Breitband-Glasfaserzugangsnetztechnologien bilden das Rückgrat der modernen Telekommunikation. Sie stellen die optische Basisinfrastruktur bereit, die die Vermittlungsstelle des Dienstanbieters mit der Endnutzerschnittstelle für die Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung verbindet. In diesem umfassenden Leitfaden erläutern wir die grundlegende Netzwerkarchitektur, typische FTTx-Anwendungsszenarien und die wichtigsten ODN-Hardwarekomponenten – wie optische Verteilerkästen und PLC-Splitter –, die für den Aufbau einer zukunftssicheren Glasfaserzugangsnetzinfrastruktur erforderlich sind.
Es handelt sich um ein fortschrittliches Netzwerkzugriffsverfahren, das Glasfaser als primäres Übertragungsmedium auf der gesamten Strecke zwischen der Benutzerschnittstelle und der zugehörigen Dienstknotenschnittstelle nutzt. Alternativ kann Glasfaser als Backbone-Übertragungsmedium in Kombination mit Kupferleitungen oder drahtlosen Technologien für die Anbindung des Endbenutzers (die „letzte Meile“) eingesetzt werden.
Zu den Kerntechnologien moderner Breitband-Glasfaserzugangsnetze gehören xPON, MSTP, MSAP, Ethernet, PTN und optische Direktverbindungen. In der in Abbildung 1 dargestellten Architektur bezeichnen OLT, ONT und ONU optische Leitungsanschlüsse, optische Netzwerkanschlüsse bzw. optische Netzwerkeinheiten. Diese Begriffe stehen allgemein für Vermittlungsstellenausrüstung und Endgeräte (CPE) in verschiedenen Zugangsnetztechnologien und sind nicht ausschließlich auf xPON-Systeme beschränkt. Wie in Abbildung 1 deutlich zu sehen ist, bildet der gesamte Verbindungspfad vom OLT zu den Endnutzern das Breitband-Glasfaserzugangsnetz.
Ein optisches Verteilungsnetz (ODN) ist ein passives optisches Verteilungsnetz, das aus Glasfaserkabeln und passiven optischen Komponenten wie optischen Steckverbindern und optischen SPS-Splittern besteht und zwischen dem OLT und dem ONU/ONT eingesetzt wird. Das ODN wird hauptsächlich aus Glasfaserleitungen in verschiedenen Versorgungsabschnitten aufgebaut (weitere Informationen finden Sie in unserem Leitfaden „ ODN-Struktur “). Bei Verwendung der xPON-Technologie enthält das ODN einen optischen Splitter (siehe Abbildung 2). Wird hingegen die passive Wellenlängenmultiplex-Technologie (WDM) eingesetzt, enthält das ODN stattdessen einen optischen Terminalmultiplexer (OTM) oder einen optischen Add-Drop-Multiplexer (OADM).
Typische Anwendungen von Breitband-Glasfaserzugang
Der Breitband-Glasfaserzugang umfasst mehrere typische Anwendungsarten, die zusammenfassend als FTTx bezeichnet werden . Die jeweilige Anwendungsart hängt vom Installationsort der optischen Endgeräte (ONU/ONT) innerhalb der Netzwerkarchitektur ab.
FTTH (Fiber to the Home)
FTTH bezeichnet die direkte Verlegung von Glasfaserkabeln zu einzelnen Haushalten. Bei dieser Zugangsmethode werden ausschließlich Glasfaserkabel als Übertragungsmedium genutzt, um die Telekommunikationszentrale mit dem Haushalt zu verbinden. Das bis zum Haus verlegte Glasfaserkabel ist ausschließlich für einen einzigen Haushalt bestimmt.
FTTO (Glasfaser bis ins Büro)
FTTO bezeichnet die direkte Verlegung von Glasfaserkabeln zu Unternehmen oder Firmenzentralen. Dabei werden ausschließlich Glasfaserübertragungsmedien genutzt, um die Vermittlungsstelle mit den jeweiligen Geschäftsräumen zu verbinden. Die Glasfaserleitung steht exklusiv einem einzigen Firmenkunden zur Verfügung, und alle Geräte und die Infrastruktur ab dem ONT werden vollständig vom Endkunden verwaltet.
