Glasfaser-Netzarchitektur
Eine Glasfaser-Netzarchitektur beschreibt, wie das Leitungsnetz von einer zentralen Stelle vom Netzbetreiber verläuft und in der Nähe des Kunden endet. Dabei muss man wissen, das die Leitung vom Netzbetreiber zum Endkunden, nicht vollständig aus Glasfaser bestehen muss, sondern „auf der letzen Meile“ das letzte Stück zum Kunden als Kupferdoppelader endet. Die "letzte Meile" bezeichnet die Strecke der Leitung von der letzten Abzweigung bis zum Teilnehmeranschluss beim Kunden.
Um eine hohe Bandbreite bei den Teilnehmeranschlüssen zu erreichen, sind die Netzbetreiber gezwungen, auch die "letzte Meile" zu „verglasen“.
Auf dem Weg zur vollständigen "Verglasung" der Leitungsstrecke gibt es mehrere Zwischenschritte, die eine Kombination aus Kupferkabel und Glasfaserkabel vorsehen. Im folgenden werden Netzarchitekturen beschrieben, die Glasfaserkabel verwenden.
- FTTC - Fibre-to-the-Curb: Die Glasfaser endet in einem Straßenverteiler am Bordstein.
- FTTB - Fibre-to-the-Building: Die Glasfaser endet im Gebäude.
- FTTH - Fibre-to-the-Home: Die Glasfaser endet in der Wohnung oder Haus.
- FTTD - Fibre-to-the-Desk: Die Glasfaser endet am Schreibtisch oder Endgerät.
Für Privatkunden werden FTTB- und FTTH-Glasfaser-Anschlüsse verwendet.
Zu berücksichtigen ist, dass es für die verschiedenen Glasfaser-Netzarchitekturen auf der letzten Meile unterschiedliche Übertragungstechniken und Anschlüsse gibt.
Klassisches Festnetz (zum Vergleich)
Typischerweise besteht das klassische Festnetz aus einer durchgängigen Kupferverkabelung. Ausnahme ist die Vermittlungsstellte (VSt). Die wird seit der Digitalisierung des Telefonnetzes mit Glasfaser angebunden. Der Rest der Strecke vom Teilnehmerendgerät (TE) zum Teilnehmeranschluss (TA), APL (Anschlusspunkt Linientechnik), zum Kabelverzweiger (KvZ) am Straßenrand bis zur Vermittlungsstelle (VSt) besteht ausschließlich aus Kupferkabel.
Kurz zu Erläuterung: Das Teilnehmerendgerät (TE) ist zum Beispiel ein Telefon, ein PC oder ein Router, der den Übergang in ein lokales Netzwerk darstellt. Der Teilnehmeranschluss (TA) ist die Anschlussdose ab der der Endkunde seine eigenen Endgeräte anschließen darf. Im Festnetz ist das die TAE-Dose. Der APL ist ein Übergabepunkt innerhalb eines Gebäudes in dem verschiedene Teilnehmeranschlüsse zusammenlaufen. In der Regel ist das ein einfacher Verteiler, der sich im Keller befindet. Der Kabelverzweiger (KvZ) ist ein grauer Verteilerkasten am Straßenrand, der mehrere Gebäude oder Straßenzüge mit einem Hauptkabel von der Vermittlungsstelle (VSt) verbindet.
FTTC - Fibre-to-the-Curb
Fibre-to-the-Curb (FTTC) oder Fibre-to-the-Cabinet (FTTC) bedeutet "Glasfaser bis zum Bordstein/Straßenrand". Die VDSL-Infrastruktur der Deutschen Telekom in den Großstädten Deutschlands ist eine typische FTTC-Installation.
In der FTTC-Architektur endet das Glasfaserkabel in einem grauen Kasten, im Kabelverzweiger (KvZ), der am Straßenrand steht. Von diesem Anschlussverteiler aus werden die vorhandenen Kupferkabel bis zum Kunde weiter verwendet. Im Kabelverzweiger ist dafür ein aktive Komponente installiert, die die Signale von Glasfaser auf Kupferkabel bzw. umgekehrt umsetzt. Dazu unterscheidet sich auf beiden Seiten die Übertragungstechnik. Die Umsetzung ist recht aufwendig und erfordert aktive Komponenten.
