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Verständisfrage Single- / Multimode  
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Reen_sc
Strippenzieher


Anmeldungsdatum: 15.05.2013
Beiträge: 2

BeitragVerfasst am: Do Mai 16, 2013 8:58 am    Titel: Verständisfrage Single- / Multimode

Hallo Gemeinde,

ich habe mich hier mal registiert da ich moment noch ein kleines Verständisproblem in der Übertragung von Daten auf einer Single- und Multimode habe.

Singlemode...wie der Name schon sagt, überträgt ja die Daten auf nur einer Mode. Eine Mode ist (wenn ich das richtig verstanden habe) eine bestimmte Wellenlänge. Wenn man sich das mögliche Lichtspektrum anschaut was über eine Glasfaser übertragen werden kann, dann sollte das nach meinem Verständnis nur "eine" bestimmte Farbe sein (richtig oder falsch?).


Bei Multimode werden ja viele Moden (z.B. via LED) in eine Faser eingespeist. Würde bedeuten, dass viele Wellenlängen (unterschiedliche Farben) an der Übertragung beteiligt sind.

Hoffe das soweit richtig erörtert zu haben.

Was ich aber noch nicht verstehe (speziell auf die Übertragung eines Bitstroms im LWL) ist....
Werden bei Multimode die einzelnen Datenbits auf die einzelnen Moden aufgeteilt oder wird hier einfach ein Bit über das komplette übertragbare Spektrum eingespeißt, so dass z.B. ein Bit auf mehreren Moden unterwegs ist (was aber für mich auch keinen Sinn ergibt)?


Wäre super, wenn mir das mein einer verständlich erklären kann.


Vielen Dank
Hanswurst123
Kabeltester


Anmeldungsdatum: 13.04.2006
Beiträge: 265

BeitragVerfasst am: Do Mai 16, 2013 12:25 pm    Titel:

Moin,

vorab in Kurzform ohne Verweise und Links in meine laienhaften Erklärung ...

Die Wellenlänge (z.B. 850nm) gibt den Bereich des optischen Fensters an, mit dem die Mode ( ein Strahl) eingeschossen (eingekoppelt) wird.

Diese optischen Fenster sind explizit gewählt (auserwählt) worden, da diese die besten Übertragungseingenschaften haben.

I.d.T. tragen bei der Multimode mehrere Moden (Strahlen) zur Datenübertragung bei.

Einer der Nachteile ist die sog. Modendispersion.

Obwohl die Moden (Strahlen) zeitgleich eingekoppelt (jedoch in verschiedenen Winkeln) werden, kommt es aufgrund der verschieden langen Wege im Glasfaserkabel zu Laufzeitverzögerungen ==> die Moden kommen nicht alle zeitgleich am Empfänger an ==> Signalverbreiterung ==> Signalverfälschung.

Hoffe, das ist soweit verständlich?

Es gibt auch diverse Infos im Netz mit schönen Bilder zur Veranschaulichung - hier wahrscheinlich auch?


Gruß
admin
Regenerator


Anmeldungsdatum: 01.01.2001
Beiträge: 2462
Wohnort: St. Ingbert

BeitragVerfasst am: Do Mai 16, 2013 1:09 pm    Titel:

Hanswurst123 hat folgendes geschrieben::
Es gibt auch diverse Infos im Netz mit schönen Bilder zur Veranschaulichung - hier wahrscheinlich auch?

Richtig: http://www.glasfaserinfo.de/funktion.html
_________________
Gruß
Thorsten
Shop mit Netzwerkprodukten
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Reen_sc
Strippenzieher


Anmeldungsdatum: 15.05.2013
Beiträge: 2

BeitragVerfasst am: Fr Mai 17, 2013 11:21 am    Titel:

Hallo

und Danke.


Da stellt sich mir aber noch die Frage, wie der Empfänger die einzelnen Daten wieder zusammensetzen kann?!

Wenn wir mal daran festenhalten, dass ein zu übertragener Bitstrom über verschiedene Moden übertragen wird und unter der Betrachtung von Moden niedrieger und hoher Ordnung (unterschiedliche Laufzeiten), wie kann der Empfanger dann aus unterschiedlich eintreffenden Moden den originalen Bitstrom wieder herstellen?