Hinweis zu den konzeptionellen Unterschieden: FTTH und FTTO werden oft verwechselt. Der Hauptunterschied liegt im Nutzertyp (Privatkunden vs. Unternehmen) und der Managementebene der Netzwerkgeräte.
FTTB (Fiber to the Building) & FTTC (Fiber to the Curb)
Bei FTTB und FTTC wird die Glasfaser zu einem gemeinsamen Gebäude oder einer lokalen Glasfaserverteilereinheit verlegt . Sobald das Glasfaserkabel das Gebäude erreicht, wird eine ONU (Optical Network Unit) an einem geeigneten Ort installiert, um den Nutzern Breitbandzugang über Kupferdrahtpaare oder drahtlose Verbindungen zu ermöglichen.
Jede ONU unterstützt typischerweise 10 bis 100 Benutzer. Das ältere FTTC-Konzept wurde heute weitgehend durch FTTB ersetzt, bei dem hauptsächlich Cat5-Patchkabel verwendet werden, um die Verbindung von der ONU zu den einzelnen Teilnehmern herzustellen.
FTTCab (Fiber to the Cabinet)
FTTCab bezeichnet die Verlegung von Glasfaserkabeln zu einem externen Kabelverteilerkasten oder Telekommunikationsschrank. Die ONU (Optical Network Unit) wird direkt in diesem Außenschrank installiert. Nachdem die optischen Verteilerkabel im Schrank verlegt wurden, werden die Zugangsdienste über Kupferdrahtpaare an die Abonnenten bereitgestellt.
Jede ONU unterstützt typischerweise Hunderte bis Tausende von Benutzern. Aufgrund von Bandbreitenbeschränkungen über lange Kupferleitungen wird die ältere FTTCab-Methode in modernen Netzwerkimplementierungen praktisch nicht mehr eingesetzt.
FTTx-Netzwerkterminologie verstehen
Um die in Abbildung 3 dargestellten FTTx-Architekturen besser zu verstehen, ist es unerlässlich, die technischen Definitionen und die Rollen der Geräte zu klären:
- Die Bedeutung von „x“: Obwohl FTTx wörtlich übersetzt „Faser bis zum x„Die tatsächliche technische Bedeutung umfasst nicht nur die Verlegung der physischen Glasfaser an einen bestimmten Ort, sondern auch die strategische Festlegung des Installationsortes für die ONU/ONT-Hardware.“
- Der Kernunterschied zwischen ONU und ONT: Ein ONT ist ein spezialisierter ONU-Typ für Einzelbenutzer.
- ONT (Optisches Netzwerkterminal): Exklusiv für einen einzelnen Benutzer; stellt die Geräte auf Teilnehmerseite dar in FTTH und FTTO um weitere Anwendungsbeispiele zu finden.
- ONU (Optische Netzwerkeinheit): Wird von mehreren Benutzern gemeinsam genutzt; stellt benutzerseitige Hardware dar in FTTB und FTTCab Bereitstellungen.
Die Beziehung zwischen Breitband-Glasfaserzugangsnetzen und anderen Netzen
Um die strukturelle Position eines Breitband-Glasfaserzugangsnetzes innerhalb des globalen Telekommunikationsökosystems zu verstehen, ist es unerlässlich zu analysieren, wie es mit dem Kernnetz und dem Transportnetz interagiert.
Ist die obere Infrastruktur des Zugangsnetzes das Kernnetz oder das Transportnetz?
Die kurze Antwort lautet: beides – es kommt schlicht auf Ihre technische Perspektive an. Logisch und betriebswirtschaftlich betrachtet ist es mit dem Kernnetz verbunden; physisch und hinsichtlich der Konnektivität erfolgt die Route über das Transportnetz.
