Allgemeines
Wie ein PON-Zugangsnetz aufgebaut ist
Im GPON-Zugangsnetz verläuft die Strecke vom BNG im Weitverkehrsnetz über OLT, Haupt- und Verzweigerkabel, Netzverteiler und Gebäudepunkte bis zur Teilnehmerdose und dem ONT. Anders als bei DSL entscheidet hier weniger die Länge als vielmehr die Summe aus Splitterstufen, Steckungen und Spleißen die Dämpfung und die daraus resultierende Reichweite.
Für ein besseres Gefühl für Topologie, Splitterstufen und optisches Budget hilft das Netzly PON Lab mit einer interaktiven PON-Ansicht.
Netzgrenze: NE4 endet an der Gf-TA. Ab dort beginnt die NE5 mit ONT, Router und Kundenanlage.
OLT-Rolle: Der OLT ist Master im PON. Er steuert Downstream, Upstream-Zeitfenster und Teilnehmerverwaltung.
Dämpfung: Nicht nur die Länge zählt. Stecker, Spleiße, Splitter und Patchungen bestimmen stärker das Budget als die reine Faserstrecke.
Steckertypen: APC, UPC und PC nicht mischen. Die Schliffart beeinflusst Reflexion und Kompatibilität. Farben helfen bei der Erkennung.
Schematische Ansicht
Aufbau GPON-Netz
Netzebenen
Netzebenen im FTTx-Netz
Die Trennung in NE1 bis NE5 hilft, Betriebsstellen, Zuständigkeiten und den physischen Signalweg sauber zu unterscheiden. Das "Internet" startet in der Netzebene 1 und endet beim Kunden auf Netzebene 5.
Kernnetz / Backbone
Das Kernnetz ist der zentrale Backbone des Providers. Es verbindet überregionale Netzstandorte, Rechenzentren, Internetübergänge, Peering, Transit und zentrale Dienste. Es transportiert große Datenmengen über hochverfügbare IP-, MPLS- und optische Transportnetze.
Hauptkomponenten
Backbone-Komponenten
- Core-Router
- IP-/MPLS-Backbone
- optische Transportnetze
- Peering/Transit
- zentrale Dienstplattformen (MagentaTV, CompanyFlex SIP-Trunk, DNS-Resolver etc.)
- Zentrale Verkehrsführung im Provider-Netz
- Überregionale Verbindung von Netzstandorten
- Anbindung an Internet, Peering (Internetanbeiter <-> Großer Content-Anbieter) und Transit (Weiterleitung in andere Netze)
- Hohe Kapazität und Redundanz
- Grundlage für Aggregations- und Zugangsnetze
Regional- und Aggregationsnetz
Das Regional- und Aggregationsnetz verbindet lokale Zugangsbereiche mit dem Kernnetz. Es bündelt Verkehr aus OLT-Standorten und regionalen PoPs und führt ihn Richtung BNG, Backbone und zentrale Dienste.
Hauptkomponenten
BNG
Der BNG ist die Broadband-Edge zwischen Zugangsnetz und IP-Kernnetz. Hier werden Teilnehmer-Sessions terminiert, Zugänge authentifiziert und der Verkehr in das Provider-Netz weitergeführt.
- Terminiert PPPoE- oder IPoE-Sessions
- Nutzt AAA/RADIUS für Authentifizierung und Policies
- Übergibt Verkehr Richtung Kernnetz und Dienste
OLT
Der OLT ist die aktive Gegenstelle im FTTH-Zugangsnetz. Er steuert die ONTs auf dem PON-Segment, verwaltet Teilnehmerprofile und bindet den Zugang an die Provider-Infrastruktur an.
- Verwaltet angeschlossene ONTs und Teilnehmerports
- Übernimmt Profile, Taktung und Provisionierung
- Uplinks führen Richtung Aggregation und BNG
- Zentrale Komponenten sind Regional-PoP (HVt), Aggregationsrouter, Aggregationsswitches, OLT und BNG.
