Planung und Bereitstellung von FTTx-Netzen

Was ist FTTx? 

Die englische Abkürzung „FTTx“ ist ein Oberbegriff und bedeutet „Fiber To The x“, also „Glasfaser bis“, wobei das „x“ ein Platzhalter ist und die Ausbautiefe, d. h. den Endpunkt des Glasfaseranschlusses angibt. Dieses Konzept umfasst mehrere Breitband-Netzwerkarchitekturen, die die Glasfaser als Übertragungsmedium in einem Teil des Anschlussbereichs („letzte Meile“) oder sogar vollständig bis zum Endkunden nutzen. Beispiele für die FTTx-Technologie sind FTTH, FTTA, FTTB und FTTC, bei denen die Glasfaser jeweils bis in die Wohnung (Home), zur Antenne (Antenna), in das Gebäude (Building) oder bis zum Verteiler am Straßenrand (Curb) geführt wird.

FTTx Topologies

FTTx ist eine zentrale Komponente der Zugangsnetze der nächsten Generation (Next-Generation Access, NGA). Diese Technologie fördert die Einführung höherer Datenraten und einer verbesserten Dienstgüte (Quality of Service, QoS) in der Breitband-Infrastruktur. 

Hochauflösendes Fernsehen (HDTV), Virtual Reality (VR) und andere bandbreitenintensive Anwendungen setzen bereits neue Maßstäbe für das Leistungspotenzial der Glasfasernetze. Das Internet der Dinge (IoT), 5G, Smart City und die Blockchain-Technologie verbreiten sich rasant, damit vermehren sich immer mehr Highspeed-Anwendungen mit geringer Latenz in FTTx.

VIAVI bietet eine umfangreiche Palette von Prüf- und Messtechnik, die zuverlässige Tester, Überwachungssysteme und Software umfasst und für FTTx optimiert wurde. Diese Produkte erlauben, FTTx-Netze präzise zu planen und aufzubauen sowie deren Qualität und Zuverlässigkeit aufrechtzuerhalten.

FTTx-Technologie

FTTx-Netze kombinieren höhere Übertragungsraten mit einem niedrigeren Energieverbrauch. Indem die Glasfaser näher zum Endnutzer geführt wird, ist es möglich, die neuesten Konstruktions-, Anschluss- und Übertragungsverfahren in vollem Umfang anzuwenden und die potentiellen Leistungsbeschränkungen des konventionellen Koaxialkabels zu mindern. Um die Vorteile von FTTx nutzen zu können, ist jedoch in allen Phasen des Netz-Lebenszyklus eine sorgfältige Planung und Umsetzung erforderlich.

Entwurf und Planung von FTTx-Netzen

Der erste Schritt auf dem Weg zu einem effizienten FTTx-Netz besteht in einer gut durchdachten Planung. Vor dem detaillierten, endgültigen Entwurf des FTTx-Netzes sind verschiedene Aspekte in die Planung einzubeziehen. Dazu zählen die Anzahl und der Standort der späteren Nutzer, die Verteil- und Zugangspunkte der Glasfaser sowie die Architekturelemente, wie die zu unterstützende PON-Technologie. Auf der untersten Entwurfsebene sind die Positionen der Spleißpunkte und die Verteilung der Glasfaser-Splitter zu planen sowie das Dämpfungsbudget zu berechnen. Auch sollte der FTTx-Entwurf die vorhandene Anlagen der Energieversorger berücksichtigen und die genauen Standorte der Verteiler/Geräte enthalten.

PON Architecture

Bereitstellung von FTTx-Netzen

Eine sorgfältige Planung ist die Voraussetzung für eine erfolgreiche Bereitstellung des FTTx-Netzes. Da das Spleißen der Glasfaserkabel und die Installation der Splitter möglicherweise unter einem hohen Zeitdruck erfolgen, sollten alle einzelnen Abläufe genau geplant werden. Dazu zählen eine fehlerfreie Beschriftung der Fasern und Anschlüsse, eine effiziente Verlegung sowie gut durchdachte Testverfahren. Nur so ist es möglich, unnötige Verzögerungen zu vermeiden.

