FTTH-Netzwerk auf GPON-Basis

Die Nachfrage nach neuen Datenübertragungsdiensten und verschiedenen bandbreitenbezogenen Anwendungen steigt, und FTTH ermöglicht schnellere Computerverbindungen. Und die GPON-basierte FTTH-Netzwerkarchitektur ist zuverlässig, skalierbar und sicher. Die Grundlage zu einem auf GPON basierenden FTTH-Netz sowie zu dessen Komponenten und Architektur finden Sie in diesem Beitrag.

Warum ist GPON in FTTH-Netzwerken so beliebt?

GPON (Gigabit Passive Optical Network) ist durch die ITU-T Recommendation Series G.984.x definiert. Es kann nicht nur Ethernet, sondern auch ATM- und TDM-Verkehr (PSTN, ISDN, E1 und E3) transportieren. Es stellt eine Erhöhung der Bandbreite im Vergleich zu ATM PON (APON) und Breitband PON (BPON) dar. Durch die Unterstützung von Triple-Play-Diensten, hoher Bandbreite und großer Reichweite (bis zu 20km) kann GPON in vielen Szenarien eingesetzt werden, insbesondere in FTTx-Netzen. Außerdem sind GPON-Kunden in der Regel Privathaushalte oder kleine Unternehmen. Da die GPON-Technologie Daten, Sprache und IP-Video liefern kann, ist sie für die Glasfaserübertragung bis zum Haus (FTTH) geeignet und sehr beliebt. In FTTH-Anwendungen ist das auf dem passiven optischen Netzwerk (PON) basierende FTTH-Netzwerk eine Punkt-zu-Multipunkt-Fiber-to-the-Home-Netzwerkarchitektur, bei der nicht mit Strom versorgte optische Splitter verwendet werden, damit eine einzige optische Faser 32-128 Gebäude versorgen kann. Der folgende Text konzentriert sich auf die Komponenten und die Architektur des GPON-FTTH-Zugangsnetzes.

Komponenten eines GPON-FTTH-Zugangsnetzes

In einem GPON-FTTH-Zugangsnetz gibt es drei Hauptkomponenten: einen Optical Line Terminal (OLT), optische Splitter und einen Optical Network Terminal (ONT).

Abbildung 1: Komponenten des GPON-FTTH-Netzes

OLT (Optical Line Terminal)

OLT ist ein Gerät, das als Endpunkt des Dienstanbieters eines passiven optischen Netzwerks dient. Es handelt sich um ein aktives Ethernet-Aggregationsgerät, das sich normalerweise in einem Rechenzentrum oder im Hauptausrüstungsraum befindet. Es ist der Motor, der das FTTH-System antreibt. Ein OLT wandelt die optischen Signale in elektrische Signale um und stellt sie einem zentralen Ethernet-Switch zur Verfügung. Der OLT ersetzt mehrere Layer-2-Switches an Verteilungspunkten. Das OLT-Verteilungssignal wird mit einer Backbone-Verkabelung oder einer horizontalen Verkabelung über optische Splitter verbunden, die an jedem Ausgang des Arbeitsbereichs mit dem optischen Netzterminal verbunden sind.

Optischer Splitter

Ein optischer Splitter teilt die Leistung des Signals auf. Das heißt, dass jede Faserverbindung, die in den Splitter eintritt, in eine bestimmte Anzahl von Fasern aufgeteilt werden kann, die den Splitter verlassen. Normalerweise entsprechen drei oder mehr Faserebenen zwei oder mehr Ebenen von Splittern. Dies ermöglicht die gemeinsame Nutzung jeder Faser durch viele Benutzer. Der passive optische Splitter zeichnet sich durch einen breiten Betriebswellenlängenbereich, eine niedrige Einfügedämpfung und Gleichmäßigkeit, minimale Abmessungen, hohe Zuverlässigkeit und die Unterstützung der Überlebensfähigkeit und Schutzpolitik des Netzwerks aus.

ONT (Optical Network Terminal)

Der ONT wird in den Räumlichkeiten des Kunden eingesetzt. Er ist mit dem OLT über Glasfaser verbunden, und in der Verbindung sind keine aktiven Elemente vorhanden. Bei GPON ist der Transceiver im ONT die physische Verbindung zwischen den Räumlichkeiten des Kunden und der OLT-Zentrale.

Architektur des GPON-FTTH-Netzwerks

Mit einer Baumtopologie maximiert GPON die Abdeckung mit minimalen Netzwerksplits und reduziert so die optische Leistung. Ein FTTH-Zugangsnetz umfasst fünf Bereiche, nämlich einen Kernnetzbereich, einen Hauptverteilerbereich, einen Zubringerbereich, einen Verteilerbereich und einen Benutzerbereich/Kundenstandort (siehe Abbildung unten).

Abbildung 2: Architektur des GPON-FTTH-Netzwerks

Kernnetzwerk (Core Network)

Das Kernnetz umfasst die Ausrüstung des Internetdienstanbieters ISP, das PSTN (öffentliches Telefonnetz, paketvermittelte oder herkömmliche leitungsvermittelte Netze) und die Ausrüstung des Kabelfernsehanbieters.

Zentralstelle (Central Office)

Die Hauptfunktion der Zentrale besteht darin, die OLT und ODF (Optical Distribution Frame) zu beherbergen und die notwendige Stromversorgung bereitzustellen. Manchmal umfasst sie sogar einige der Komponenten des Kernnetzes.

Zubringer-Netzwerk (Feeder Network)

Der Zubringerbereich erstreckt sich vom ODF in der Zentrale (CO) bis zu den Verteilungspunkten. Diese Punkte, in der Regel Straßenverteiler, werden als Glasfaser-Verteilungsterminals (FDTs) bezeichnet, an denen sich in der Regel die Splitter der Ebene 1 befinden. Das Zuleitungskabel wird in der Regel als Ringtopologie von einem GPON-Port aus angeschlossen und in einen anderen GPON-Port terminiert, wie in der Abbildung oben gezeigt, um einen Schutz vom Typ B zu gewährleisten.

Verteilungsnetz (Distribution Network)

Das Verteilerkabel verbindet den Level-1-Splitter (innerhalb des FDT) mit dem Level-2-Splitter. Der Level-2-Splitter befindet sich normalerweise in einer an einem Mast montierten Box, die als Fiber-Access-Terminal (FAT) bezeichnet wird und sich normalerweise am Zugang der Nachbarschaft befindet.

Benutzerbereich (User Area)

Im Benutzerbereich werden Drop-Kabel verwendet, um den Level-2-Splitter innerhalb des FAT mit den Teilnehmerräumen zu verbinden. Um die Wartung zu erleichtern, wird in der Regel ein Drop-Antennenkabel am Eingang des Teilnehmerhauses mit einem Anschlusskasten (TB) abgeschlossen, dann verbindet ein Innen-Drop-Kabel den TB mit einem Zugangsanschlusskasten (ATB), der sich innerhalb des Hauses befindet. Ein Patchkabel verbindet schließlich das ONT mit dem ATB.

Zusammenfassung

Aus all diesen Gründen spielt die GPON-Technologie eine wichtige Rolle in einem FTTH-Netz. Eine GPON-basierte FTTH-Netzarchitektur ist zuverlässig, skalierbar und sicher. Da es sich um ein passives Netzwerk handelt, gibt es keine aktiven Komponenten von der Vermittlungsstelle bis zum Endbenutzer, wodurch die Kosten und Anforderungen für die Wartung des Netzwerks drastisch minimiert werden. Das GPON-basierte FTTH ist eine zukunftssichere Lösung für die Bereitstellung von Breitbanddiensten.