Beim Blick auf die Netzwerkarchitektur in Abbildung 1 stellt sich eine häufige technische Frage: Die oberste Netzwerkschicht direkt über dem Breitband-Glasfaserzugangsnetz wird als Kernnetz bezeichnet – sollte sie aber nicht Transportnetz heißen?
Um diesen Zusammenhang zu verdeutlichen, unterteilen wir diese Telekommunikationsschichten in zwei unterschiedliche Perspektiven:
- Die Geschäfts- und Serviceperspektive (logische Sichtweise): Funktional betrachtet lässt sich die Telekommunikationswelt in zwei Hauptbereiche unterteilen: das Kernnetz (CN), das für die Datenvermittlung und -verwaltung zuständig ist, und das Zugangsnetz (AN), das die Nutzer verbindet. In dieser logischen Sichtweise interagiert das Zugangsnetz direkt mit dem Kernnetz, um Dienste zu verarbeiten.
- Die Konnektivitätsperspektive (physische Sicht): In der Realität liegen Kernnetz und Zugangsnetz oft kilometerweit voneinander entfernt. Das Transportnetz fungiert als physische Schnittstelle (mittels OTN/DWDM), die diese beiden Netze verbindet. Es transportiert den Datenverkehr des Zugangsnetzes und leitet ihn sicher an das Kernnetz weiter.
Unterscheidung der Transportzugangsschicht vom Glasfaserzugangsnetz
Ein weiterer häufiger Fehlerpunkt in der optischen Technik ist die uneinheitliche Verwendung des Begriffs „Zugang“.
Ein standardisiertes städtisches Verkehrsnetz (Metropolitan Transport Network) ist typischerweise in drei hierarchische Schichten gegliedert:
- Die Kernschicht
- Die Aggregationsschicht
- Die Zugriffsebene
Es ist jedoch von entscheidender Bedeutung zu beachten, dass die Zugangsschicht des Transportnetzes und das Breitband-Glasfaserzugangsnetz nicht dieselbe technische Bedeutung haben:
- Die Transportzugriffsschicht: Bezeichnet die unterste Ebene innerhalb der Übertragungs-/Transportinfrastruktur, die sich auf die Bündelung von Bandbreite aus regionalen Telekommunikationsknoten konzentriert.
- Das Breitband-Glasfaserzugangsnetz (Unser Fokus): Bezeichnet die tatsächliche physische Infrastruktur der „letzten Meile“ (einschließlich OLT, ODN und ONT/ONU), die direkt mit Endnutzern, Privathaushalten und Gewerbebetrieben interagiert.
Drei gängige FTTX-Lösungen
- Punkt-zu-Punkt (P2P) FTTx-Lösung
Punkt-zu-Punkt-Direktverbindungen über Glasfaser bieten die Vorteile einer einfachen Verwaltung, des Verzichts auf komplexe Uplink-Synchronisierungstechnologie und einer automatischen Terminalidentifizierung. Darüber hinaus kann die gesamte Upstream-Bandbreite als Terminal genutzt werden, was der Bandbreitenerweiterung sehr förderlich ist. Diese Vorteile können jedoch nicht mit den Nachteilen in Bezug auf Geräte und Gerätekosten mithalten.
Der Ethernet + Medienkonverter ist eine Übergangslösung für Punkt-zu-Punkt-FTTH. Die erste Lösung nutzt einen Medienkonverter (MC), um elektrische Signale in optische Signale für die Übertragung über große Entfernungen umzuwandeln. Beim Medienkonverter handelt es sich um einen einfachen fotoelektrischen/elektrooptischen Wandler, er verarbeitet keine Signalpakete und verursacht daher Kosten.
- Die Übergangsschicht P2P: Ethernet + Medienkonverter
Um die P2P-Performance mit den Bereitstellungsbudgets in Einklang zu bringen, nutzen Betreiber häufig die Ethernet + Media Converter (MC) -Lösung als Übergangsschritt hin zu einem vollständigen FTTH-Netz.
