Umfassendes Verständnis des FTTx-Netzwerks

Konzept von FTTx

FTTx lässt sich einfach als „Fiber to the x“ verstehen, wobei x hier durch H für Home (Haus), B für Building (Gebäude), C für Curb (Bordstein) oder W für Wireless (Funk) ersetzt werden kann. Es handelt sich um eine neue Technologie, die in modernen Netzwerken zum Einsatz kommt. Wie wir wissen, gleichen die höhere Bandbreite und die geringe Dämpfung von Glasfaser im Vergleich zu Kupfer oder Digitalfunk die höheren Kosten leicht aus. Die Verlegung von Glasfaser bis in die Wohnungen oder Arbeitsplätze der Benutzer war schon immer das Ziel der Glasfaserindustrie. Dank Glasfaser bis zum Teilnehmer können wir von beispiellos höheren Geschwindigkeiten profitieren und mehr Dienste zu Hause nutzen, wie z. B. Telearbeit, Telemedizin, Online-Shopping und mehr. Gerade weil der Bandbreitenbedarf immer weiter steigt, erfreut sich die FTTx-Technologie heute großer Beliebtheit und ist unverzichtbar.

FTTx-Basistechnologien

Architekturen:
Je nach Anschlussort gibt es folgende gängige FTTx-Architekturen:

1. FTTC: Fiber To The Curb (oder Node, FTTN)

Fiber to the Curb bringt Glasfaser bis zum Straßenrand oder direkt an die Straße, nahe genug, damit die bereits angeschlossenen Kupferkabel das Haus für DSL (Digital Subscriber Line) verbinden können. Tatsächlich hängt die FTTC-Bandbreite von der DSL-Leistung ab, die über längere Strecken vom Knotenpunkt zum Haus abnimmt. Obwohl die Kosten für FTTC bei der Erstinstallation niedriger sind als für FTTH, werden sie durch die Qualität der bereits bis zum Haus oder in dessen Nähe verlegten Kupferkabel und die Entfernung zwischen Knotenpunkt und Haus begrenzt. Daher wird FTTC in vielen entwickelten Ländern nun schrittweise auf FTTH umgestellt.

2. FTTH Active Star Netzwerk

FTTH Active Star Network bedeutet, dass in einem Home Run Active Star Network jedem Haushalt eine eigene Glasfaser zugewiesen ist. Dies ist die einfachste Möglichkeit, Glasfaser bis ins Haus zu verlegen und bietet maximale Bandbreite und Flexibilität. Diese Architektur ist jedoch in der Regel teurer, da sowohl die Anforderungen an die Elektronik an jedem Ende als auch an die dedizierten Glasfasern für jeden Haushalt höher sind.

3. FTTH PON (Passives optisches Netzwerk)

Die FTTH-Architektur besteht aus einem passiven optischen Netzwerk (PON), das mehreren Kunden die gemeinsame Nutzung derselben Verbindung ermöglicht, ohne dass aktive Komponenten (d. h. Komponenten, die Licht durch optisch-elektrisch-optische Umwandlung erzeugen oder transformieren) erforderlich sind. In dieser Architektur wird normalerweise ein PON-Splitter benötigt. PON-Splitter sind bidirektional, d. h. Signale können von der Vermittlungsstelle in den Downstream gesendet und an alle Benutzer gesendet werden, und Signale der Benutzer können in den Upstream gesendet und in einer Glasfaser zusammengefasst werden, um mit der Vermittlungsstelle zu kommunizieren. Der PON-Splitter ist eine wichtige passive Komponente in FTTH-Netzwerken. Es gibt hauptsächlich zwei Arten von passiven optischen Splittern: den traditionellen Splitter mit Sicherung, auch bekannt als FBT-Koppler oder FBT-WDM-Splitter, der preisgünstig ist; und den PLC-Splitter auf Basis der PLC-Technologie (Planar Lightwave Circuit), der kompakt ist und sich für Anwendungen mit hoher Dichte eignet. Da die Kosten der Verbindungen durch gemeinsame Nutzung erheblich gesenkt werden, wird diese Architektur bei der Auswahl der Architektur bevorzugt.

FTTx/PON-Protokolle

Es gibt zwei wichtige aktuelle PON-Standards: GPON (Gigabit-fähiges PON) und EPON (Ethernet PON). Ersterer verwendet ein IP-basiertes Protokoll, das ursprünglich auf ATM-Protokollen basierte, in seiner neuesten Version jedoch das benutzerdefinierte Framing-Protokoll GEM verwendet. EPON basiert auf dem IEEE-Standard für Ethernet in der ersten Meile und zielt auf günstigere optische Komponenten und die native Nutzung von Ethernet ab. Darüber hinaus gibt es BPON (Breitband-PON), das anfangs die beliebteste aktuelle PON-Anwendung war. Es verwendet ebenfalls ATM als Protokoll (BPON-Digitalsignale arbeiten mit ATM-Raten von 155, 622 und 1244 Mbit/s).

