Definition

Was ist AON (Active Optical Network)?

| Autor / Redakteur: Stefan Luber / Andreas Donner

Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.
Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt. (Bild: © aga7ta - Fotolia)

Ein Active Optical Network (AON) ist ein Glasfasernetz, das aktive Komponenten wie Signalverstärker, Multiplexer, Router oder Switches nutzt. Im Gegensatz zu einem passiven optischen Netzwerk (PON; Passive Optical Network) entstehen beim AON dediziert managebare Punkt-zu-Punkt-Beziehungen, mit denen sich große Entfernungen überbrücken lassen.

Das Kürzel AON steht für Active Optical Network. Ein Active Optical Network verwendet aktive Komponenten mit eigener Stromversorgung, die Daten und Signale switchen, routen oder verstärken. Das AON stellt einen alternativen technische Ansatz eines Glasfasernetzwerks im Vergleich zum PON (Passive Optical Network) dar.

In einem PON kommen ausschließlich passive Komponenten wie Splitter zum Einsatz. Durch die Nutzung von Multiplexern, Routern, Switches und Verstärkern lassen sich große Entfernungen überbrücken, dediziert schalt- und managebare Punkt-zu-Punkt-Beziehungen herstellen und hohe Bandbreiten realisieren. Die aktive Technik verursacht jedoch höhere Betriebs- und Installationskosten, da die einzelnen Komponenten eine Stromversorgung benötigen und kontinuierlich gemanagt sowie überwacht werden müssen.

In den aktiven Komponenten findet in der Regel eine Wandlung der über Glasfaser ankommenden optischen Signale in elektrische Signale statt. Nach der aktiven Bearbeitung der elektrischen Signale werden diese wieder in optische Signale zurück verwandelt und über die Glasfaserverbindungen weiter übertragen. Für den Endnutzer erscheint die Verbindung zum optischen Konzentrator des Betreibernetzwerks wie eine eigene Glasfaserverbindung. Für jeden Teilnehmer steht eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zum optischen Anschlussport der Zentralseite zur Verfügung.

Die Technik kommt neben PON oder gemeinsam mit PON beispielsweise für die Realisierung optischer Verteilnetze wie FTTH (Fiber To The Home) zum Einsatz. Die Deutsche Telekom setzte in der Vergangenheit für optische Zugangsnetze teilweise AON in Form von HYTAS (Hybrides Teilnehmer-Anschlusssystem) ein. Mittlerweile dominieren in diesem Bereich aber die passiven optischen Netzwerktechniken.

Abgrenzung zwischen einem Active Optical Network und einem Passive Optical Network

In einem PON übernehmen passive Komponenten die Aufteilung der optischen Signale auf die verschiedenen Teilnehmeranschlüsse. Die passiven Verteilnetze kommen ohne aktive Komponenten und ohne eigene Stromversorgung aus. Der optische Splitter ist ein zentrales Element passiver optischer Netze und beispielsweise in Außengehäusen wie Kabelverzweigern installiert. Optische Splitter können aber auch in erdverlegten Glasfasermuffen platziert sein.

Werden einzelne optische Signale auf einer gemeinsamen Glasfaserverbindung durch einen Splitter zusammengeführt, teilen diese sich die insgesamt auf der Faser zur Verfügung stehende Bandbreite. Die gemeinsame Glasfaserstrecke ist ein Shared Medium.

Im AON arbeiten die Komponenten zum Verstärken, Switchen und Routen der Signale aktiv und benötigen eine eigene Stromversorgung. Die aktive Verteilung der Signale ist technisch aufwendiger, ermöglicht aber ein variableres Handling der optischen Verbindungen. Aktive Technik erzielt eine höhere Flexibilität.

Das Active Optical Network und die P2P-Struktur

Optische Splitter eines passiven optischen Netzwerks stellen Punkt-zu-Multipunkt-Verbindungen her (P2MP). Eine gemeinsame Glasfaser führt zunächst mehrere Signale verschiedener Teilnehmer. Der Splitter sorgt für die Aufteilung auf die einzelnen Teilnehmerfasern und in Gegenrichtung für deren Zusammenführung.

