PON (Passives Optisches Netzwerk) hat sich weltweit zur Standardtechnologie für moderne Glasfaser-Breitbandzugänge entwickelt. PON arbeitet als Punkt-zu-Mehrpunkt-Architektur und nutzt unversorgte optische Splitter, um mehrere Endpunkte gleichzeitig über eine einzige Glasfaser zu bedienen.
Heute ist die PON-Technologie nicht mehr auf die Netze von Telekommunikationsanbietern beschränkt; sie ist tief in private Unternehmensnetze, lokale Netzwerke (LANs) und Smart-Home-Netzwerke der nächsten Generation eingedrungen und treibt die weltweite Nachfrage nach FTTH-Lösungen mit hoher Bandbreite voran.
Die Bedeutung passiver optischer Netzwerke
PON ist die Abkürzung für Passives Optisches Netzwerk . Die PON-Technologie verbindet mehrere Nutzer gleichzeitig über eine einzige Glasfaser. Vor der Einführung der PON-Technologie mussten andere optische Zugangstechnologien dieselben Funktionen implementieren, und in optischen Verteilnetzen (ODN) waren aktive Konvergenzgeräte vorhanden. Durch die Verwendung passiver optischer Splitter anstelle aktiver Konvergenzgeräte im ODN eliminiert PON aktive Geräte und definiert so den passiven Charakter des Netzwerks.
Ein PON besteht aus einem optischen Linienendgerät (OLT), einem optischen Verteilungsnetz (ODN ) und einer optischen Netzwerkeinheit (ONU).
OLT ist eine zentrale Büroausrüstung. Zu den Benutzergeräten gehören ONTs und ONUs.
- ONT ist ein optisches Netzwerkterminal, das normalerweise von einem einzelnen Benutzer verwendet wird und allgemein auch als optisches Modem bekannt ist. FTTO- und FTTH-Benutzerterminals gehören zu ONT.
- ONU wird normalerweise von mehreren Benutzern gemeinsam genutzt und hauptsächlich in FTTB verwendet. Benutzergeräte können auch zusammenfassend als ONU bezeichnet werden.
Für nähere Erläuterungen zu den Unterschieden zwischen den verschiedenen ONU-Typen siehe den Artikel „Was sind die Unterschiede zwischen ONU, ONT, SFU, HGU…?“.
ODN bezeichnet ein passives optisches Verteilungsnetz, bestehend aus optischen Zugangskabeln und optischen Splittern zwischen OLT und ONU. Details zur Vernetzung der optischen Zugangskabel finden Sie im Artikel „Struktur eines optischen Verteilungsnetzes“ . Informationen zur Konfiguration der optischen Splitter finden Sie im Artikel „Der Unterschied zwischen primärer und sekundärer Aufteilung in ODN und deren Anwendung“.
Technische Grundlagen von PON: Wie funktioniert es?
Um zu verstehen, wie ein PON-System eine nahtlose Punkt-zu-Mehrpunkt-Kommunikation über eine einzelne Glasfaser ermöglicht, müssen wir uns ansehen, wie es Daten in beide Richtungen verarbeitet. Ein typisches PON-System arbeitet mit separaten Wellenlängen für Upstream- und Downstream-Übertragungen und gewährleistet so eine bidirektionale Kommunikation ohne Signalstörungen.
Downstream-Übertragung: Das Broadcast-Verfahren
In Downstream-Richtung (vom OLT zu den Benutzerendpunkten) nutzt ein PON-Netzwerk das Broadcast-Verfahren . Der OLT sendet kontinuierliche Datenströme über die Glasfaser, die dann vom passiven optischen Splitter gleichmäßig aufgeteilt werden, um jedes angeschlossene ONU oder ONT zu erreichen.
- So funktioniert das Datenrouting: Die Datenpakete werden gleichzeitig an alle Benutzer übertragen.