Weil die Hauptkabel im städtischen Bereich in Rohren verlegt sind, lassen sich hier Glasfaserkabel kostengünstig einziehen. Dazu werden Kanaldeckel geöffnet und in einem freien Rohr ein Glasfaserkabel bis zum nächsten Kanaldeckel eingezogen.
Problematisch ist die Verkabelung zwischen Vermittlungsstelle (VSt) und Kabelverzweiger in ländlichen Gebieten. Dort ist das Kupferkabel meist direkt im Erdreich vergraben. Der Austausch durch ein Glasfaserkabel ist nicht so einfach möglich. Für die Verlegung eines Glasfaserkabels muss in der Regel das Erdreich aufgegraben werden.
FTTB - Fibre-to-the-Building / Fibre-to-the-Basement
Fibre-to-the-Building (FTTB) bedeutet "Glasfaser bis zum Gebäude". Die FTTB-Architektur sieht vor, dass das Glasfaserkabel innerhalb des Gebäudes endet, in dem der Kunde seinen Anschluss hat. Genauer gesagt endet das Glasfaserkabel am APL (Abschlusspunkt Linientechnik) bzw. HÜP (Hausübergabepunkt) oder in der Nähe davon. Der APL befindet sich meistens im Keller des Gebäudes. Innerhalb des Gebäudes wird die vorhandene Kupferverkabelung verwendet, um bis in die Wohnungen zum Teilnehmeranschluss (TA) zu kommen. Dort wird ein IAD (Integrated Access Device) angebracht, an dem die Endgeräte angeschlossen werden.
Die FTTB-Architektur kommt vorwiegend im städtischen Bereich zum Einsatz. Denkbar ist die Anbindung von Hochhäusern, Mehrfamilienhäusern oder Wohnanlagen, die aus vielen einzelnen Wohneinheiten bestehen. Meist steht der Kabelverzweiger oder die Vermittlungsstelle direkt vor dem Haus. Da bietet es sich an, von dort aus, ein Glasfaserkabel bis ins Gebäude zu verlegen.
Innerhalb des Gebäudes werden die einzelnen Wohneinheiten über die bestehende hausinterne Kupferverkabelung mit Internet versorgt.
- G.fast / ITU-T G.9700 und G.9701
- GPON - Gigabit Passive Optical Network (ITU-T G.984)
- EPON - Ethernet Passive Optical Network
FTTH - Fibre-to-the-Home
Fibre-to-the-Home (FTTH) bedeutet "Glasfaser bis in die Wohnung". Die FTTH-Architektur sieht vor, dass das Glasfaserkabel in den Wohnungen des Kunden am Teilnehmeranschluss (TA) endet. In der Regel ist das eine Anschlussdose in der Wand, die sich an einer zentralen Stelle in der Wohnung befindet.
Eine Variante davon ist FTTB (Fibre-to-the-Building oder Fibre-to-the-Basement). Hier endet das Glasfaserkabel hinter der Hauseinführung. Üblicherweise gibt es bei Einfamilienhäusern keinen Unterschied zwischen FTTB und FTTH. Hier endet das Glasfaserkabel in der Regel immer hinter der Hauseinführung. Hier ist der APL (Abschlusspunkt Linientechnik) bzw. HÜP (Hausübergabepunkt) angebracht. Dahinter sitzt das ASG (anwendungsspezifische Gerät). Es handelt sich dabei um ein ONT, CPE, NTFA oder Fibre Node, die den Netzabschluss darstellen. Der ASG wird häufig mit dem IAD (Integrated Access Device) kombiniert. Der IAD ist ein Multifunktionsgerät, dass vom Netzbetreiber oder Provider bereitgestellt wird. Im IAD sind die Zugangsdaten des Kunden gespeichert. Vom IAD werden Telefonanschlüsse über TAE und der Internetzugang über RJ-45 oder WLAN bereitgestellt.
Für die Heimvernetzung braucht es ein Glasfaserkabel das die optischen Eigenschaften von Glasfaserkabel und die Biegsamkeit von Kupferkabel hat. In den Anwendungsbereichen von FTTH kommen wesentlich kleinere Biegeradien vor, als bei üblichen Glasfaser-Installationen. Das Kabel muss dem Standard ITU-T-G.657B entsprechen.
