Singlemode- vs. Multimode-Glasfaser: OS2, OM3, OM4 — vollständiger Auswahlleitfaden

Man unterscheidet zwei Familien von Glasfaserkabeln — Singlemode und Multimode — deren physikalische Eigenschaften die Leistung, die erreichbaren Distanzen und die Installationskosten vollständig bestimmen. Die falsche Wahl zwischen beiden bedeutet entweder eine Überdimensionierung (und unnötige Kosten) oder eine Unterdimensionierung (und die Notwendigkeit, alles neu zu machen). Dieser Leitfaden erläutert die technischen Unterschiede, die Normen OS1/OS2/OM1 bis OM5, die Kabel- und Steckertypen, um Ihnen die Schlüssel für eine fundierte Wahl zu geben.

Singlemode vs. Multimode: das physikalische Prinzip

In einer Glasfaser breitet sich das Licht im Inneren eines Glaskerns aus, der von einem Mantel umgeben ist, dessen Brechungsindex leicht abweicht. Dieser Indexunterschied erzeugt ein Phänomen der Totalreflexion, das das Lichtsignal im Kern einschließt.

Der grundlegende Unterschied zwischen Singlemode und Multimode liegt in der Kerngröße:

• Singlemode-Faser — Kern von 9 µm. So dünn, dass nur ein einziger Ausbreitungsmodus möglich ist: das Licht bewegt sich in gerader Linie, ohne Reflexionen. Ergebnis: keine Modendispersion, Distanzen bis zu 80 km, theoretisch unbegrenzte Bandbreite.
• Multimode-Faser — Kern von 50 µm (OM3/OM4/OM5) oder 62,5 µm (OM1/OM2). Der breite Kern ermöglicht es dem Licht, mehrere gleichzeitige Wege (Moden) zu nehmen. Die verschiedenen Moden kommen nicht genau zum gleichen Zeitpunkt an — das ist die Modendispersion, die Distanzen und Bandbreite begrenzt.

Der Nachteil dieses schmalen Kerns bei Singlemode: Es wird eine sehr präzise Lichtquelle (DFB-Laser) benötigt, die teurer ist als eine LED oder ein VCSEL, die bei Multimode verwendet werden. Aus diesem Grund sind aktive Singlemode-Geräte teurer als ihre Multimode-Pendants — die Kabel selbst sind jedoch preislich vergleichbar.

Singlemode-Faser: OS1 und OS2

Die Norm IEC 60793-2-50 definiert zwei Unterkategorien der Singlemode-Faser für die strukturierte Verkabelung:

OS1 (ITU-T G.652) — Singlemode-Faser mit fester Umhüllung (tight-buffered), für Inneninstallationen konzipiert. Dämpfung: 0,4 dB/km bei 1310 nm. Typische Distanzen: bis zu 10 km bei Gigabit Ethernet (1000BASE-LX). OS1-Kabel halten den mechanischen und umweltbedingten Belastungen einer Außeninstallation nicht stand.

OS2 (ITU-T G.652D) — Singlemode-Faser mit geringer Dämpfung (low-water-peak), für den Innen- und Außenbereich. Dämpfung: 0,2 dB/km bei 1550 nm. Es ist die Referenznorm für FTTH-Bereitstellungen in Frankreich (Orange, SFR, Bouygues) und für Langstreckenverbindungen. Distanzen: bis zu 80 km auf aktiven 10GbE-Strecken.

In der Alltagssprache bezeichnet „Singlemode-Faser" fast immer OS2 G.652D. Die Unterscheidung OS1/OS2 ist vor allem für Installateure relevant, die die Konformität bestehender Kabel überprüfen müssen.

Eine dritte Familie, die G.657, ist eine Weiterentwicklung der G.652, die speziell für Installationen in Wohnungen konzipiert wurde:

• G.657.A1 — minimaler Biegeradius 10 mm. Für Umhüllungen und Rohre bei Standardinstallation.
• G.657.A2 — minimaler Biegeradius 7,5 mm. Für enge Durchgänge und armierte Kabel.
• G.657.B3 — minimaler Biegeradius 5 mm. Für transparente Patchkabel, die entlang von Sockelleisten und Zierleisten geklebt werden.

Multimode-Faser: OM1 bis OM5

Die Multimode-Fasern werden nach Generation klassifiziert, von OM1 (die älteste) bis OM5 (die neueste). Jede Generation verbessert die effektive modale Bandbreite (EMB) und die bei hohen Bitraten erreichbaren Distanzen.

OM1 — Kern 62,5/125 µm, Farbe Orange. Bandbreite 200 MHz·km bei 850 nm. Veraltet für neue Bereitstellungen — unterstützt Gigabit Ethernet nur bis 275 m und 10G nur bis 33 m. Noch in alten Rechenzentrumsverkabelungen vorhanden.

OM2 — Kern 50/125 µm, Farbe Orange. Bandbreite 500 MHz·km bei 850 nm. Gigabit Ethernet bis 550 m, 10G bis 82 m. Auch sie ist für neue Installationen am Ende ihres Lebenszyklus.

OM3 — Kern 50/125 µm, Farbe Aqua. Bandbreite 2.000 MHz·km bei 850 nm (laseroptimiert). Gigabit Ethernet bis 1.000 m, 10G bis 300 m, 40G/100G bis 100 m. Die aktuelle Referenz für Rechenzentren und Serverräume mit kontrolliertem Budget.