- Sicherheit & Filterung: Jedes Datenpaket enthält eine eindeutige Adresskennung. Wenn eine einzelne ONU das gesendete Signal empfängt, prüft sie diese Kennung. Gehören die Daten zu diesem Benutzer, akzeptiert die ONU sie; andernfalls wird das Paket verworfen.
- PON-Sicherheit: Um potenziellen Datenschutzbedenken im Zusammenhang mit Rundfunkübertragungen zu begegnen, verwenden moderne PON-Standards Downstream-Verschlüsselungstechnologien (wie z. B. die AES-128-Verschlüsselung), um sicherzustellen, dass Benutzer benachbarte Datenströme nicht abhören können.
Upstream-Übertragung: Zeitmultiplexverfahren (TDM)
In Upstream-Richtung (von mehreren ONUs zurück zum zentralen OLT) können Datensignale nicht per Broadcast übertragen werden, da sie kollidieren und zu erheblichen Paketverlusten führen würden. Daher nutzen PON-Systeme das Zeitmultiplexverfahren (TDM).
- Dynamische Bandbreitenzuweisung (DBA): Der OLT fungiert als zentraler Verkehrscontroller und weist jedem angeschlossenen ONU präzise, unterschiedliche Zeitschlitze (Zeitscheiben) zu.
- Kollisionsverhütung: Jede ONU sendet ihre Upstream-Daten – wie beispielsweise Webanfragen oder Uploads von Nutzern – ausschließlich innerhalb ihres festgelegten Zeitschlitzes. Diese präzise Zeitsteuerung gewährleistet, dass Datenpakete von verschiedenen Standorten geordnet am OLT eintreffen und somit eine physikalische Signalüberlappung verhindert wird.
Drei zentrale physikalische Komponenten eines PON-Systems
Eine vollständige PON-Architektur basiert auf drei primären Hardwarekomponenten, um eine nahtlose Punkt-zu-Mehrpunkt-Kommunikation zu ermöglichen. Das Verständnis dieser PON-Geräte und ihrer Schnittstellen ist für die Netzwerkplanung und die Fehlersuche im Feld unerlässlich.
- OLT (Optical Line Terminal): Der OLT befindet sich in der Vermittlungsstelle des Telekommunikationsanbieters. Er dient als Motor des gesamten Systems, wandelt den Standard-Internet-Backbone-Verkehr in optische Signale um und verwaltet die dynamische Bandbreitenzuweisung.
- ONU / ONT (Optische Netzwerkeinheit / Terminal): Das ONT (Optical Network Terminal) befindet sich beim Kunden (in Privathaushalten oder Unternehmen) und wandelt die einfallenden Lichtwellen wieder in elektrische Signale um. Techniker überprüfen regelmäßig die physische Anlage. PON-Schnittstelle am ONT, um sicherzustellen, dass das ankommende Glasfaser-Patchkabel saubere Lasersignale an den lokalen WLAN-Router liefert.
- ODN (Optisches Verteilungsnetz): Der vollständig passive Verkabelungspfad verbindet die zentrale OLT mit dem Benutzerende. Das ODN enthält keine aktive Elektronik und besteht aus Stamm-Glasfaserkabeln, optischen Muffen, Glasfaserverteilern und optischen Splittern.
Industrielle Typen von optischen Splittern in PON-Hardware
Als Kernkomponente der ODN-Infrastruktur teilt der optische Splitter einen einzelnen Laserstrahl in mehrere nachgelagerte Pfade auf (z. B. 1×4 , 1×8, 1×32 oder bis zu 1×64 Teilungen). Um den unterschiedlichen Einsatzumgebungen gerecht zu werden, fertigt Yingda drei primäre kommerzielle PON-Box- und Splitter-Bauformen:
- Mini-Splitter: Sie sind in einem kompakten Edelstahlrohr mit blanken Fasern untergebracht. Diese sind für das direkte Spleißen in hochdichten Muffen, Spleißkassetten oder kleinen optischen Verteilerrahmen (ODF) konzipiert.