FTTx Deployment

Obgleich die meisten FTTx-Komponenten noch im Werk getestet werden, bleibt die Überprüfung der Spleiße und Anschlüsse im Feld eine der wichtigsten Arbeiten bei der Bereitstellung von FTTx-Netzen. Mangelhafte Spleiße, verschmutzte Steckverbinder oder Mikrobiegungen können die optische Dämpfung unzulässig erhöhen und die QoS verschlechtern. Diese Installationsrisiken lassen sich mit einem effektiven Prüfplan deutlich mindern.

Überwachung und Wartung von FTTx-Netzen

Im Anschluss an die erfolgreiche Bereitstellung des FTTx-Netzes kann dessen Leistungsfähigkeit nur mithilfe einer kontinuierlichen Überwachung und Wartung gewährleistet werden. Bereits ein einziges Glasfaserkabel kann ein Unternehmen mit Tausenden Usern verbinden und dabei kritische und sensible Daten übertragen.

FTTx-Lösungen wie das optische Netzwerk-Monitoring-System ONMSi von VIAVI erlauben, Leistungsstörungen auf der Glasfaser online zu erkennen und die Fehlerstelle schnell und präzise zu lokalisieren. Zudem kann die laufende Überwachung und Messung von FTTx-Netzen die Sicherheit und Leistung erhöhen, da unbefugte Zugriffe umgehend erkannt sowie das Langzeitverhalten der Glasfaser analysiert werden können.


Das optische Netzwerk-Monitoring-System ONMSi von VIAVI

Downstream-Wellenlänge von FTTx

Die meisten FTTx-Anwendungen sowie Sprache und Daten vom netzseitigen optischen Leitungsabschluss (OLT) werden bei einer Downstream-Wellenlänge von 1490 nm übertragen. Das Wellenlängen-Multiplexverfahren (WDM) ermöglicht eine Upstream-Wellenlänge von 1310 nm, sodass über die gleiche Glasfaser die Übertragung in beide Richtungen (bidirektional) möglich ist. Am nutzerseitigen optischen Netzabschluss (ONT) kann preiswerte optische Lasertechnik eingesetzt werden. Neuere und schnellere Ausführungen der PON-Technologie, wie NG-PON2 und XGS-PON, werden bei geringfügig anderen Upstream- und Downstream-Wellenlängen betrieben. Damit ist es möglich, in Abhängigkeit von den Anforderungen der zu übertragenen Dienste mehrere PON-Architekturen simultan oder abwechselnd zu nutzen.

PON Wavelength Allocation and Coexistence

FTTx vs. FTTH

Auch wenn die Abkürzungen „FTTx“ und „FTTH“ häufig identisch genutzt werden, gibt es doch Unterschiede. Das „x“ in FTTx ist ein Platzhalter zur Bezeichnung aller Endpunkte des Glasfasernetzes, wie H, B, C, A (siehe weiter oben), in Nähe des oder beim Kunden. Dagegen bezieht sich FTTH oder Fiber-To-The-Home auf eine spezielle Implementierung, bei der die Glasfaser bis in die Wohnung des Endnutzers geführt wird. Fiber-To-The-Home kommt also völlig ohne eventuell noch vorhandene Koaxialkabel oder Kupferleitungen zwischen dem Serviceprovider und dem Kunden aus. Dadurch ist eine reine optische Übertragung bis zum Anschluss in der Wohnung gewährleistet. Im Prinzip ist FTTH nur ein (wenn auch sehr wichtiger) Teilbereich von FTTx.

Hier ist auch die Bedeutung des englischen Wortes „Home“ in FTTH zu beachten. Dieser Begriff wird verwendet, um den direkten Faseranschluss im privaten Wohnbereich von anderen direkten Anschlüssen, beispielsweise in Schulen, Unternehmen oder Büros, zu unterscheiden. Die Qualität und Konfiguration von FTTx-Anwendungen lässt sich mühelos an den Bedarf und die Erwartungen des Kunden anpassen.

