Dämpfung und Übertragungsfenster

Licht wird beim Durchlaufen von Glas schwächer, und wie stark es schwächer wird, hängt von der Wellenlänge ab — eine Kurve mit zwei Höckern und drei Tälern, die bestimmt hat, welche Wellenlängen die gesamte Branche nutzt. Diese Seite erklärt, woher der Verlust kommt (Streuung, Absorption, der Wasserpeak), beziffert ihn pro Kilometer für jeden Fasertyp und jedes Fenster, addiert die diskreten Verluste von Steckverbindern und Spleißen und zeigt, wie sich die Summe in die Spalte „dB“ jedes Leistungsbudgets verwandelt.

Woher der Verlust kommt

Mechanismus	Physik	Wellenlängenabhängigkeit	Anteil bei 1550 nm
Rayleigh-Streuung	im Glas eingefrorene Dichteschwankungen streuen Licht in alle Richtungen	∝ 1/λ⁴ — dominiert bei kurzen Wellenlängen	~0,15 dB/km von den 0,2
Infrarotabsorption	Gitterschwingungen des Quarzglases	steigt oberhalb von 1 600 nm steil an	gering bei 1550, schließt das Fenster jenseits von 1 700
OH⁻-Absorption (Wasser)	Hydroxylionen aus der Herstellung	Maximum bei 1 383 nm (sowie 1 240, 950 nm)	0 bei Fasern mit niedrigem Wasserpeak; bis zu 1–2 dB/km bei alter Faser
Metallionenabsorption	Verunreinigungen durch Fe, Cu, Cr	—	vernachlässigbar bei moderner Faser
Biegung	Makro- und Mikrobiegungen	steigt mit der Wellenlänge	abhängig vom Design (Licht in der Faser)
UV-Absorption	elektronische Übergänge	weit unterhalb von 800 nm	irrelevant für Telekom

Das Minimum der Summe liegt bei ≈ 1 550 nm (0,17–0,20 dB/km bei der besten Faser) — der Grund, warum Long-Haul und DWDM dort angesiedelt sind.

Die Fenster

Fenster	Wellenlänge	Typische Dämpfung (SMF)	Typische Dämpfung (MMF)	Wer es nutzt
1., 850 nm	770–910	— (nur Multimode)	2,5–3,5 dB/km	VCSEL-basierte SR-Optik, 1000BASE-SX bis 800G-SR8; SWDM
2., 1310 nm (O-Band)	1 260–1 360	0,32–0,40 dB/km	0,6–1,5 (MMF bei 1300)	LX/LR/DR/FR, unteres CWDM-Band, PON-Upstream, Nulldispersion
E-Band	1 360–1 460	0,35 (nur Faser mit niedrigem Wasserpeak)	—	CWDM-Kanäle 1371–1451
S-Band	1 460–1 530	0,25	—	PON XG-PON-Upstream? nein — GPON-Downstream 1490, CWDM 1471–1511
3., 1550 nm (C-Band)	1 530–1 565	0,18–0,22 dB/km	—	ER/ZR, DWDM, EDFA-Verstärkungsfenster, PON-Video/1550
L-Band	1 565–1 625	0,20–0,25	—	DWDM-Erweiterung, PON XG-PON-Downstream 1577, Überwachung 1625
U-Band	1 625–1 675	0,3+	—	OTDR-Überwachung laufender Systeme

Bandbezeichnungen und Kanalpläne: Wellenlängenbänder.

Dämpfung nach Fasertyp

Faser	850 nm	1310 nm	1383 nm	1550 nm	1625 nm	Standard-Maximalwerte
OM1 (62,5 µm)	3,5	1,5 (1300)	—	—	—	TIA-568
OM2–OM5 (50 µm)	3,0 (2,3 typ.)	1,5 (0,7 typ.)	—	—	—	TIA-568
OS1 (Innenkabel, Tight Buffer)	—	1,0	—	1,0	—	ISO 11801
OS2 / G.652.D (niedriger Wasserpeak)	—	0,35 (0,4 max.)	≤ 0,4	0,20 (0,3 max.)	0,23	ITU-T G.652.D
G.652.B (älter, mit Wasserpeak)	—	0,35	1–2	0,22	0,3	G.652.B
G.655 NZ-DSF	—	—	—	0,22	0,25	G.655
G.654.E, ultra-verlustarm	—	—	—	0,17	0,19	G.654
G.657, biegeunempfindlich	—	0,35	—	0,20	0,23	G.657

Faustregel für die Praxis: für die Planung den vom Kabelhersteller angegebenen Maximalwert verwenden (0,35/0,22), für die Fehlersuche den Messwert.