Einsatz

Die FTTx-Bereitstellungstechnologien umfassen in der Regel die Verlegung von Glasfaserkabeln. Dabei spielt die Terminierung der Glasfaserkabel eine wichtige Rolle. Zu den notwendigen Schritten beim Glasfaser-Terminieren gehört das Spleißen. Das Spleißen von Glasfasern umfasst Schmelzspleißen und mechanisches Spleißen. Schmelzspleißen wird aufgrund seiner guten Leistung und einfachen Handhabung immer häufiger eingesetzt. Auch das Spalten, Polieren und Reinigen der Enden ist beim Glasfaser-Terminieren wichtig. Neben den notwendigen Schritten des Glasfaser-Terminierens sind gute Steckverbinder, Pigtails, ein Glasfaser-Anschlusskasten (FTB) und die Werkzeugsätze wichtige Bestandteile des Glasfaser-Terminierungsprodukts.

Testen und Inbetriebnahme des FTTx-Netzwerks

Obwohl die Kosten für Glasfaser im Vergleich zu anderen Netzwerken sinken, sind die Komponenten von FTTx teurer. Um die einwandfreie Funktion des Netzwerks zu gewährleisten, ist es notwendig, das Netzwerk zu testen und in Betrieb zu nehmen. Das Testen von FTTx-Netzwerken ähnelt anderen OSP-Tests (Out Side Plant), allerdings erhöhen Splitter und WDM die Komplexität. Zu den häufig verwendeten Testern gehören:

VFL – VFL steht für Visual Fault Locator und ist ein Gerät zur Ortung von Bruchstellen, Biegungen und Rissen in Glasfasern. Es kann auch Fehler in OTDR-Totzonen lokalisieren und die Glasfaser lückenlos identifizieren. Dieses mit einem FC-, SC- und ST-Universaladapter ausgestattete rote Licht zur Glasfaserprüfung benötigt keine weiteren Adapter und kann Fehler in Glasfaserkabeln bis zu 10 km lang orten. Es ist kompakt, leicht und verfügt über einen roten Laserausgang.

Leistungsmesser und Lichtquelle – Der Leistungsmesser dient zur Messung der empfangenen Signalleistung, während die Lichtquelle zur Einspeisung optischer Wellen in modulierte und unmodulierte Wellen in die zu prüfende Glasfaser dient. Normalerweise wird die optische Lichtquelle mit den Glasfaser-Leistungsmessern verwendet. Sie stellen eine wirtschaftliche und effiziente Lösung für die Arbeit im Glasfasernetz dar. Dies ist die einfachste Methode zur Messung der Glasfaserdämpfung.

Optisches Zeitbereichsreflektometer (OTDR) – Ein OTDR ist ein optoelektronisches Messgerät zur Charakterisierung von Glasfasern. Es bietet einen Überblick über das gesamte zu testende System und kann zur Abschätzung der Faserlänge und der Gesamtdämpfung, einschließlich der Verluste durch Spleiß- und Steckerverbindungen, verwendet werden. Es kann auch zur Lokalisierung von Fehlern wie Brüchen und zur Messung der optischen Rückflussdämpfung eingesetzt werden. Es handelt sich um ein teures Testgerät, dessen Bedienung mehr Erfahrung erfordert.

OCWR (Optical Continuous Wave Reflectometer) – OCWR ist ein Instrument zur Charakterisierung einer Glasfaserverbindung, bei der ein unmoduliertes Signal über die Verbindung übertragen und das resultierende gestreute und zum Eingang zurückreflektierte Licht gemessen wird. Es ist nützlich zur Schätzung der Komponentenreflexion und der optischen Rückflussdämpfung der Verbindung.

Optisches Glasfaser-Endoskop – Das optische Glasfaser-Endoskop dient zur Inspektion von Glasfaseranschlüssen und bietet eine optimale Sicht auf die Glasfaser und deren Oberflächen. Es ermöglicht eine Sichtprüfung und Untersuchung der Steckerendfläche auf Unregelmäßigkeiten wie Kratzer, Schmutz usw. Die Vergrößerung kann bis zu 400-fach betragen.

Zukünftige Trends
: Die FTTx-Technologie wird sich zweifellos weiter verbreiten. Mit den immer höheren Anforderungen an die Netzwerkgeschwindigkeit steigen auch die Anforderungen an FTTx, sowohl technologisch als auch kostensparend. Auch die nächste Generation von PONs, wie 10G GEPON, WDM PON usw., spielt eine wichtige Rolle bei der FTTx-Entwicklung. Vielleicht können wir eines Tages FTTd (Glasfaser bis zum Schreibtisch) nutzen und eine Vielzahl moderner Netzwerkdienste nutzen.