Funktionsweise: Diese Konfiguration nutzt einen eigenständigen Glasfaser-Medienkonverter, um elektrische Signale für die Laserübertragung über große Entfernungen in optische Signale umzuwandeln. Da ein Medienkonverter als reiner photoelektrischer/elektrooptischer Wandler ohne Verarbeitung oder Filterung von Datenpaketen fungiert, stellt er eine äußerst kostengünstige Hardwareoption dar.
Der größte Vorteil: Netzbetreiber müssen ihre bestehenden, veralteten Kupfer-Ethernet-Switches ohne Glasfaseranschlüsse weder modernisieren noch ersetzen. Durch die einfache Ergänzung mit einem kostengünstigen Medienkonverter an beiden Enden profitieren Anwender von Hochgeschwindigkeits-Glasfaserverbindungen bei gleichzeitig drastisch reduzierten Aufrüstungskosten. Dank seiner einfachen technischen Architektur, des niedrigen Preises und der nahtlosen Integration in Standard-Ethernet war diese Lösung in Ländern wie Japan der entscheidende Faktor für den frühen FTTH-Ausbau.
- Punkt-zu-Mehrpunkt (P2M) FTTx-Lösung: PON-Technologie
Für den flächendeckenden Ausbau von Gigabit-Netzen hat sich die Architektur des passiven optischen Netzes (PON) weltweit zum absoluten Industriestandard entwickelt.
Besteht das optische Verteilnetz (ODN), das die Vermittlungsstelle mit den Teilnehmern verbindet, ausschließlich aus passiven Komponenten und enthält keine aktiven, elektrisch betriebenen elektronischen Knoten, so wird die Architektur als PON bezeichnet.
Der PON-Mechanismus: Das OLT (Optical Line Terminal) in der Vermittlungsstelle sendet Downstream-Lichtsignale über eine einzelne Glasfaserleitung. Dieses Signal wird dann aufgeteilt und über einen passiven optischen PLC-Splitter an mehrere Teilnehmer-ONUs/ONTs verteilt.
Warum PON so erfolgreich ist: Durch den Ersatz teurer, energieintensiver aktiver Fernvermittler durch passive Splitter senkt PON die Kosten für zentrale Telekommunikationsanlagen und die Wartung vor Ort erheblich. Zudem spart es massiv Ressourcen für die Glasfaserinfrastruktur und ist damit die beliebteste und wirtschaftlichste Technologie für moderne FTTH-Netze.
- PON-Zugangsnetzwerktechnologie und die Zukunft der letzten Meile
Als Zugangsnetztechnologie ist PON strategisch an der sogenannten „letzten Meile“ positioniert – dem letzten kritischen Engpass, der Dienstanbieter und Telekommunikationszentralen direkt mit Unternehmen und Privathaushalten verbindet.
Mit dem explosionsartigen Anstieg von hochauflösendem Videostreaming, Cloud Computing und Peer-to-Peer-Anwendungen steigt die weltweite Nachfrage nach Glasfaserbandbreite rasant an. Marktdaten deuten darauf hin, dass der durchschnittliche Bandbreitenbedarf von Nutzern in den nächsten 5 bis 10 Jahren kontinuierlich stark steigen wird, um Smart-City-Ökosysteme und Gigabit-Internet-Lösungen bis ins einzelne Zimmer zu unterstützen.
Unter solch hohem Bandbreitendruck stoßen herkömmliche Kupfernetze und traditionelle xDSL-Technologien an ihre Grenzen. Die PON-Technologie mit ihrer skalierbaren passiven Infrastruktur und enormen Datenkapazität erweist sich als die optimale Lösung für zukunftssichere globale Telekommunikationsnetze.
FAQ
Was bedeutet FTTH?