OM4 — Kern 50/125 µm, Farbe violett/erika. Bandbreite 4.700 MHz·km bei 850 nm. 10G bis 400 m, 40G/100G bis 150 m, 400G bis 50 m (mit geeigneten Modulen). Standard in Hochdichte-Rechenzentren.

OM5 — Kern 50/125 µm, Farbe limettengrün (lime). Unterstützt WDM mit kurzer Wellenlänge (SWDM) über 4 Wellenlängen (850, 880, 910, 940 nm). Ermöglicht 40G und 100G über ähnliche Distanzen wie OM4 mit einer einzigen Ader. Verwendet in 400G-Infrastrukturen und darüber hinaus.

Vergleichstabelle OS1/OS2/OM1 bis OM5

Konstruktionstypen: Simplex, Duplex, armiert, Außenbereich

Über den Fasertyp hinaus bestimmt die mechanische Konstruktion des Kabels seine Installationsmöglichkeiten:

Simplex — eine einzige Faser in der Umhüllung. Verwendet für unidirektionale oder BiDi-Verbindungen (bidirektional auf einer einzigen Ader dank zweier unterschiedlicher Wellenlängen). Die Patchkabel für FTTH im Wohnbereich SC/APC → SC/APC sind systematisch simplex.

Duplex — zwei Fasern nebeneinander in derselben Umhüllung (oder zwei verbundene Umhüllungen). Verwendet für klassische bidirektionale Verbindungen (eine Faser sendet, eine Faser empfängt). Es ist der Standard für Rechenzentrumsverbindungen LC/UPC → LC/UPC.

Stahlarmiertes Kabel — Außenmantel verstärkt durch einen spiralförmigen Stahldraht. Beständig gegen Nagetiere, Quetschungen und mechanische Belastungen bei industrieller Installation oder in technischen Schächten. Schwieriger zu biegen, höherer minimaler Biegeradius.

Außenkabel — PE-Mantel (Polyethylen), beständig gegen UV, Feuchtigkeit und Temperaturschwankungen (-40°C bis +70°C). Kann direkt erdverlegt werden („direct burial"-Kabel) oder über eine kurze Spannweite freiluftverlegt werden. Unverzichtbar für Verbindungen zwischen Gebäuden.

Steckertypen: SC, LC, FC, ST, MPO

Der Stecker ist die mechanische Schnittstelle, die das Faserende relativ zum Port des aktiven Geräts oder zum Koppler positioniert. Der Steckertyp muss genau dem Port entsprechen — ein Adapter kann verwendet werden, führt aber zu einem zusätzlichen Verlust.

SC (Subscriber Connector) — quadratischer Stecker mit Push-Pull-Verriegelung. Format 2,5 mm. Der in Europa am weitesten verbreitete für FTTH-Installationen (SC/APC grün) und Netzwerkgeräte (SC/UPC blau). Einfach zu handhaben, robust, aber sperrig.

LC (Lucent Connector) — kompaktes Format 1,25 mm, mit Rastverriegelung. De-facto-Standard für SFP-, SFP+- und QSFP-Module im Rechenzentrum. Ermöglicht eine doppelt so hohe Anschlussdichte wie SC. Erhältlich in Duplex (zwei verbundene Clips) und Simplex.

FC (Ferrule Connector) — Schraubstecker, mechanisch sehr stabil. Hauptsächlich in Messgeräten (OTDR, Photometer) und vibrierenden oder industriellen Anwendungen verwendet.

ST (Straight Tip) — Bajonettstecker mit Vierteldrehung. Alter Standard für Netzwerkverkabelungen der 90er Jahre, noch in einigen Bestandsinstallationen OM1/OM2 vorhanden.

MPO / MTP — Multifaser-Stecker (8, 12 oder 16 Fasern in einem einzigen Stecker). Unverzichtbar für 40G- (QSFP+) und 100G-Verbindungen (QSFP28) in Hochdichte-Rechenzentren. Erhältlich in Typ A, B oder C je nach Polarität.

Merkregel für Singlemode-Stecker: SC/APC = grün (8°-Winkel, FTTH), SC/UPC = blau (flache Politur, Geräte), LC/APC = grün kleines Format, LC/UPC = blau kleines Format (Rechenzentrum, SFP).

Wie wählen: Singlemode oder Multimode?

Die Grundregel ist einfach: Distanz und Budget entscheiden.

• Über 500 m → Singlemode OS2 zwingend. Keine Multimode-Faser kann 10G über 400 m hinaus übertragen.
• Zwischen 100 m und 500 m bei 10G → OM4 oder OM3 je nach Budget. OM4 bietet eine komfortable Reserve.
• Weniger als 100 m bei 10G oder weniger als 300 m bei 1G → OM3 ist ausreichend und günstiger als OM4.
• FTTH im Wohnbereich → OS2 G.657 systematisch (von den französischen Betreibern vorgeschrieben).
• Verbindungen zwischen Gebäuden → OS2 Außenkabel (Distanzen, Temperatur, Feuchtigkeit).
• Rechenzentrum mit zukünftiger Rate 400G/800G → OM5, um die Ratensteigerung vorzubereiten, ohne die Verkabelung neu zu machen.

Ein zweites Kriterium: der Typ des aktiven Geräts. Gigabit-Switches der Einstiegsklasse für das Büro verwenden oft Multimode-SFP-Transceiver mit 850 nm (SX), die günstiger sind als Singlemode-SFP mit 1310 nm (LX). Wenn die Distanz 300 m nicht überschreitet und das Budget für aktive Geräte Vorrang hat, kann Multimode OM3 selbst bei Neubau eine rationale Wahl sein.

Häufig gestellte Fragen — Glasfasertypen