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Glasfaserausbau

Wie Netzbetreiber den Weg zum Highspeed-Internet ebnen

| Autor / Redakteur: Jürgen Aschmies / Sarah Böttcher

Den Glasfaserausbau können Netzbetreiber durch eine aktive oder passive Architektur verwirklichen.
Den Glasfaserausbau können Netzbetreiber durch eine aktive oder passive Architektur verwirklichen. (Bild: © Thomas Söllner - stock.adobe.com)

Der Breitbandbedarf in Deutschland ist innerhalb der letzten Jahre sowohl bei Privat- als auch bei Geschäftskunden stark angestiegen. Da sich dieser Trend fortsetzt, führt an einem schnellen Glasfaserausbau kein Weg vorbei. Die Netzbetreiber haben dabei die Wahl zwischen aktiver und passiver Glasfasertechnik.

Dass sich der Glasfaserausbau immer wieder verzögert, hat in Deutschland beinahe schon Tradition. Bereits in den 1980er-Jahren gab es entsprechende Pläne, die in der Folgezeit aber nicht umgesetzt wurden – die Konsequenzen sind bis heute zu spüren. Hierzulande waren Mitte letzten Jahres laut Daten der OECD nur 2,6 Prozent aller stationären Breitbandanschlüsse in Deutschland per Glasfaser angeschlossen. Ein bundesweiter Ausbau bis 2025 liegt noch in weiter Ferne. Um dauerhaft ausreichend hohe Datenraten bereitzustellen, muss der Glasfaserausbau daher vorangetrieben werden. Dabei spielt die Netzstruktur eine entscheidende Rolle, denn ein Glasfasernetz kann durch zwei verschiedene Architekturen verwirklicht werden: der Point-to-Point-Struktur (P2P) und der Passive-Optical-Network-Architektur (PON).

Maximale Datenraten erreichen

Die P2P-Technologie, auch aktives Glasfasernetz genannt, ist vergleichsweise einfach aufgebaut: Von der Vermittlungsstelle führt eine Faser bis zum definierten Endpunkt. Im Fall einer Fiber-to-the-Home-Infrastruktur (FTTH) erhält jede Wohn- und Geschäftseinheit ihre eigene Glasfaser. Dadurch ist die Infrastruktur gut zu verwalten und jeder Teilnehmer kann die maximale Datenrate seines Anschlusses nutzen. Zudem ist die Datenrate skalierbar, so dass Netzbetreiber diese jedem Nutzer individuell zur Verfügung stellen können.

Eine durchgängige P2P-Struktur ist allerdings mit hohen Kosten verbunden, da in Gebieten mit hohen Anschlusszahlen viele Fasern und demnach auch Kabel benötigt werden. An den zentralen Vermittlungsstellen müssen zudem alle Fasern abgeschlossen werden, wodurch sich die Anzahl der aktiven Komponenten wie etwa Port-Karten, Laser und Controller vervielfacht. Daher eignet sich eine P2P-Struktur eher für kleine bis mittelgroße Ausbaugebiete mit einigen hundert Teilnehmern. Auf einen Nenner gebracht: Kann ein Netzbetreiber mit einem Zugangsknoten eine große Zahl von Teilnehmern anschließen, entscheidet er sich in den meisten Fällen für die passive Glasfasertechnologie. In Stadtteilen mit vielen Einfamilienhäusern sowie in kleinen Städten und dünn besiedelten ländlichen Regionen setzen kommunale Netzbetreiber dagegen vorrangig auf aktive Technologie.

Gebiete mit hoher Anschlussdichte erschließen

Bei einem Passive-Optical-Network handelt es sich hingegen um einen passiven Glasfaseranschluss. Hier führt eine Hauptader, die von mehreren Teilnehmern genutzt wird, zu einem zentralen Knotenpunkt. Optische Splitter teilen die Daten dann auf mehrere Fasern auf und ordnen sie den Wohn- und Geschäftseinheiten zu. Mit einem voll ausgebauten Knotenpunkt lassen sich dabei rund 10.000 Teilnehmer anschließen, wodurch sich PON besonders für Gebiete mit einer hohen Anschlussdichte eignet.

Die Bandbreite bei PON-Strukturen hängt von drei Faktoren ab:

  • PON-Typ: In Japan, China und Südkorea ist das sogenannte Ethernet PON (EPON) verbreitet. In Europa und Nordamerika kommen hingegen vor allem das Gigabit PON (GPON) oder zukünftig auch die Nachfolgetechnologien XGS-PON und NG-PON2 zum Einsatz.
  • Splittingfaktor: Eine Glasfaser versorgt entweder 32, 64 oder bis zu 128 Anschlüsse.
  • Überbuchung: Bei Netzwerkverbindungen ist die Summe der einzelnen Datenübertragungsraten höher als die Rate der Backbone-Anbindung. Zu Zeiten, in denen nicht alle Teilnehmer gleichzeitig die Datenübertragungsrate beanspruchen, wird den aktiven Teilnehmern die volle Geschwindigkeit bereitgestellt.

Somit hat der Netzbetreiber einige Möglichkeiten, die beim Endkunden ankommende Bandbreite zu bestimmen: Bei GPON sind im Downstream 2,5 Gbit/s und im Upstream 1,25 Gbit/s, bei XGS-PON symmetrisch maximal zehn Gbit/s möglich.

Jürgen Aschmies, Produktmanager bei Keymile
Jürgen Aschmies, Produktmanager bei Keymile (Bild: Keymile)

Gemischte Architektur für Gewerbekunden

Da die Datenrate, die über eine gemeinsam genutzte Faser bereit gestellt wird, für größere Unternehmen nicht immer ausreichend ist, ist auch eine hybride Lösung denkbar: Der Tiefbauaufwand ist bei beiden Strukturen annähernd gleich, so dass von zentralen Standorten aus für entsprechende Unternehmen eine oder mehrere dedizierte Fasern von der Vermittlungsstelle zu den Gebäuden gezogen werden können. Dadurch entsteht ein separates P2P-System für Geschäftskunden, das auch eigenständig betrieben werden kann. Wohneinheiten und kleine Betriebe nutzen in der hybriden Lösung das parallel erstellte PON-Netz. Da bei einem Großteil der Betreiber bereits eine Trennung zwischen Geschäfts- und Privatkunden verankert ist, gestaltet sich die Vermarktung eines solchen Netzes einfach.

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