Irgendwie stehe ich gerade bissl auf'm Schlauch icon_confused.gif


Danke
Waldi2013
Strippenzieher


Anmeldungsdatum: 23.06.2013
Beiträge: 2

BeitragVerfasst am: So Jun 23, 2013 2:20 pm    Titel:

Hallo Reen, ich hatte dieselbe Verständnisfrage und konnte im Internet und auch hier auf glasfaserinfo keine eindeutige Antwort darauf finden.
Mittlerweile, nach mehrstündiger, gar mehrtägiger Recherche, bin ich mir bei folgender Aussage aber ziemlich sicher:

Es stimmt zwar, dass beim Multimode-Verfahren wesentlich mehr Moden (=Wellenlängen="Farben") durch die Leitung schießen (und zwar haben sich zwei Wellenlängen-"Bereiche" als besonders übertragungs-freundlich erwiesen: 850nm (=blaue Farben) und 1100/1150nm (=ultraviolette Farben)*).

Diese Moden übertragen aber (wie auch die wenigen Moden im Singlemode-Verfahren) immer nur eine Informationseinheit gemeinsam. Es gilt nach wie vor: Licht an / Licht aus? 1 oder 0? Nur dass die 1 hier halt durch den wesentlich größeren Kern von einer wesentlich größeren Anzahl an Moden repräsentiert wird, was nicht so toll ist - aber im Multimode bei einer definierten Kerngröße von 50/62,5 einfach nicht verhindert werden kann.

Eine ganz gute, aktuelle Quelle dazu:
http://www.lanline.de/fachartikel/der-vermeintliche-trend-zum-single-dasein.html?page=show

Durch Dispersion** , die bei Multimode bedingt durch den größeren Kern = höhere Anzahl Moden wesentlich stärker ausfällt, kommen manche Moden früher und manche Moden später am Ziel an (höhere / niedrigere Ordnung, wie du schon erwähntest). Fällt diese Verzögerung zu stark aus, kann der Empfänger nicht mehr unterscheiden, ob der Sender im definierten Zeitintervall nun das Licht "an" oder "aus" hatte. Also muss dann die Frequenz, die Taktrate, die Länge eines Zeitintervalls, verlängert werden. Und das führt zu einer geringeren Daten-Übertragungsgeschwindigkeit.
Und deswegen ist Singlemode u.a. so verdammt viel schneller, als Multimode! icon_smile.gif

Hoffe, damit konnte ich alle deine Rest-Klarheiten beseitigen icon_wink.gif
@all: Korrekturen allerliebst erwünscht!


*Der LWL-Wiki-Artikel ist hier sehr gut: Link (Abschnitt "Kategorien für Multimodefasern")
** Auch hier lohnt sich ein Blick in den LWL-Wiki-Artikel: Link (Abschnitt "Grenzen der Übertragung")
expert007
Schrankhinsteller


Anmeldungsdatum: 24.08.2010
Beiträge: 234

BeitragVerfasst am: So Jun 23, 2013 11:43 pm    Titel:

Hallo Waldi2013,
ein paar Ergänzungen bzw. Korrekturen (wie erwünscht) hätte ich zu deinem Beitrag.

Zitat:
...850nm (=blaue Farben) und 1100/1150nm (=ultraviolette Farben)*).

Die Farben oberhalb von 650nm liegen in infraroten Bereich und somit nicht sichtbar für unsere Augen. Also keine blauen und violetten Farben (das ist sehr falsch). Schau bitte unter "Elektromagnetisches Spektrum" in Wiki nach.

Zitat:
...Diese Moden übertragen aber (wie auch die wenigen Moden im Singlemode-Verfahren) immer nur eine Informationseinheit gemeinsam. Es gilt nach wie vor: Licht an / Licht aus? 1 oder 0?
Nur dass die 1 hier halt durch den wesentlich größeren Kern von einer wesentlich größeren Anzahl an Moden repräsentiert wird, was nicht so toll ist - aber im Multimode bei einer definierten Kerngröße von 50/62,5 einfach nicht verhindert werden kann.

Bei Multimode versucht man nicht die größere Anzahl der Moden nicht zu verhindern. Eher umgekehrt man versucht so viele wie möglich Moden einzuspeisen damit die Energie des „Lichts=1“ so groß wie möglich ist.
Im Übrigen gibt es bei Singlemode auch die analoge Übertragung. Hier sendet man nicht „1“ und „0“, sondern arbeitet mit der Lichtintensität/“Lichtpegel“.