- Bündelung regionaler Datenverkehre
- Verbindung zwischen Zugangsnetz und Kernnetz
- Transport von OLT-Standorten Richtung Backbone
- Übergang zur Broadband-Edge-Ebene
- Redundante regionale Transportwege
Verteilnetz / Außenzugangsnetz
Das Verteilnetz führt die Glasfaser vom Netzstandort bis zum Gebäude. Es umfasst die passive Außeninfrastruktur mit Kabeln, Muffen, Netzverteilern, Splittern und Hausanschluss. In FTTH-/PON-Netzen bildet es den wesentlichen optischen Zugangsweg bis zum Gf-AP.
Hauptkomponenten
Optischer Splitter
Der Splitter teilt das optische Signal passiv auf mehrere Teilnehmerpfade auf. Er benötigt keinen Strom, reduziert aber den verfügbaren Signalpegel je nach Splitverhältnis deutlich.
- Passive Signalverteilung
- Hat je nach Splitterverhältnis eine definierte Dämpfung
- Typische Varianten: 1:2 bis 1:32
NVt
Der NVt ist der Netzverteiler im Außennetz. Hier werden Fasern durch Splitter aufgeteilt oder auf nachgelagerte Verzweigerkabel (VZk) geführt.
- Verteilt Fasern im Zugangsgebiet
- Verbindet Hauptkabel mit Verzweigerkabeln.
- Typischer Knoten zwischen HVt, VZk und Gf-AP
Gf-AP
Der Gf-AP ist der Glasfaser-Abschlusspunkt im Gebäude. Er ist der Übergang von der Hauszuführung in die gebäudeinterne Glasfaser-Infrastruktur.
- Übergang von NE3 zu NE4
- Aufnahme von Spleißen und Kopplungen
- Startpunkt der Inhouse-Verteilung
- Zentrale Komponenten sind Hauptkabel (HK), Verzweigerkabel (VZk), Muffen, NVt, Splitter und Gf-AP.
- Glasfaserführung bis zum Gebäude
- Passive Verteilung im Außenbereich
- Enthält Muffen, Verteiler und Hausanschluss
- Relevant für Dämpfung und Faserführung
- Übergang zur NE4 am Gf-AP
Gebäudenetz
Das Gebäudenetz umfasst die passive Glasfaserverkabelung innerhalb des Gebäudes. Es verbindet den Gf-AP mit der Glasfaser-Teilnehmeranschlussdose in Wohnung, Büro oder Nutzungseinheit. In Mehrfamilienhäusern enthält es meist Etagenverteiler, Steigleitungen und Wohnungszuleitungen über bsp alte Schächte.
Hauptkomponenten
Gf-TA
Die Gf-TA ist die Glasfaser-Teilnehmeranschlussdose in der Wohnung oder Nutzungseinheit. Sie bildet den optischen Anschluss für ONT oder Glasfaser-Router.
- Netzabschluss in der Wohnung
- Übergang zur Kundenanlage
- Anschlussstelle für ONT oder Router
- Zentrale Komponenten sind Steigleitung, Etagenverteiler/Gf-EV und Gf-TA.
- Glasfaserverteilung innerhalb des Gebäudes
- Verbindung vom Hausanschluss zur Nutzungseinheit
- Besonders relevant bei Mehrfamilienhäusern
- Enthält Spleiße, Kupplungen und Verteiler
- Endet typischerweise an der Gf-TA
Kundenanlage / Heimnetz
Die Kundenanlage umfasst die Technik hinter dem Netzabschluss in der Wohnung oder Nutzungseinheit. Dazu gehören je nach Anschlussmodell ONT, Glasfaserrouter, Router, LAN, WLAN und Endgeräte. Der Router verteilt die Dienste im Heim- oder Kundennetz.
Hauptkomponenten
ONT
Das ONT ist das optische Endgerät beim Kunden. Es empfängt das PON-Signal, setzt es auf eine kundenseitige Schnittstelle um und wird vom OLT provisioniert.
- Optischer Abschluss des PON-Anschlusses
- Wandelt Glasfaser auf Ethernet
- Arbeitet mit den Vorgaben des OLT
- Zentrale Komponenten sind ONT (Modem), Router, LAN-Verkabelung und WLAN/Endgeräte.