Aktive optische Netze realisieren Punkt-zu-Punkt-Strukturen (P2P). Für den Teilnehmer erscheint sein Glasfaseranschluss wie eine dedizierte optische Verbindung bis zu einem zentralen optischen Port des Netzbetreibers. Zwischengeschaltete Multiplexer, Router und Switches sorgen für die Wegfindung der optischen Signale und den Aufbau dedizierter P2P-Verbindungen. Es entstehen vom Teilnehmeranschluss bis zum zentralseitigen Port Eins-zu-Eins-Beziehungen wie sie beispielsweise in geswitchten Ethernet-Umgebungen üblich sind.

Dedizierte P2P-Verbindungen und der Einsatz aktiver Technik ermöglichen es dem Netzprovider, Bandbreiten und Kommunikationsbeziehungen individuell anzupassen und zu verändern. In einem passiven optischen Netz sind die Kommunikationsbeziehungen durch die passiven Verteiler fest vorgegeben.

Vor- und Nachteile eines Active Optical Networks

Passive und aktive optische Netze grenzen sich durch ihre Technik deutlich voneinander ab und haben jeweils spezifische Vor- und Nachteile. Während passive Technik günstiger ist und weniger Installationsaufwand verursacht, bietet aktive Technik mehr Flexibilität. Die Investitions-, Betriebs- und Wartungskosten sind bei aktiven Komponenten zwar höher, doch stellt das AON mehr Möglichkeiten zur Realisierung individueller Netzwerkstrukturen zur Verfügung.

Ein Nachteil aktiver optischer Netze ist die größere Fehler- und Störanfälligkeit der Komponenten. Sie sind öfters von Ausfällen betroffen als passive Komponenten und häufiger zu ersetzen. Da in einem aktiven Netz dedizierte P2P-Verbindungen bereitgestellt werden, stehen dem Teilnehmer dedizierte Bandbreiten zur Verfügung, die nicht mit anderen zu teilen sind. Darüber hinaus lassen sich durch den Einsatz aktiver Technik optische Signale aufbereiten und verstärken. Größere Entfernungen zwischen den Teilnehmern und ihren zentralen Anschlussports werden möglich. Theoretisch ist die Ausdehnung des AONs geographisch nicht begrenzt.

Mithilfe aktiver Technik sind voll redundante Netzwerkstrukturen realisierbar, die Ausfälle einzelner Teilstrecken oder Teilnetze automatisch kompensieren. Die Redundanzmöglichkeiten in passiven optischen Netzen sind begrenzt und erfordern oft manuelle Eingriffe. Ein Nachteil der aktiven optischen Netze ist, dass die aktiven Komponenten gleiche übertragungstechnische Standards höherer Layer des ISO/OSI-Schichtenmodells unterstützen müssen. Ein passives Netzwerk arbeitet auf Basis der optischen Signale. Die darin enthaltenen Übertragungsstadards höhere Schichten tangieren das passive Netzwerk in der Regel nicht.

Das Active Optical Network und FTTH

Für die Realisierung glasfaserbasierter Verteilnetze wie für die Teilnehmerversorgung per FTTH (Fiber To The Home) stehen grundsätzlich sowohl die aktive als auch die passive optische Netzwerktechnik zur Verfügung. Während passive optische Netze mit ihren Splittern in der Regel Baumstrukturen schaffen, entstehen in aktiven optischen Zugangsnetzen Punkt-zu-Punkt-Strukturen. Beide Netzwerktechniken verfolgen das gleiche Ziel, die Glasfaser bis zum Teilnehmer zu bringen und hohe Übertragungsbandbreiten bereitzustellen. Sinnvoll kann es sein, aktive und passive Technik zu kombinieren. Dadurch ist es möglich, von den Vorteilen beider Techniken zu profitieren und die jeweils für bestimmte Anforderungen sinnvollste Technik zu nutzen.

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