FTTH ist die Abkürzung für Fiber to the Home. Es handelt sich um eine Übertragungsmethode der Glasfaserkommunikation. Konkret bezieht sich FTTH auf die Installation optischer Netzwerkeinheiten (ONUs) bei Privatanwendern oder Unternehmensanwendern. Mit Ausnahme von FTTD (Fiber to the Desktop) ist es der Anwendungstyp für optische Zugangsnetzwerke, der den Benutzern in der Reihe der optischen Zugangsnetze am nächsten kommt. Das bemerkenswerte technische Merkmal von FTTH besteht darin, dass es nicht nur eine größere Bandbreite bietet, sondern auch die Transparenz des Netzwerks in Bezug auf Datenformate, Raten, Wellenlängen und Protokolle erhöht, die Anforderungen an Umgebungsbedingungen und Stromversorgung lockert und Wartung und Installation vereinfacht. Die PON-Technologie ist zu einem heißen Thema für globale Breitbandbetreiber geworden und gilt als eine der besten technischen Lösungen zur Umsetzung.
Was ist der Unterschied zwischen FTTH und FTTR?
FTTH: Fiber to the Home, eine Übertragungsmethode der Glasfaserkommunikation. Konkret bezieht sich FTTH auf die Installation optischer Netzwerkeinheiten (ONUs) für Heimanwender oder Unternehmensanwender.
FTTR: Fiber to the Room, eine neue interne Netzwerktechnologie, die auf Glasfaserkommunikation basiert. Gegenwärtig wird Fiber-to-the-Home in der Regel durch die Glasfaserverbindung des Betreibers bis ins Haus vervollständigt, mit Ausnahme von Innennetzen.
Was ist der Unterschied zwischen Glasfaser und FTTH?
Bei einer Faser handelt es sich um eine optische Faser. Dabei handelt es sich um einen Gegenstand aus Glas oder Kunststoff, der als Lichtübertragungsinstrument verwendet werden kann. FTTH ist ein Glasfaserübertragungsverfahren. Es ist ganz anders.
Was ist FTTP vs. FTTH?
FTTH ist Glasfaser bis ins Haus; FTTP ist Glasfaser bis zum Standort, ähnlich wie FTTB. Von der Wortbedeutung her kommt FTTH näher an den Heim-Endbenutzer heran, der Glasfaser-Zugangsbenutzer unterscheidet sich, Glasfaser-zu-Haus ist ein einzelner Heimteilnehmer, aber der FTTB-Endbenutzer kann ein Unternehmen mit vielen Endbenutzern sein.
Was ist der Nachteil von FTTH?
Basierend auf dem MAC-Geschwindigkeitsbegrenzungsmodus erhöht sich die Verzögerung, wenn das Breitband voll ist.
In Bezug auf die Geschwindigkeit bietet FTTH maximal 4 M Uplink und 100 M Downlink, bei denen es sich um ungleiche Leitungen handelt.
Was ist FAT?
FAT ist ein Glasfaser-Zugangsterminal. Yingda FAT-Boxen sind danach benannt. Zum Beispiel: FAT-8A, das bedeutet, dass diese Box in Glasfaser-Zugangsterminals verwendet wird und hauptsächlich 8-teiligen Zugang für Endbenutzer bietet.
Gibt es im FTTx-Netzwerk ein Koaxialkabel?
Ja, alle FTTx-Netzwerke benötigen weiterhin Koaxialkabel, da die Endgeräte wie PC, Tablet oder ONU immer noch über eine Koaxialschnittstelle und keine optischen Schnittstellen verfügen. Netzwerkkomponenten, die die optische Schleife definieren, werden auf Betreiberseite als Optical Line Termination oder OLT und auf Kundenseite als Optical Network Terminal oder ONT bezeichnet. Der Punkt, an dem die Glasfaser endet, also der Ort, an dem sich das ONT befindet, bestimmt die Art des optischen Zugangsnetzes, was zu folgenden Bezeichnungen führt:
Da die Übertragung über die Glasfaser bidirektional erfolgt, verwendet jede Richtung eine andere Wellenlänge, um Interferenzen zu vermeiden.
Wie funktioniert ein Zugangspunkt?
Ein Access Point ist ein Gerät, das ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN) aufbaut, normalerweise in einem Büro oder einem großen Gebäude. Ein Access Point stellt über ein Ethernet-Kabel eine Verbindung zu einem kabelgebundenen Router, Switch oder Hub her und projiziert ein WLAN-Signal in einen bestimmten Bereich.
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