Architekturdebatten

Welche Technik für Glasfaseranschlüsse bis in die Wohnung?

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Dass beim Breitband-Netzausbau inzwischen alles auf Gigabit-Hausanschlüsse zuläuft, stellt in der Branche kaum noch jemand ernsthaft in Frage. Diskussionen gibt es aber über die optimale Architektur der Glasfaser-Zugangsnetze.

Um den Gigabit-Hausanschluss konkurrieren bei Fiber-to-the-Home (FTTH) zwei Systeme miteinander. Die sogenannten PONs (Passive Optical Networks) stützen sich auf der untersten Ebene, der Glasfaser-Verkabelung, auf eine Punkt-zu-Multipunkt-Topologie, in der sich jeweils Gruppen von 32 oder 64 Teilnehmern eine gemeinsame Zuführungsfaser teilen. Beim PtP-Ethernet hingegen ist jeder Teilnehmer Punkt-zu-Punkt (PtP) über eine separate Glasfaser mit dem Switch im nächsten Netzknoten verbunden.

Den jüngsten Zahlen zufolge, die IDATE auf der 7. FTTH-Konferenz vorlegte, die dieses Jahr mit mehr als 2500 Teilnehmern und 90 Ausstellern in Lissabon stattfand, sind weltweit 86 Prozent der eingesetzten Systeme PONs und 14 Prozent PtP-Ethernets. In Europa ist das Verhältnis nahezu umgekehrt; hier halten PtP-Ethernets einen Anteil von 81 Prozent der installierten Systeme und nur ein knappes Fünftel entfällt auf PONs. Die drei führenden FTTH-Ausrüster in Europa sind laut IDATE Cisco und die schwedische PacketFront für PtP sowie Alcatel-Lucent für GPON (Gigabit PON).

„Die Punkt-zu-Punkt-Faserinfrastruktur ist technologieunabhängig“, unterstrich Gerlas Van Den Hoven, CEO von Genexis in Eindhoven, auf einem Workshop der FTTH-Konferenz. „Für jemanden, der Geld in die Glasfaserverkabelung steckt, ist das die sicherste Wette – zumal in Europa die Entfernungen recht gering sind und daher die eigentlichen Faserkosten weniger ins Gewicht fallen.“ Genexis hat sich auf den Hausanschluss spezialisiert und mit der FiberXport-Serie eine ganze Palette von FTTH-Boxen als Home Gateway entwickelt. Diese bestehen aus einer gemeinsamen Faserabschlusseinheit, auf die sich je nach Bedarf Ethernet-Anschlussboxen mit 100 oder 1000 MBit/s stecken lassen, die auch Schnittstellen für CATV (Cable TV), VoIP oder klassische Telefonie enthalten können. Das Konzept macht Nachrüstungen oder die Erweiterung um neue Schnittstellen durch den Teilnehmer noch einfacher als die Montage eines DSL-Splitters – sofern die Glasfaser mit der Fiber Termination Unit erst einmal im Hause ist.

Upgrade ohne erneutes Faserhandling bei FTTH-Boxen für den Hausanschluss: Auf den wandmontierten passiven Anschlussteil wird die passende aktive Anschlussbox geklickt. (Bild: Genexis)

Das einfache Aufrüsten gilt als großer Vorteil von PtP-Netzen: Statt in ganzen Gruppen, die an einem PON-Splitter hängen, kann es bedarfsgerecht für einzelne Teilnehmer erfolgen. Auch die marktpolitisch erwünschte Entbündelung, damit alternative Netzbetreiber die Teilnehmer-Anschlussleitung anmieten können, gestaltet sich wesentlich einfacher. Für Jonathan Schrauwen von der belgischen Caliopa Silicon Photonics, einer Ausgründung aus Europas führendem Mikroelektronik-Institut IMEC, sind die Architekturdebatten über PtP oder PON daher „Glaubenskriege“, die unausgesprochen um die Frage kreisen: „Glaubt man an offene Netze oder will man den jetzigen Kundenstamm an sich binden?“

Ein Nachteil der PtP-Topologie ist allerdings die Fülle der Ports in den Netzknoten, wo die Glasfasern der Teilnehmeranschlüsse an einer Leitungskarte enden und dabei jede einen eigenen optischen Transceiver benötigt. Als Beitrag zur Bekämpfung dieser „Spaghetti-Komplexität“ präsentierte Schrauwen in Lissabon Entwicklungsergebnisse zur optoelektronischen Integration platzsparender Mehrkanalports auf Silizium. Der 12-Kanal-Transceiver von Caliopa zur Bündelung von 12 Teilnehmerfasern auf eine Anschlusseinheit hat mit Abmessungen von 5 x 1 x 1 cm3 nur noch die Größe eines Feuerzeugs.

