Glasfaser Know How

Multimode/Singlemode - Verwendung von Glasfaser für RME MADI Systeme

Als Standard werden alle RME MADI Produkte mit optischen Anschlüssen zur Verwendung von "Multimode-Fasern" ausgeliefert. Die Multimode-Norm wird auch als Standard bei nahezu allen anderen Herstellern von MADI-Systemen verwendet. Auf Kundenwunsch können alle RME MADI-Produkte jedoch auch in "Singlemode"-Ausführung gefertigt werden. Dies ermöglicht die Verwendung der MADI-Geräte bei Nutzung vorhandener "Singlemode-Netzwerke / Infrastruktur", z.B. Glasfaser-Nachrichten-Netzwerke.

Die verhältnismäßig geringen Mehrkosten für die Singlemode-Ausführung der optischen MADI-Anschlüsse an RME-Geräten, werden durch die Einsparung von entsprechend notwendigen Konvertern und die Nutzbarkeit existierender Glasfaser-(Singlemode-) Netze kompensiert. Ein weiterer Vorteil kann sich durch die Möglichkeit weitaus längerer Übertragungswege ergeben. Siehe Grundlagen

Warum Glasfaser?

Der Bedarf an schneller Übertragung von großen Datenmengen ist konstant steigend. In Zukunft werden Twisted-Pair-Kabel aus Kupfer wohl dem Leistungshunger im Ethernet-Netzwerk nicht mehr standhalten können. Gigabit lässt Kupfer an seine physikalischen Grenzen stoßen, und kaum ist Gigabit-Ethernet Norm, wird schon 10 Gigabit verabschiedet. Diese Datenmenge ist nur noch über Lichtwellenleiter realisierbar.

Für die Übertragung von elektrischen Signalen über ein optisches Medium gibt es mittlerweile viele Bezeichnungen. Glasfaser, Lichtwellenleiter, LWL, optische Verbindung, Fiberchannel um nur einige zu nennen. Im lokalen Netzwerk (LAN) und der Fernübertragung von Daten werden Lichtwellenleiter immer wichtiger, allein in Deutschland wurden schon mehrere Millionen Kilometer LWL-Kabel verlegt.

Grundlagen

Multimode-Glasfaser (MADI-Standard) besteht aus einem Kernglas mit 50 µm oder 62,5 µm Durchmesser, einem Mantelglas mit 125 µm Durchmesser und einer Beschichtung. Der lichtführende Kern besteht aus Glas-, Quarz- oder Kunststofffasern, und dient zum Übertragen des Signals. Der Mantel bewirkt eine Totalreflexion und somit eine Führung der Strahlung im Glasfaser-Kern. Die Beschichtung ist ein Schutz vor mechanischen Beschädigungen und ist normalerweise zwischen 150 und 500 µm dick. Mit Multimodefasern können Strecken bis zu 2000 m überbrückt werden.

Eine Singlemode-Faser ist eine Glasfaser, die in ihrem Durchmesser so stark reduziert wurde, dass sie sich wie ein Wellenleiter verhält. Der Durchmesser darf hierbei nur einige Vielfache der Wellenlänge des verwendeten Lichts betragen. Bei dieser Art der Datenübertragung wird nicht die Totalreflexion ausgenutzt, sondern das Licht breitet sich geradlinig und ohne Aufprall an der Grenzfläche aus.

Singlemode-Fasern sind im Vergleich zu Multimode-Fasern (auf Grund ihrer Bauweise) teurer in der Herstellung, gewährleisten aber eine bessere Langstreckenübertragung und können circa 50 GBit/s Daten ohne zusätzliche Verstärkung übertragen. Die Singlemode-Faser, die teilweise auch als Monomode-Faser bezeichnet wird, hat meistens einen Kerndurchmesser von typischerweise 3 bis 9 µm, der äußere (Mantel) Durchmesser beträgt jedoch auch hier 125 µm. Die eigentliche Übertragung der Information erfolgt im Kern der Faser. Mit Singlemode-Fasern können Strecken bis 10 km ohne Repeater (Regeneration, Zwischenverstärkung) überbrückt werden.

Zwischen dem Mantel und der Beschichtung befindet sich noch eine 2 bis 5 µm dicke Lackierung. Die Lackierung dient als Schutz, um die feuchte Atmosphäre von der Glasfaser fernzuhalten. Die Ummantelung der Glasfaser besteht aus einem weichen Kunststoff. Extrem stabile Ausführungen mit Spezialbeschichtungen sind ebenfalls lieferbar.

Der Preis für die Herstellung von Glasfaserkabel ist mittlerweile niedriger als der eines Übertragungsmediums auf der Basis von Kupfer.

Technik (Beispiel Multimode-Faser)

• Durchmesser Kern: 50 µm oder 62,5 µm
• Durchmesser Mantelglas: 125 µm
• Außendurchmesser: 4 - 9 mm
• Bezeichnung: 50/125 (orange) oder 62,5/125 (blau)
• Übertragungsformat: Multimode
• Maximale Übertragungsstrecke 2000 m

Steckverbinder

Die RME MADI Geräte verwenden (sowohl bei der Multimode- als auch bei der Singlemode-Ausführung) den weit verbreiteten SC-Stecker nach IEC 874-19. Der SC-Stecker zeichnet sich durch seine Kompaktheit und eine gleichbleibende, reproduzierbare Verbindungsqualität aus. In der Duplexausführung, als SC-Duplex-Stecker, werden 2 Glasfasern gleichzeitig verbunden. Eine automatische Verriegelung schützt vor versehentlicher Verbindungsunterbrechung.

Fazit: Vorteile der Lichtwellenleiter gegenüber Kupferkabel

• Unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störeinflüssen
• Lichtwellenleiter können beliebig mit anderen Versorgungsleitungen parallel verlegt werden
• Kein Übersprechen, keine Brummschleifen oder Potentialunterschiede
• Kein Signalverlust über lange Entfernungen
• Erhebliche Gewichtsersparnis

Glasfaserkabel für den mobilen Einsatz sowie für Festinstallation werden mittlerweile von vielen Herstellern in vielfältigen Ausführungen angeboten. Passend zu den RME-Geräten finden Sie bei der Audio AG diverse Glasfaser-Produkte aus dem Angebot der ALVA-CableWare Produkte.

MADI Multinorm

Folgende MADI-Normen/Übertragungsmodi werden von RME unterstützt:

Typ	Kanäle	Auflösung	Sample Frequenz	Frame Rate Wordclock	Hinweis
Standard 1	56	24	48	48	mit ±12,5% Varispeed
Standard 2	64	24	48	48	ohne Varispeed
Double Wire 96/48k Modus	32	24	96	48	bei Verdopplung der Samplingrate werden die Daten eines Kanals auf zwei Kanäle verteilt - ADAT > S/MUX - Tascam > Dual-Line
Quad Wire 192/48k Modus	16	24	192	48	bei Vervierfachung der Samplingrate werden die Daten eines Kanals auf vier Kanäle verteilt - ADAT > S/MUX4
96k Frame	32	24	96	96	alternativer Übertragungsmodus mit Double-Speed