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Die Kommunikationstechnik-Fibel

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Glasfaser-Netzarchitektur

In der zukünftigen Breitband-Infrastruktur spielen Glasfaserkabel eine große Rolle. Um eine hohe Bandbreite bei den Teilnehmeranschlüssen zu erreichen, sind die Netzbetreiber gezwungen, die "letzte Meile" im Festnetz von der reinen Kupferverkabelung auf Glasfaserverkabelung umzubauen. Die "letzte Meile" bezeichnet die Strecke der Leitung von der Vermittlungsstelle bis zum Teilnehmeranschluss beim Kunden.

Auf dem Weg zur vollständigen "Verglasung" gibt es mehrere Zwischenschritte, die eine Kombination aus Kupferkabel und Glasfaserkabel vorsehen. Im folgenden werden Netzarchitekturen beschrieben, die Glasfaserkabel auf der "letzten Meile" zum Kunden verwenden.

Für die verschiedenen Glasfaser-Netzarchitekturen gibt es unterschiedliche Übertragungstechniken und -systeme, die die Entfernung zwischen Vermittlungsstelle und Teilnehmeranschluss mit einer entsprechenden Kombination aus Glasfaser- und Kupferkabel überbrücken.

Klassisches Festnetz (zum Vergleich)

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

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. Die Kosten für einen Kilometer liegen bei 50.000 bis 100.000 Euro.

FTTB - Fibre-to-the-Building / Fibre-to-the-Basement

FTTB - Fibre-to-the-Building
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.

FTTH - Fibre-to-the-Home

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.

FTTD - Fibre-to-the-Desk

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.

Übersicht: Glasfasertechnik

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