Licht am Ende des Glasfaser-Tunnels

Passive optische Netze vs. aktive optische Netze

| Autor / Redakteur: Klaus Pollak / Andreas Donner

Klaus Pollak, Head of Consulting & Projects bei Keymile: „Auf lange Sicht sind nur Glasfasernetze in der Lage, das Bandbreitenwachstum zu bewältigen.“
Klaus Pollak, Head of Consulting & Projects bei Keymile: „Auf lange Sicht sind nur Glasfasernetze in der Lage, das Bandbreitenwachstum zu bewältigen.“ (Bild: Keymile)

Netzbetreiber müssen mit immer höheren Geschwindigkeiten immer mehr Informationen für Anwendungen wie Video on Demand und hochauflösendes Fernsehen übermitteln oder Cloud-Dienste zur Verfügung stellen. Wo immer möglich werden daher Glasfasernetze aufgebaut. Bleibt die Frage, ob hierfür PON oder P2P die bessere Wahl ist.

Im Unterschied zu vielen anderen EU-Staaten nutzen in Deutschland Privathaushalte und Unternehmen zur Breitbandversorgung noch überwiegend die DSL-Plattformen der Netzbetreiber. Das verdeutlicht ein Blick auf die Netzabdeckung der verschiedenen Breitbandtechnologien. In einem Bericht für die EU-Kommission kommen die Marktforscher von Point Topic zum Ergebnis, dass in den 27 EU-Staaten zusammengenommen nur jeder vierte Haushalt über einen VDSL2-Anschluss verfügt, in Deutschland ist es fast jeder zweite.

Während Deutschland bei VDSL2-Anschlüssen in der Spitzengruppe liegt, sieht es bei den Glasfaseranschlüssen ganz anders aus. Deutschland befindet sich in diesem Segment der Breitbandanschlüsse im unteren Bereich der europäischen Skala. Hierzulande haben gerade einmal 2,6% aller Haushalte Zugang zu einem Glasfaseranschluss. Der europäische Durchschnitt liegt bei 12,5%, in Schweden ist es nahezu jeder zweite Haushalt.

Das aktuelle verfügbare Angebot an Bandbreite ist die eine Seite, eine andere ist der heute schon absehbare Bedarf. Ein Blick auf die Entwicklung in den letzten Jahren zeigt: Das Wachstum an Bandbreite ist ungebrochen. Bei den Privathaushalten sind die wesentlichen Treiber zum einen die Videodienste wie YouTube, IPTV und Video-on-Demand und zum anderen Cloud-Dienste für Filme, Fotos und Backup-Anwendungen. Auch in den Unternehmen ist ein zunehmender Bedarf an Web-Backup-Diensten und anderen Cloud-Computing-Applikationen zu verzeichnen. Gründe für sehr schnelle Breitbandzugänge gibt es also genügend. Die Erfahrungen aus der Vergangenheit haben eines gezeigt: Wenn die Bandbreite zur Verfügung steht, wird sie – zugegebenermaßen manchmal mit etwas Verzögerung – auch genutzt. Ein Ende des Wachstums ist nicht in Sicht.

Eine nachhaltige Infrastruktur für die nächsten 20 Jahre

Ein durchgängiges Glasfasernetz bis zum Endkunden (FTTB/H) liefert die leistungsstärkste TK-Infrastruktur, mit der Netzbetreiber die heutigen anspruchsvollen Anwendungen bewältigen und den weiter steigenden Bandbreitenbedarf im nächsten Jahrzehnt und darüber hinaus hinreichend abdecken können. Die Verwendung von Glasfaserkabel verspricht annähernd grenzenlose Übertragungsmöglichkeiten. Darüber herrscht unter Experten weitgehende Einigkeit. Ziel beim Aufbau eines Glasfasernetzes ist es, eine nachhaltige Infrastruktur für die nächsten 30 oder gar 50 Jahre zu errichten.