- ABS-Modul-Splitter: Untergebracht in einem robusten ABS-Kunststoffgehäuse mit geschützten Anschlussleitungen, sind sie die ideale Wahl für wandmontierte Außenverteilerkästen und bieten einen zuverlässigen mechanischen Schutz vor Witterungseinflüssen.
- Kassetten-Typ / LGX-Modul-Splitter: Ein modulares, sofort einsatzbereites Hardware-Design mit vorkonfektionierten Standard-SC/APC- oder SC/UPC-Adaptern. Diese Kassetten lassen sich nahtlos in Rack-Gehäuse einschieben und vereinfachen so die Installation vor Ort in Rechenzentren und Telekommunikationsknotenpunkten erheblich.
Als zertifizierter Hersteller von PON-Netzwerkfasern in China bietet Yingda schlüsselfertige FTTH-PON-Lösungen an und liefert diese hochwertigen optischen Splitter, Verteilergehäuse und Glasfaserkabel direkt ab Werk an globale Engineering-Unternehmen.
Spezifikationstabelle für die Einfügungsdämpfung von Splittern
Bei der professionellen Planung von PON-Netzwerken ist die Berechnung des optischen Leistungsbudgets entscheidend, um Signalbeeinträchtigungen zu vermeiden. Jedes Mal, wenn ein optischer Splitter das Licht aufteilt, entsteht ein physikalischer Signalverlust, der als Einfügungsdämpfung (IL) gemessen wird.
Als Faustregel gilt: Jede weitere Aufteilungsstufe (z. B. von 1×2 auf 1×4) führt zu einer Dämpfung von ca. 3 dB . Darüber hinaus weisen Standard-Kassettenverteiler aufgrund der zusätzlichen Anschlüsse und Adapterschnittstellen eine um ca. 0.2 dB höhere Dämpfung auf als ABS-Module.
Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die werkseitig getesteten typischen Einfügungsdämpfungswerte von Yingda für verschiedene Teilungsverhältnisse:
| Spezifikation des Splitters | Einfügedämpfung (typisch) Einheit: dB | Einfügedämpfung (typisch) Einheit: dB |
| ABS-Modultyp | Kassettentyp | |
| 1/2 | 4.2 | 4.4 |
| 1/4 | 7.8 | 8.0 |
| 1/8 | 10.9 | 11.1 |
| 1/16 | 13.9 | 14.1 |
| 1/32 | 17.2 | 17.4 |
| 1/64 | 20.9 | 21.2 |
Unterschiede zwischen PON-Technologien: EPON, GPON und 10G PON
Zu den aktuell am häufigsten verwendeten PON-Technologien zählen EPON und GPON sowie 10G-EPON und XG-PON . Obwohl zwischen den verschiedenen PON-Technologien große Unterschiede bestehen, liegen diese aus Anwendersicht hauptsächlich in der Leitungsgeschwindigkeit, der verfügbaren Bandbreite und der verwendeten Wellenlänge.