- Kundenseitiger Anschlussbereich
- ONT oder Glasfaserrouter bildet den aktiven Abschluss
- Router verteilt Dienste im Heimnetz
- LAN und WLAN gehören zur Kundenanlage
- Störungen entstehen oft im Heimnetz
Optisches Budget
Faser, Splitter und typische Pegel
Bei Glasfaser zählt die Summendämpfung des kompletten Pfads. Splitter, Stecker, Patchkabel und Spleiße werden addiert und anschließend gegen Technikklasse, Sendeleistung und Empfangsfenster geprüft.
Dämpfungsreferenz
| Bauteil | Typische Dämpfung | Bauteil | Typische Dämpfung |
|---|---|---|---|
| Koppler | |||
| 1:2-Koppler | ca. 4,0 dB | 1:4-Koppler | ca. 7,1 dB |
| 1:8-Koppler | ca. 10,5 dB | 1:16-Koppler | ca. 13,7 dB |
| 1:32-Koppler | ca. 17,1 dB | ||
| Spleiße und Übergänge | |||
| Stecker | ca. 0,25 dB | Spleiß | ca. 0,1 dB |
| Faser pro Kilometer | |||
| OS1 Singlemode 1310 nm | ca. 0,35 bis 1,0 dB/km | OS1 Singlemode 1550 nm | ca. 0,25 bis 0,6 dB/km |
| OS2 Singlemode 1310 nm | ca. 0,35 dB/km | OS2 Singlemode 1550 nm | ca. 0,22 dB/km |
| OM1 Multimode 850 nm | ca. 2,7 bis 3,5 dB/km | OM1 Multimode 1300 nm | ca. 0,8 bis 1,5 dB/km |
| OM2 Multimode 850 nm | ca. 2,3 bis 3,0 dB/km | OM2 Multimode 1300 nm | ca. 0,6 bis 1,0 dB/km |
| OM3 / OM4 Multimode 850 nm | ca. 3,0 bis 3,5 dB/km | OM3 / OM4 Multimode 1300 nm | ca. 1,0 bis 1,5 dB/km |
| OM5 Multimode 850 bis 953 nm | ca. 2,2 bis 3,0 dB/km | ||
ODN Klasse
| Klasse | ONT RX | OLT RX | Zulässige Dämpfung | ONT TX | OLT TX |
|---|---|---|---|---|---|
| GPON 2,488 Gbit/s Downstream / 1,244 Gbit/s Upstream | |||||
| A |
|
|
|
|
|
| B |
|
|
|
|
|
| C |
|
|
|
|
|
| B+ ★ |
|
|
|
|
|
| C+ |
|
|
|
|
|
| D |
|
|
|
|
|
| XGS-PON 9,95328 Gbit/s Downstream / Upstream | |||||
| N1 |
|
|
|
|
|
| N2 |
|
|
|
|
|
| E1 |
|
|
|
|
|
Erklärung
ODN-Klassen beschreiben das zulässige optische Fenster zwischen OLT und ONT: Sendepegel, Empfangspegel und die maximale Dämpfung des Optical Distribution Network. Sie sagen damit aus, wie viel Verlust durch Faserlänge, Splitter, Stecker, Spleiße und Patchungen erlaubt ist, bevor der Anschluss außerhalb der Reserve liegt.
Die Strecke selbst ist im FTTH-Zugang oft nicht das Problem. Kritisch ist die Gesamtbilanz aus Kopplung, Steckung und Verteilstruktur. Ein 1:32-Koppler verbraucht deutlich mehr Reserve als ein 1:8-Koppler, auch wenn beide die derselben Faserlänge haben.
= Häufig verwendeter Standard
Die von der Deutschen Telekom verwendeten Standards sind im GPON Netz Class B+, Class C+ und Class D. Im XGS-PON Netz (Aktuell selten) wird N1, N2, E1 und E2 verwendet. Weitere Informationen auf der Telekom Webseite.
Weitere Informationen zu den ODN Klassen sind auf der Webseite der ITU zu finden.