Die TK-Industrie hat weltweit seit Jahren Erfahrungen mit Glasfasernetzen gesammelt. In vielen Ländern, insbesondere in Asien, haben Regierungen die breite Einführung von Glasfaserinfrastrukturen gefördert und sich damit weltweit einen Vorsprung verschafft. Japan, Südkorea und China sind als herausragende Beispiele zu nennen. Aber auch Australien, Litauen, Schweden und Norwegen sollte man in diesem Zusammenhang nicht vergessen. Bezüglich der Zugangstechnik als dem Schüsselelement in FTTB/H-Netzen stehen zwei unterschiedliche Topologien zur Verfügung:

Ergänzendes zum Thema
 
Fernsehen im Glasfasernetz
  • Aktives Ethernet mit einer Punkt-zu-Punkt-Struktur (P2P)
  • Passive Netze in einer Baumstruktur mit Splittern im Übertragungsweg.

Grundsätzlich können sowohl mit aktiven Punkt-zu-Punkt-Infrastrukturen als auch passiven optischen Infrastrukturen Glasfasernetze bis in die Gebäude (FTTB) beziehungsweise Haushalte (FTTH) gelegt werden. Wenn man so will, ist FTTB die Vorstufe für FTTH. Bei FTTB schließt der Netzbetreiber die Glasfaser mit einem DSLAM im Mehrfamilienhaus ab und die einzelnen Teilnehmer werden von hier aus über die bestehende Telefonverkabelung via DSL angeschlossen. Mit der VDSL2-Übertragung stehen jedem Teilnehmer dabei auf den kurzen Telefonleitungen im Gebäude über 100 Mbit/s zur Verfügung. In neuen Gebäuden kommt auch mehr und mehr Cat7-Ethernet-Verkabelung o.ä. zum Einsatz, die 1 Gbit/s und mehr übertragen kann.

Aktuell sind Technologien im Entstehen, die höhere Datenübertragungsraten versprechen. Dazu zählen beispielsweise das in Asien populäre ITU-T G.hn (G.9960) zur digitalen Vernetzung im Heimnetzwerk mit Übertragungsraten von bis zu 1 Gbit/s. Auch der neu aufkommende ITU-T Standard G.fast (G.9700) zielt auf ähnlich hohe Datenraten.

Der wesentliche technische Unterschied zwischen aktiver und passiver Zugangstechnologie liegt in der Nutzung der Glasfaser. Ethernet-Punkt-zu-Punkt-Netze (aktiv) betreiben eine dedizierte Glasfaser vom zentralen Einspeise-Punkt bis zum Kunden, während bei PON-Systemen die Glasfaser auf der ersten Strecke gemeinsam für mehrere Kunden genutzt wird, bevor ein optischer Splitter die Signale auf einzelne Kundenanschlüsse aufteilt. Das Ziel von passiven wie von aktiven optischen Netzen ist es, die Glasfaser so nahe wie möglich, idealerweise bis in die Häuser oder Wohnungen der Teilnehmer zu bringen. Der FTTH-Ansatz ist bezüglich Übertragungsqualität und Bandbreite die technisch beste Option.

Aufgrund der hohen Investitionskosten zur Erstellung einer Glasfaserinfrastruktur und der tendenziell sinkenden Umsätze der Telekommunikationsbetreiber fällt die Darstellung eines Business Cases gegenüber Investoren und Verwaltungsräten der Netzbetreiber oft schwer. Lange Zeit war die TK-Branche verwöhnt von Return-on-Invest-Zeiträumen im Bereich von ein bis drei Jahren. Für FTTB/H-Netzausbauten – unabhängig vom jeweiligen Einsatz einer PON- oder Ethernet- P2P-Technologie – sind Größenordnungen von teilweise mehr als zehn Jahren zu veranschlagen. Je nach Anwendungsfall und Umgebungsbedingungen gibt es aber dennoch Unterschiede bei der Business-Case-Betrachtung und der praktischen Implementierung, je nachdem, ob für FTTB/H-Rollouts eine passive oder aktive Zugangstechnologie zur Anwendung kommt.

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