Diskrete Verluste

Element	Typisch	Planungsreserve	Anmerkungen
Steckverbinderpaar, Singlemode UPC, sauber	0,1–0,3 dB	0,5 dB (TIA), 0,75 dB (alte Auslegungen)	Grade-B-Steckverbinder typisch ≤ 0,25 dB
Steckverbinderpaar, APC	0,1–0,3 dB	0,5 dB	zusätzlich Rückflussdämpfung ≥ 60 dB
Steckverbinderpaar, Multimode	0,1–0,5 dB	0,75 dB	—
MPO-12/16-Paar	0,2–0,5 dB (verlustarm ≤ 0,35)	0,5–0,75 dB	pro gestecktem Paar, alle Fasern
Fusionsspleiß, Singlemode	0,02–0,1 dB	0,1–0,3 dB	mit OTDR gemessen
Fusionsspleiß, Multimode	0,05–0,2 dB	0,3 dB	—
Mechanischer Spleiß	0,2–0,5 dB	0,5 dB	provisorische Reparaturen
Verschmutzter Steckverbinder	0,5–3 dB	—	der häufigste Verlust überhaupt (Fehler in der Trasse)
1:2-Splitter	3,5 dB	3,9 dB	jede Verdopplung addiert ≈ 3,2–3,5 dB
1:32-Splitter	17 dB	17,5–18 dB	PON (ODN-Klassen)
CWDM-Mux (8 Kanäle)	1,0–2,0 dB	2,5 dB	pro Durchgang; ×2 für Mux + Demux (CWDM-Budget)
DWDM-AWG (40 Kanäle)	3–5 dB	5–7 dB	pro Durchgang
Festes Dämpfungsglied	1–20 dB nominal	± 0,5 dB	verhindert Übersteuerung des Empfängers

Zusammenführung

Gesamtverlust = Σ(Faserlänge × dB/km) + Σ(Steckverbinderpaare) + Σ(Spleiße) + Σ(passive Bauelemente).

Beispiel-Link	Faser	Steckverbinder	Spleiße	Bauelemente	Summe
10 km SMF bei 1310 nm, 4 Steckverbinderpaare, 4 Spleiße	3,5	2,0 (Planung) / 0,8 (typ.)	0,4 / 0,2	—	5,9 Planung / 4,5 typisch
40 km SMF bei 1550 nm, 4 Paare, 12 Spleiße	8,8	2,0	1,2	—	12,0
300 m OM4 bei 850 nm, 2 Paare	0,9	1,5	—	—	2,4
20 km GPON bei 1490 nm, 1:32-Split, 4 Paare, 6 Spleiße	5,0	2,0	0,6	17,5	25,1 (Klasse B+ 28 dB)
40 km CWDM bei 1550 mit Mux/Demux	8,8	2,0	1,0	5,0	16,8

Vergleich mit dem Budget des Moduls: Leistungsbudget-Engineering.

Die Wellenlänge zählt doppelt

Verlust pro Kilometer — ein 1550-nm-ER-Modul verliert 0,2 dB/km, während ein 1310-nm-LR 0,35 verliert; über 40 km ergibt das 6 dB Unterschied, der Grund, warum ER und ZR bei 1550 liegen.
Biegeempfindlichkeit — Verluste durch Biegungen wachsen mit der Wellenlänge; eine Trasse, die bei 1310 besteht, kann bei 1550 oder 1577 (XG-PON) durchfallen, und eine Testwellenlänge von 1625 nm wird verwendet, um solche Biegungen zu finden (Messungen).

In CodingBox

Die DDM des Moduls liefert die beiden Enden der Gleichung — Tx-Leistung hier, Rx-Leistung dort — und die Differenz, gemessen auf der Werkbank mit einem bekannt guten Patchkabel und danach im Rack, ist der Trassenverlust; der Vergleich mit der obigen Tabelle zeigt, ob die Trasse der Planungsannahme entspricht (DDM in der App, Rx-Leistung & Budget).

Licht, das zurückkommt statt weiterzulaufen — Fresnel-Reflexion, Reflexionsgrad und Rückflussdämpfung pro Bauelement und pro Technologie: Reflexionen & Rückflussdämpfung; wie die Dämpfung mit dem Alter wächst — Wasserstoff, Wasser, Strahlung, Mikrobiegung: Zuverlässigkeit & Alterung.

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