Zitat:
Fällt diese Verzögerung zu stark aus, kann der Empfänger nicht mehr unterscheiden, ob der Sender im definierten Zeitintervall nun das Licht "an" oder "aus" hatte.

Wenn die Verzögerung zu stark ausfällt, dann ist Licht zwischen Lichtimpulsen quasi immer „an“, da die Signale sich überlagern. Signal-Rauschverhältnis lässt keine Auswertung zu.


Zitat:
Also muss dann die Frequenz, die Taktrate, die Länge eines Zeitintervalls, verlängert werden. Und das führt zu einer geringeren Daten-Übertragungsgeschwindigkeit.

Theoretisch könnte diese Aussage unterstützt werden. Allerdings muss die Frequenz nicht verlängert (du meinst wahrscheinlich Wellenlänge des Datensignals) sondern verkleinert werden.
Bei der Lichtwellenleiterübertragung führt die Dispersion nicht zu einer geringeren Daten-Übertragungsgeschwindigkeit sondern zu kürzeren Übertragungsstrecken. Die Datenübertragungsgeschwindigkeit ist fest definiert, z.B. 1Gbit/s.

Zitat:
Und deswegen ist Singlemode u.a. so verdammt viel schneller, als Multimode!

Singlemode ist nicht schneller als Multimode. „Singlemode“ kann die Daten über längere Strecken übertragen.

Mfg
expert007
Schrankhinsteller


Anmeldungsdatum: 24.08.2010
Beiträge: 234

BeitragVerfasst am: Mo Jun 24, 2013 12:14 am    Titel:

Hallo an Alle,
jetzt noch meine Version zu der Frage zu Multi- bzw. Singlemode.
Es ist sicherlich etwas schwieriger das Thema zu erklären.
Ich greife in solchen Fällen zum anschaulichen Beispiel mit Waffen.
Das ist für unsere Kunden (da meistens auch männliches Publikum) sehr gut verständlich. Hoffe für euch auch.

Und zwar gibt es Schrotflinten und klassisches Gewehr mit einer Kugel.
Bei einer Schrotflinte besteht die Ladung aus vielen Schrotkugeln vergleichbar mit Multimode.
D.h. die tödliche „Botschaft“ wird auf viele kleine Kugeln mit kleinerer Energie verteilt. In Summe ist aber diese Waffe auf eine kurze Distanz sehr effektiv, einfach und verfällt das Ziel kaum. Genauso wie bei Multimode Übertragung.

Bei einem klassischen Gewehr trägt nur eine einzelne Kugel die Botschaft. Die gesamte Energie der Ladung wird in diese eine Kugel übertragen. Diese kann dann auch kilometerweit fliegen und genügend Energie ins Ziel bringen. Genauso wie bei Singlemode.

Eine Präzisionswaffe=Singlemode ist sicherlich schwieriger herzustellen. Deswegen ist die aktive Technik= Transceiver für Singlemode für vergleichbare Datenübertragungsraten teurer. Allerdings der Unterschied ist auch nicht mehr so groß (zumindest in der Herstellung).

Also gibt es für jede Aufgabe diee richtige Waffe:
Kurze Distanz=Multimode
Lange Distanz=Singlemode (man kann natürlich mit einem Präzisionsgewehr auch auf kurze Distanzen gehen)

Mfg
Waldi2013
Strippenzieher


Anmeldungsdatum: 23.06.2013
Beiträge: 2

BeitragVerfasst am: Mi Jun 26, 2013 10:19 pm    Titel:

Vielen Dank expert für die Verbesserungen und den ansehnlichen Vergleich mit den Schusswaffen!

Ein gewisses Verständnis-Problem habe ich jedoch immer noch:
Zitat:
Bei Multimode versucht man nicht die größere Anzahl der Moden nicht zu verhindern. Eher umgekehrt man versucht so viele wie möglich Moden einzuspeisen damit die Energie des „Lichts=1“ so groß wie möglich ist.
Im Übrigen gibt es bei Singlemode auch die analoge Übertragung. Hier sendet man nicht „1“ und „0“, sondern arbeitet mit der Lichtintensität/“Lichtpegel“.