FTTH bedeutet nicht, dass von der Vermittlungsstelle bis zu jedem Kunden ein Glasfaserkabel verlegt wird. Von der FTTC-Architektur ausgehend, werden die Kupferkabel vom Kabelverzweiger bis zum Teilnehmeranschluss des Kunden durch ein Glasfaserkabel ersetzt. Im Kabelverzweiger wird durch einen optischen Splitter das Lichtsignal für alle ausgehenden Glasfaserkabel dupliziert.
Auf der untersten Ebene der Glasfaserverkabelung konkurrieren zwei System. Zum einen PON (PtMP) und PtP. PON ist eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Topologie in Gruppen zu je 32 oder 64 Teilnehmern. Hier teilen sich die Teilnehmer eine gemeinsame Glasfaser-Zuführung. Dagegen steht PtP-Ethernet, bei der jeder Teilnehmer seine eigene Glasfaser vom nächsten Netzknoten (VSt) bekommt.
- GPON - Gigabit Passive Optical Network (ITU-T G.984)
- Ethernet in the First Mile (IEEE 802.3ah)
- EPON - Ethernet Passive Optical Network
FTTD - Fibre-to-the-Desk
Fibre-to-the-Desk (FTTD) bedeutet "Glasfaser bis zum Schreibtisch". Es handelt sich dabei um eine sogenannte "Vollverglasung", bei der die gesamte Übertragungsstrecke von der Vermittlungsstelle bis zum Schreibtisch aus Glasfaser besteht. Das bedeutet, auch von der Anschlussdose (TA) bis zum Endgerät (TE) wird ein Glasfaserkabel verwendet.
PtP - Point-to-Point
Bei einer Punkt-zu-Punkt-Architektur hat jeder Teilnehmer von der Vermittlungsstelle (OLT) aus gesehen seine eigene Glasfaser, die bei ihm in der Wohnung oder im Einfamilienhaus endet. Weil für jeden Teilnehmer eine eigene Glasfaser verlegt ist, lässt sich Leitung und Dienst für jeden Teilnehmer entbündeln. Somit ist eine PtP-Topologie technologieunabhängig. Jeder Teilnehmer kann auf seiner Glasfaser einen anderen Anbieter wählen und der seine eigene Übertragungstechnik. Auch ein späteres Aufrüsten gestaltet sich einfach. Mit PtP können die Anbieter flexibler auf die Bedarfsentwicklung der Kunden reagieren.
Ein Nachteil ist die hohe Anzahl an Ports in den Netzknoten. Denn jeder Teilnehmer hat seine eigene Glasfaser, die separat gespeist werden muss. Dafür braucht man Platz im Splitter und auch in der Vermittlungsstelle (OLT).
PtMP - Point-to-Multipoint
Bei einer Punkt-zu-Mehrpunkt-Architektur hat jeder Teilnehmer seine eigene Glasfaser, aber nur bis zum nächsten Kabelverzweiger. Dort befindet sich ein passiver optischer Splitter, der das Signal von einer Glasfaser aus der Vermittlungsstelle (OLT), auf alle Teilnehmerglasfasern aufteilt. Der Vorteil, für ein passiv optisches Netz (PON) braucht man weniger Ports in der Vermittlungsstelle und damit weniger Platz- und Energiebedarf für aktive Netzwerk-Komponenten. In einem PON-Netz ist dafür das Entbündeln von Leitung und Dienst schwieriger, weil sich hier mehrere Teilnehmer eine zuführende Leitung teilen. Auch die Einführung einer neuen Technik ist schwierig, weil sie für mehrere Teilnehmer auf einen Rutsch erfolgen muss.
Übersicht: Glasfasertechnik
- Lichtwellenleiter (LWL) / Glasfaser
- Glasfaserkabel
- Glasfaser-Komponenten
- Optische Übertragungssysteme
Übersicht: Glasfaser-Anschluss
- Glasfaser-Anschluss
- Glasfaser-Anschlusstechnik
- AON - Acive Optical Netzwork
- PON - Passive Optical Network
- GPON - Gigabit Passive Optical Network (ITU G.984)
- Ethernet in the First Mile (IEEE 802.3ah)
- EPON - Ethernet Passive Optical Network
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