FTTx-Anwendungen

Die verschiedenen Optionen, die unter dem Oberbegriff FTTx realisierbar sind, bieten jeweils ganz spezifische Leistungsmerkmale und Vorteile. Die Liste der potentiellen Konfigurationen ist recht lang, wobei sich einzelne Implementierungen schrittweise als Hauptanwendungen etablieren.

  • FTTH

    Fiber-To-The-Home (FTTH) führt die Glasfaser direkt bis zur Anschlussdose in der Wohnung des Endnutzers und bietet die größtmögliche Bandbreite, die ein Kunde im Privatbereich nutzen kann. Da die nachträgliche Installation dieser Option mit sehr hohen Kosten verbunden sein kann, ist sie eher in Neubaugebieten anzutreffen. Ein möglicher Nachteil von FTTH ist die Stromversorgung. Da der elektrische Strom nicht über die Glasfaser übertragen werden kann, müssen möglicherweise separate Versorgungsleitungen verlegt werden. Trotz dieser Herausforderungen hat sich FTTH zu einer der weltweit am stärksten verbreiteten Anwendungen entwickelt.

    FTTx Deployment
  • FTTA

    Fiber-To-The-Antenna (FTTA) bezeichnet eine Architektur, bei der das Glasfaserkabel vom Basisband-Modul (Baseband Unit, BBU) der Mobilfunk-Basisstation zum Funkmodul (Remote Radio Head, RRH) an der Spitze des Sendemastes geführt wird. Die FTTA-Technologie ist eine Kernkomponente von 5G, da das neue Leistungsmerkmal „Massive MIMO“ mehr Antennen und mehr Kabel benötigt. Mit ihrem geringeren Gewicht und Luftwiderstand bietet sich die Glasfaser bei dieser Anwendung als logische Alternative für Koaxialkabel an. Auch erlaubt FTTA eine flexiblere Positionierung der BBU, da das Glasfaserkabel auch über größere Entfernungen zum RRH geführt werden könnte.

  • FTTB und FTTP

    Fiber-To-The-Building (FTTB) ähnelt FTTH, nur dass die Glasfaser nicht direkt in der Wohnung des Kunden, sondern an einer anderen Stelle im Gebäude endet. Gelegentlich steht das „B“ auch für „Business“ (Unternehmen) oder „Basement“ (Keller). In einem Mehrfamilienhaus würde die Glasfaser für gewöhnlich in den Keller und dann in den Hausanschlussraum (HAR) geführt. Fiber-To-The-Premises (FTTP) bedeutet, dass das Glasfaserkabel das Grundstück (englisch „Premises“) erreicht, und schließt FTTH und FTTB ein. Allen FTTP-Konfigurationen ist gemein, dass die Glasfaser die Grundstücksgrenze überschreitet. Dabei kann es sich beispielsweise um ein Ein- oder Mehrfamilienhaus, um ein kleines Unternehmen oder um eine Schule handeln.

  • FTTN

    Fiber-To-The-Node (FTTN) führt das Glasfaserkabel bis zu einem zentralen Knoten (englisch „Node“), also einem Verteiler/Kabelverzweiger (KVz), in Nähe des Unternehmens oder der Wohnung des Endnutzers. Danach übernehmen Koaxialkabel oder Kupferleitungen die Signalübertragung bis zum Endpunkt. Eine typische FTTN-Konfiguration kann mehrere Hundert Kunden über einen einzigen Verteiler versorgen. Zumeist ist der Kabelverzweiger nicht mehr als 1,5 km vom Standort des Kunden entfernt, da ein längeres Koaxial- oder DSL-Kabel die Übertragungsrate deutlich beeinträchtigen kann.

