hohe Geschwindigkeit für die Datenübertragung, sondern sie gelten auch als unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen. Grund genug, dass LWL Kabel in zunehmendem Maße in Lokalen Netzwerken (LAN – local area network) Anwendung finden. Dabei setzen nicht nur leistungsfähige Rechenzentren auf Glasfaser, auch in der modernen Gebäudeverkabelung und in Firmennetzwerken halten Glasfaserkabel vermehrt Einzug, um der stetig steigenden Datenflut und der Forderung nach hohen Übertragungsgeschwindigkeiten nachzukommen.

Aufgrund der unterschiedlichen Technologien unterscheiden sich bei Glasfaserkabeln auch Kabeltypen und Kabelbezeichnungen grundlegend von Netzwerkkabel mit Kupferleitern. So gibt es LWL Kabel in Singlemode und Multimode Ausführung und mit unterschiedlicher Anzahl an Fasern. Beginnend bei einer einzigen Ader bis zu multiadrigen Kabel mit z.B. 4, 12, 24 oder noch mehr Adern bei Glasfaserkabeln, im Gegensatz zu Kupfer-Netzwerkkabeln welche in der Regel über 8 Kupferleiter (4×2 / twisted pair) verfügen.

Ebenso verhält es sich mit den Steckverbindern. Während Kupferkabel überwiegend mit RJ45-Stecker konfektioniert werden, gibt es vorkonfektionierte LWL Kabel mit vielen unterschiedlichen LWL Steckertypen, welche sich jeweils über die Jahre etabliert haben. Dazu zählen der ST Stecker mit Bajonettverschluss, der SC Stecker sowie der LC welcher auf Grund geringer Abmessungen hohe Packungsdichten ermöglicht. Damit aber nicht genug, ebenso gebräuchlich sind FC-Stecker, DIN-Stecker, MTRJ-Stecker, F-SMA Stecker und E2000® Stecker. Zudem gibt es einige dieser LWL-Steckertypen ebenso mit Normal- wie auch mit Schrägschliff. Wenngleich diese Aufzählung nicht als vollzählig erachtet werden kann so sollte noch der MPO Steckverbinder erwähnt werden, welcher anders als die bereits genannten, ein Multifaserstecker ist und die Konnektierung mehrerer Fasern mit einem einzigen Stecker in kompakter Bauform ermöglicht; je nach Ausführung zum Beispiel 12 Fasern, 24 Fasern oder auch 48 Fasern in einem einzigen MPO Stecker.

Diese Vielfalt von LWL Kabeln und Steckertypen bietet Netzwerktechnikern einerseits viele Möglichkeiten, stellt diese aber gleichzeitig vor die Aufgabe für die jeweilige Aufgabe das passende Kabel auszuwählen. Hilfestellung bieten Fachfirmen die auf den Vertrieb vorkonfektionierter LWL Kabel spezialisiert sind. Bei einigen dieser Firmen erhalten Einkäufer und Techniker die fachliche Beratung, welche zur Auswahl geeigneter Glasfaserkabel notwendig ist.

Die Kosten

Als problematisch beim Lichwellenleiterkabel gelten auch heute immer noch die Kosten. Denn die Glasfaser, der Glasfaserausbau und die damit in Zusammenhang stehenden verbauten Technologien sind teuer. Um nur einen einzigen Haushalt an das Glasfasernetz anzuschließen, können je nach Region finanzielle Aufwendungen von etwa 2200-3000 € erforderlich sein.

Im Bereich der Netzwerktechnik gelten Glasfaserkabel als wirtschaftlich. Wenngleich einzelne Kabel ungleich teurer als Kupferkabel sind, so bieten sie gleichzeitig höhere Bandbreite und Geschwindigkeit so dass sich, bei richtiger Auslegung des Netzwerks, Investitionen durchaus amortisieren.

Die Zukunft der Glasfasertechnik

Die Forschung mit dem LWL Kabel konzentrierten sich besonders in den zurückliegenden Jahren darauf, welche Geschwindigkeit mit dieser Technologie erreicht werden können. Dahinter steckt natürlich die Frage, auf welche Weise Daten durch ein Netzwerkkabel noch schneller übermittelt werden. Diesbezüglich wurden einige Rekorde immer auch wieder gebrochen, so ist es beispielsweise Forschern aus Großbritannien gelungen, eine Datenübertragungsrate via Glasfaserkabel von 73,7 Terabit pro Sekunde zu erreichen. Noch haben diese oder eventuell noch höhere Übertragungsgeschwindigkeiten praktisch wenig Bedeutung.

Doch dieses und andere Forschungsergebnisse zeigen das enorme Potenzial auf, welches im Glasfaserkabel noch schlummert. Das LWL Kabel ist auch für Heimnetzwerke von Bedeutung, denn es existieren bereits mehrere Zugangstechniken, die sich auf diese zukunftsorientierte Technologie stützen. Vor allem das sogenannte Fiber to the Home (FTTH), aber auch Vectoring und VDSL stehen dabei im Vordergrund. Immerhin ist hiermit ein Datentransfer mit Lichtgeschwindigkeit möglich, also mit etwa 300.000 Kilometern pro Sekunde. In Zukunft ist damit zu rechnen, dass der Datenkonsum der privaten Haushalte immer noch weiter ansteigt. Wer deshalb mit seiner persönlichen Netzwerktechnik nicht nur mittelfristig vorsorgen möchte, sollte bei den Kabelverlegungen im Eigenheim auch die Glasfasertechnologie als zukunftsgewandte Alternative berücksichtigen.

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