Standards
Stecker, Faserarten und Wellenlängen
Im FTTH-Alltag treten viele Fehler nicht an der Faser selbst auf, sondern an der Übergabestelle: falscher Stecker, ungeeignete Politur (APC/UPC), vertauschte Fasertypen oder Kabel, deren Bezeichnung falsch gelesen wird.
Steckertypen und Endflächen
SC-UPC
Gerader Schliff, häufig blau, typischer Reflexionswert etwa −50 dB.
SC-APC
8 Grad Schrägschliff, häufig grün, typischer Reflexionswert etwa −60 dB.
SC-PC
Rundliche Politur, älterer Standard, typischer Reflexionswert etwa −30 dB.
LC-UPC
Gerader Schliff, kompakte Bauform für Patchung, Pigtails und SFP-Ports.
LC-APC
8 Grad Schrägschliff, im FTTH-Zugang technisch meist die sauberste Variante.
LC-PC
Rundliche Politur, vor allem in älteren oder multimode-lastigen Umgebungen zu finden.
Faserarten, Kabel und Wellenlängen
| Fasertyp | Kern / Mantel | Wellenlänge | Typischer Einsatz |
|---|---|---|---|
| OS1 | 9/125 µm | 1310 / 1550 nm | Gebäudeverkabelung und kurze bis mittlere Inhaus-Strecken |
| OS2 | 9/125 µm | 1310 / 1550 nm | Außennetz, Backbone und FTTH-Zugangsnetz |
| OM1 | 62,5/125 µm | 850 / 1300 nm | Ältere Multimode-Infrastruktur in Gebäuden |
| OM2 | 50/125 µm | 850 / 1300 nm | Ältere Multimode-Verkabelung im Campus- und Gebäudebereich |
| OM3 / OM4 | 50/125 µm | 850 / 1300 nm | Laseroptimierte Multimode-Fasern für höhere Ethernet-Raten |
| OM5 | 50/125 µm | 850 bis 953 nm | Wideband-Multimode für SWDM, im FTTH-Zugang praktisch ohne Relevanz |
OS1 und OS2 sind beide Singlemode mit 9/125 µm. OS1 ist eher für geschützte Inhaus-Strecken gedacht, OS2 für lange und dämpfungsarme Außenstrecken. Im FTTH-Ausbau ist deshalb fast immer OS2 relevant.
OM1 arbeitet mit 62,5/125 µm und stammt meist aus älteren Installationen. OM2 bis OM5 nutzen 50/125 µm. OM3 und OM4 sind für höhere Bandbreiten im Rechenzentrums- und Campusbereich optimiert, OM5 erweitert das Ganze für Wideband-Anwendungen (Nutzung von mehr Lichtwellen).
Kabel erkennen
Glasfaserkabel erkennt man am sichersten über den Aufdruck auf dem Kabelmantel. Entscheidend ist der Zahlenwert des Faserkerns und Mantels: 9/125 µm steht für Singlemode, 50/125 µm oder 62,5/125 µm für Multimode. Kürzel wie OS1 oder OS2 weisen auf Singlemode hin, OM1 bis OM5 auf Multimode. Steckfarbe und Bauform geben nur zusätzliche Hinweise: grüne APC-Stecker deuten oft auf Singlemode-FTTH hin, beige oder cremefarbene PC-Varianten eher auf ältere Multimode-Umgebungen. Beim Spleißen sehen die Fasern äußerlich trotzdem ähnlich aus, weil der Mantel in beiden Fällen meist 125 µm hat.
Farblogik
Faserfarben
Die Farbfolge dient ausschließlich zur Identifikation einzelner Fasern im Kabel. Sie ändert nichts an der optischen Übertragung, ist im Außendienst aber unverzichtbar für Dokumentation, Spleißplanung und Fehlersuche.
TIA-598 / IEC 60304
1. Rot
2. Grün
3. Blau
4. Gelb
5. Weiß
6. Grau
7. Braun
8. Violett
9. Türkis
10. Schwarz
11. Orange
12. Rosa