Aber man kann doch dagegen halten:
"Je mehr Moden ich gleichzeitig in den Kern schieße, desto stärker wird das Lichtsignal verzerrt!" Was ich damit sagen will: Die Intensität des Lichts nimmt zwar zu, aber wir haben auch einen größeren Anteil an Moden, die "zu spät" oder "zu früh" ihr Ziel erreichen und dadurch den nächsten / vorherigen Takt "überbelichten" = stören. Und als Konsesquenz würde damit die Reichweite, auf der man die Takte noch eindeutig voneinander unterscheiden kann, leiden. (Signal-Rauschverhältnis...)
----------
Und die zweite Verständnisfrage:
Korreliert die Datenübertragungsgeschwindigkeit bei LWL, wie auch bei Kupfer, mit der beim jeweiligen IEEE-Standard angegeben MHz-Frequenz = Taktung?
expert007
Schrankhinsteller


Anmeldungsdatum: 24.08.2010
Beiträge: 234

BeitragVerfasst am: Do Jun 27, 2013 12:06 am    Titel:

Hallo Waldi2013,
Zitat:
"Je mehr Moden ich gleichzeitig in den Kern schieße, desto stärker wird das Lichtsignal verzerrt!"/

Signal wird nur dann verzerrt, wenn zwei Lichtimpulse sich überlagern. Wenn die Moden aber zum gleichen Impuls gehören dann ist es ein Signal. Je mehr davon desto besser.

Zitat:
Was ich damit sagen will: Die Intensität des Lichts nimmt zwar zu, aber wir haben auch einen größeren Anteil an Moden, die "zu spät" oder "zu früh" ihr Ziel erreichen und dadurch den nächsten / vorherigen Takt "überbelichten" = stören. Und als Konsesquenz würde damit die Reichweite, auf der man die Takte noch eindeutig voneinander unterscheiden kann, leiden. (Signal-Rauschverhältnis...)/

Dazu muss man die Funktion einer Multimodefaser gut verstehen.
Dafür gebe ich dir folgendes Beispiel: Du bist im Stadion und hast 5 Läufer die jeweils eine Runde laufen müssen. Die Aufgabe ist: die Läufer einigermaßen gleich ankommen müssen. Man kann das Problem lösen in dem man den schnellsten Läufer auf der Außenbahn positioniert und den langsamsten auf der Innenbahn. Die restlichen 3 verteilt man entsprechend der Schnelligkeit nach dem gleichen Prinzip. Dadurch dass die Läufer unterschiedlich lange Wege nehmen müssen, da die auf vorgegebenen Bahnen laufen, wird die unterschiedliche Schnelligkeit ausgeglichen.
So, wenn du jetzt die zweite Gruppe z.B. nach einer halbgelaufen Runde schicken willst , dann darf natürlich der schnellste Läufer dieser Gruppe nicht doppelt so schnell sein wie der Langsamste der ersten Gruppe. Das wäre dann die „Grenzfrequenz“.
Das Gleiche passiert in der Multimode Faser. Die besteht auch aus sehr vielen (tausenden) Bahnen (die kann man sich als in einander verschachtelte Zylinder vorstellen). Die schnellen Moden werden automatisch durch die unterschiedlichen Brechzahlindexes nach Außen (weg vom Kern) verdrängt (das ist Physik) und haben damit längere Wege. So gleicht man die unterschiedlichen Laufzeiten der Moden aus. Aber auch hier gibt es Grenzen.


Zitat:
Korreliert die Datenübertragungsgeschwindigkeit bei LWL, wie auch bei Kupfer, mit der beim jeweiligen IEEE-Standard angegeben MHz-Frequenz = Taktung?/

Das sind vollkommen unterschiedliche Protokolle, deswegen sind es auch unterschiedliche Trägerfrequenzen.
Bei Kupfer ist die Limitierung der Frequenz durch das Medium bedingt. Je höher Frequenz desto höher die Dämpfung.
Beim LWL spielt die Frequenz kaum eine begrenzende Rolle (außer Beispiel mit Dispersion) hier ist momentan die Begrenzung bei den Transceivern. Diese sind heute noch nicht so schnell dass man die Grenzfrequenz der Glasfaser auch annährend erreichen kann. Um doch noch sehr hohe Übertragungsraten zu erreichen behilft man sich mit Multiplexing.
Im Übrigen nutzt Kupfer schon länger Multiplexing, dafür sind auch mehrere Paare nötig. icon_wink.gif

Mfg
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