Um Netzwerkadministratoren und -ingenieuren die Auswahl der richtigen PON-Standards anhand von Kosten, Entfernung und Bandbreitenanforderungen zu erleichtern, bietet die folgende umfassende Vergleichstabelle einen Überblick über die wichtigsten technischen Spezifikationen verschiedener Generationen:
| Artikel | EPON | GPON | 10G-EPON (Asymmetrisch) | 10G-EPON (Symmetrie) | XG-PON | XGS-PON |
| Technische Standards | YD/T 1475 | YD/T1949 | YD/T 2274 | YD/T 2274 | YD/T 2202 | YD/T 3691 |
| Leitungsrate (Mbps) Downlink | 1250 | 2488 | 10312.5 | 10312.5 | 9953 | 9953 |
| Leitungsrate (Mbps) Uplink | 1250 | 1244 | 1250 | 10312.5 | 2488 | 9953 |
| Verfügbare Bandbreite (Mbps) Downlink | 950 | 2200 | 8300 | 8300 | 8500 | 8500 |
| Verfügbare Bandbreite (Mbit/s) Uplink | 900 | 1100 | 900 | 8000 | 2000 | 8500 |
| Wellenlänge des Arbeitszentrums (nm) Downlink | 1490 | 1490 | 1577 | 1577 | 1577 | 1577 |
| Wellenlänge des Arbeitszentrums (nm) Uplink | 1310 | 1310 | 1310 | 1270 | 1270 | 1270 |
Kernarchitekturentwicklung:
- EPON (Ethernet PON): Es basiert auf Standard-Ethernet-Protokollen und bietet symmetrische Übertragungsraten von 1.25 Gbit/s. Es handelt sich um eine äußerst kosteneffiziente und bewährte Lösung, die in einfachen Breitbandarchitekturen für Privathaushalte weit verbreitet ist.
- GPON (Gigabit PON): Bietet asymmetrische Bandbreite – 2.488 Gbit/s Downstream und 1.244 Gbit/s Upstream. GPON unterstützt höhere Aufteilungsverhältnisse (bis zu 1:128) und bietet überlegene Sicherheitsfunktionen, was es zur ersten Wahl für Premium-Telekommunikationsanbieter macht.
- 10G PON- und Combo PON-Technologie: Standards der nächsten Generation wie XG-PON und XGS-PON steigern die Bandbreitenkapazität auf beeindruckende symmetrische 10 Gbit/s. Um eine reibungslose Netzwerkmigration zu ermöglichen, Kombinations-PON-Technologie Ermöglicht es Betreibern, ältere GPON- und 10G-PON-Dienste der nächsten Generation gleichzeitig auf derselben ODN-Infrastruktur zu betreiben, ohne bestehende Glasfaserleitungen ändern zu müssen, und maximiert so den ROI bestehender Anlagen. Glasfaser-Pon Bereitstellungen.
FAQ
Was bedeutet die PON-Leuchte/LED an meinem Router?
Die PON-LED-Leuchte an Ihrem Glasfasermodem oder Router zeigt den Verbindungsstatus zwischen Ihrem Endgerät (ONU/ONT) und der zentralen Vermittlungsstelle (OLT) des Dienstanbieters an.
Was bedeuten die verschiedenen PON-Lichtzustände?
- Vollständig grün / An: Ihr Gerät wurde erfolgreich beim zentralen OLT registriert. Der optische Pfad ist frei und Ihre Internetverbindung ist physisch hergestellt.
- Blinkt grün: Das Gerät versucht aktiv, eine Verbindung zum Netzwerk des Anbieters herzustellen oder sich dort zu authentifizieren. Blinkt es dauerhaft, deutet dies in der Regel auf eine fehlerhafte Bereitstellungskonfiguration seitens des Internetanbieters hin.
- Durchgehend rot oder Aus / Erloschen: Die optische Verbindung ist vollständig unterbrochen. Das bedeutet, dass das ONU kein Lichtsignal empfängt. Häufige Ursachen sind ein stark verbogenes Patchkabel, ein nicht angeschlossener Glasfaseradapter oder ein Kabelbruch in der vorgelagerten Verteilungsleitung.
Worin besteht der Unterschied zwischen PON und WLAN?
PON und WLAN sind zwei völlig getrennte Komponenten Ihrer Netzwerkverbindung. PON ist die physische Glasfaserverbindung, die Hochgeschwindigkeitsdaten von der Vermittlungsstelle zum Modem in Ihrem Gebäude überträgt. WLAN hingegen ist das drahtlose Funksignal, das von Ihrem Router erzeugt wird, um die Internetverbindung an Ihren Laptop, Ihr Smartphone oder Ihre Smart-Home-Geräte im Gebäude zu verteilen.