  • FTTC

    Fiber-To-The-Curb (FTTC) bezeichnet eine Konfiguration, bei der das Glasfaserkabel in einem Verteiler, in dem die aktiven Geräte installiert sind, am Straßenrand/Bordstein (englisch „Curb“) endet. Diese Option ist mit FTTN vergleichbar, obwohl weniger Kunden versorgt werden und die Längen der Kupferkabel normalerweise viel kürzer sind. Diese Konfiguration ist ganz praktisch, da das Glasfaserkabel fast wie bei einer direkten Verbindung sehr dicht an den Kunden herangeführt wird, ohne dass auf dem Grundstück selbst ein Glasfaseranschluss benötigt wird.

FTTx-Produkte

Bei der Planung, Installation, Aktivierung und Wartung von FTTx-Netzen haben sich Testlösungen, die die wichtigsten Qualitätskennwerte präzise kontrollieren und überwachen können, als unverzichtbar erwiesen. Die flexible ONMSi Software kann während der Planungs- und Bereitstellungsphase genutzt werden, um die Dokumentation des Glaserfasernetzes zu erstellen, die Installationsdaten zu verwalten und die Positionsdaten der optischen Messpunkte zu ermitteln.

Glasfaser-Handtester zur Aktivierung, Wartung sowie Fehlerdiagnose von passiven optischen Netzen (PON) sind eine weitere Voraussetzung für die einwandfreie Bereitstellung von FTTx-Netzen. Der optische Leistungspegelmesser SmartPocket OLP-37 ermittelt die wellenlängenselektive Leistung und testet den PON-Downstream. Um PON-Netze sicher zu aktivieren, unterstützt der SmartClass Fiber OLP-87 gleichzeitige Pegelmessungen im Upstream und Downstream. Zudem sind diese vielseitig einsetzbaren FTTx-Messgeräte mit Funktionen ausgestattet, die es erlauben, die Glasfaser und deren Endflächen zu prüfen.

Das OTDR steht für eine weitere effektive FTTx-Testmethode. Das OTDR-Modul 4100-Series von VIAVI bietet sich für alle Bereitstellungsphasen von FTTx-Netzen an. Die OTDR-Technologie ermöglicht an der Glasfaser die für die erweiterte (Tier-2) Zertifizierung benötigten Tests und Charakterisierungen auszuführen. Zudem beinhalten die Module der 4100-Serie eine Lichtquelle und einen Leistungspegelmesser, was die Einsatzflexibilität deutlich erhöht. Die Module der 4100-Serie sind kompatibel zu denMTS-Plattformen, die als branchenführende Lösung für das Testen und Zertifizieren von FTTx-Netzen mit integrierter Berichterstellung anerkannt ist.

OTDR testing equipment

Die Zukunft von FTTx

Die weitere Verbreitung von Cloud-Anwendungen, Smart City und die Einführung von 5G sind nur einige wenige Gründe dafür, dass breitbandige und latenzarme Glasfasernetze sowohl für Netzbetreiber als auch für Verbraucher zum bevorzugten Übertragungsmedium geworden sind. FTTx bietet eine Infrastruktur, die allen aktuellen Kommunikationsanwendungen mehr als ausreichend Kapazität und eine nahtlose Verbindung zur Verfügung stellt. Weitere Vorteile des Ausbaus von Glasfasernetzen sind die Signalübertragung über größere Entfernungen sowie das geringere Gewicht und die elektromagnetische Störfestigkeit der Glasfaserkabel.

Daher überrascht es nicht, dass man davon ausgeht, dass sich das Tempo der Bereitstellung von FTTx-Netzen im kommenden Jahrzehnt weiter erhöhen wird. Da das kleine „x“ für eine praktisch unendliche Flexibilität steht, sind den potentiellen FTTx-Optionen in der Zukunft keine Grenzen gesetzt. VIAVI wird auch künftig die vielfältigen FTTx-Geräte und -Technologien anbieten, die dafür sorgen, dass dieses Potenzial mit Leben erfüllt wird.

 

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