Heute benötigt ein PtP-Anschlussnetz zur Versorgung von 5000 Teilnehmern mit je 1 GBit/s sieben aktive 19-Zoll-Racks im Central Office; ein PON, bei dem sich jeweils 32 Teilnehmer eine Glasfaserzuführung teilen, erfordert nur anderthalb Gestelle. Ein PtP-Netzknoten mit der Port- und Faserbündelung würde nur noch zwei Racks für die optischen Leitungsabschlüsse benötigen und könnte hinsichtlich des Platzbedarfs mit PONs konkurrieren. Die Caliopa-Lösung würde den Platzbedarf auf ein Sechstel, den Verkabelungsaufwand auf ein Zwölftel und den Energieverbrauch auf die Hälfte reduzieren, rechnete der Belgier vor. „Ich glaube“, betont Schrauwen, „an PtP.“

Das PON-Lager indes sieht keinen Grund aufzugeben. Es ist allerdings umstritten, ob der nächste Entwicklungsschritt von 10 zu 40 Gigabit pro Sekunde Gesamtbitrate, mit der man bei einem Aufspaltungsverhältnis von 1:32 allen Teilnehmern gleichzeitig ungeteilt 1 Gbit/s zur Verfügung stellen könnte, wirklich der Weisheit letzten Schluss darstellt. Denn an ein PON angeschlossene Teilnehmer erhalten alle dasselbe optische Signal; die individuelle Adressierung erfolgt durch das Time Division Multiplex (TDM) über die Zuteilung von Zeitschlitzen zum Senden und Empfangen von Paketen. Das bedeutet aber auch, dass alle optischen Anschlusseinheiten synchron gleich hoch getaktet sein müssen, obwohl sie selbst nur mit einem Bruchteil der Gesamtbitrate senden und empfangen, sodass stets ein Teil der Leistung leer läuft.

Ein 40-Gigabit-PON hält Jörg-Peter Elbers von der ADVA Optical Networking deshalb eher für „eine unwahrscheinliche Option“. Erfolgversprechender sei es, statt auf höherbitratiges TDM auf das Wellenlängenmultiplex (WDM) zu setzen. Obwohl sich auch hierbei mehrere Teilnehmer eine Glasfaser zum Metro-Netzknoten teilen, wird jedem Anschluss eine Wellenlänge als Übertragungskanal fest zugeordnet. „Damit erreicht man wirklich PtP-Verbindungen und ungeteilte 1 Gbit/s pro Teilnehmer auf einer baumartigen Topologie“, erklärte Elbers. Ein WDM-PON, meint auch Genexis-Chef Van Den Hoven, „ist im Grunde die beste beider Welten: eine PtP-Netzarchitektur auf einer Punkt-zu-Multipunkt Glasfaser-Infrastruktur“.

Seit dem Zukauf von Novera Optics vor zwei Jahren versucht sich LG-Nortel als Schrittmacher für WDM-PONs zu positionieren. In Lissabon stellte das Joint Venture von LG und Nortel den Ethernet Access 1100 vor. Das System kann von einer Faser aus symmetrisch im Up- und Download 32 Teilnehmer mit je 100 MBit/s oder 16 Teilnehmer mit je 1 GBit/s ungeteilter Bandbreite versorgen; bei UNET in Holland befindet es sich bereits im Einsatz. LG-Nortel ist bestrebt, die WDM-PON-Technologie weltweit zu einem offenen Ökosystem zu standardisieren, sodass die Komponenten unterschiedlicher Hersteller bei den Endkunden und in den Netzknoten beliebig kombinierbar werden. (jk)

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