Das rasante Wachstum der schnellen Informationskommunikation mit geringer Latenz und hoher Kapazität auf der ganzen Welt hat auch die Nachfrage nach kostengünstigem Hochgeschwindigkeitszugang bei Millionen von Internetnutzern und -kunden erhöht.
Internetdienstanbieter erkennen, dass Fiber-to-the-Home eine zukunftssichere Lösung für dieses Problem ist.
FTTH ist eine der wichtigsten Technologien für heutige und zukünftige Netzwerke, da es nicht nur den Zugang zur Bandbreite erhöht, sondern auch die Geräte- und Wartungskosten senkt und gleichzeitig die Servicequalität erheblich verbessert.
Prognosen deuten darauf hin, dass die Internetnutzung durch einzelne Benutzer Geschwindigkeiten von 100 Mbit/s und schließlich 1 Gbit/s erreichen wird. Glasfaser ist das einzige Übertragungsmedium, das solche Übertragungsgeschwindigkeiten über große Entfernungen unterstützen kann.
Was ist also Glasfaser bis ins Haus?
Unter Fiber-to-the-Home (FTTH) versteht man die Installation und Nutzung von Glasfaser direkt von einem zentralen Punkt zu einzelnen Gebäuden wie Häusern, Mehrfamilienhäusern und Unternehmen, um einen Hochgeschwindigkeits-Internetzugang bereitzustellen. FTTH erhöht die Verbindungsgeschwindigkeiten, die Computerbenutzern zur Verfügung stehen, im Vergleich zu der Technologie, die heute an den meisten Orten verwendet wird, erheblich.
FTTH kann Verbindungsgeschwindigkeiten von 100 Megabit pro Sekunde (Mbit/s) erreichen, was 20 bis 100 Mal schneller ist als ein typisches Kabelmodem oder eine DSL-Verbindung (Digital Subscriber Line). Die Implementierung von FTTH in großem Maßstab ist kostspielig, da entlang der „letzten Meile“ von bestehenden Glasfaserkabeln zu einzelnen Kunden die Installation neuer Kabelsätze erforderlich ist. Einige Gemeinden verfügen derzeit über einen FTTC-Dienst (Fiber-to-the-Curb), der sich auf die Installation und Nutzung von Glasfaserkabeln am Bordstein in der Nähe eines Hauses oder Unternehmens und des „Kupfer“-Mediums bezieht, das das Signal zwischen dem Bordstein überträgt und der Endbenutzer.
Wie funktioniert FTTH?
Das entscheidende Merkmal von FTTH besteht darin, dass Glasfaser direkt mit Haushalten verbunden wird, was in den meisten oder der gesamten Telekommunikation auf der letzten Meile verwendet wird. Glasfaser nutzt Lichtsignale zur Datenübertragung, um eine höhere Leistung zu erzielen.
Die Grundstruktur eines FTTH-Zugangsnetzwerks ist folgende: Glasfaserkabel beginnen in einer Zentrale, verlaufen durch einen Glasfaserverteilungsknoten (FDH), dann durch einen Netzwerkzugangspunkt (NAP) und gelangen schließlich über ein Terminal in eine Heimbox als Verbindungspunkt genutzt.
Das Foto unten zeigt einen Erdgraben mit einem verlegten orangefarbenen Rohr. Sobald die Kanalinfrastruktur vergraben ist, werden Glasfaserkabel (ähnlich einem Seil) vom Netzwerkzugangspunkt durch den orangefarbenen Kanal geführt.
FTTH-Architektur und -Komponenten
Es gibt zwei Arten von Systemen, die es Glasfaserkabeln ermöglichen, Daten mithilfe von Licht zu übertragen:
Aktives optisches Netzwerk (AON)
Passives optisches Netzwerk (PON)
AON verwendet elektrische Schaltgeräte, um das Signal aktiv an einen bestimmten Benutzer zu leiten, und PON verwendet optische Splitter anstelle von elektrischen Schaltern, um das Signal zu leiten, was bedeutet, dass PON-Benutzer nur elektrische Geräte am Empfangsende des Netzwerks benötigen.
Beide Typen werden in FTTH-Implementierungen verwendet und jeder hat Vorteile, aber die meisten FTTH-Implementierungen verwenden PONs aufgrund ihrer geringeren Installationskosten und höheren Leistung.
Die PON-Netzwerktopologie ist wie folgt:
Das Optical Line Terminal (OLT) in der Zentrale des Anbieters.
Eine Optical Network Unit (ONU) in der Nähe der Räumlichkeiten des Endbenutzers.
Ein optisches Verteilungsnetzwerk (ODN) zwischen dem OLT und der ONU zur Aufteilung und Verteilung der über das PON übertragenen Signale.
FTTH-Netzwerkausrüstung
FTTH-Implementierungen erfordern umfangreiche Planung und Elemente zur Skalierung vom Zugangsknoten bis zum Standort des Teilnehmers.
Ein Glasfasernetz besteht aus zwei Grundelementen:
Optical Line Termination (OTL) auf der ISP-Seite
Eine optische Netzwerkeinheit (ONU), die sich beim Kunden befindet.
Die Verbindung zwischen diesen beiden Elementen erfolgt über optische und nichtoptische Geräte und Komponenten.
Nicht-optische Geräte umfassen
Hardware
Schrank
Patchpanel
Faserversiegelung
Pedal
Wenn es um optische Komponenten geht, sprechen wir von Spleißen, Kopplern und Adaptern, Steckverbindern, Glasfaserkabeln, Steckverbindern, Splittern, Jumpern, Drop-Kabeln und Drop-Abschlüssen.
Glasfaserkabel
Die Installation von Glasfaserkabeln ist einer der teuersten Prozesse beim Aufbau eines PON-Netzwerks. Die Kabelinstallation kann unterirdisch (vergraben), in Kanälen sowie auf Masten und Türmen (an der Luft) erfolgen.
Splitter
Nach Angaben der Fiber Optic Association nehmen diese passiven Komponenten den Eingang und teilen ihn auf, um das Signal an mehrere Benutzer zu senden, was die Kosten erheblich senkt.
Verbinder
Simplex-Anschlüsse werden am häufigsten in FTTH-Bereitstellungen verwendet.
Die am häufigsten verwendeten sind:
SC/APC.
ST/APC
LC/APC
Auch Mehrfaseranschlüsse erfreuen sich zunehmender Beliebtheit, da sie zwischen 4 und 72 Fasern gleichzeitig aufnehmen können und das beliebteste MTO sind.
Der in PON-Netzwerken am häufigsten verwendete Steckertyp ist der APC-Stecker (Angle Physical Contact), da seine um 8 Grad polierte Ferrule Verluste minimiert:
Rückflussdämpfung: -60 dB.
Typischer Verlust: 0,5 dB.
Dadurch werden Übertragungsprobleme vermieden. APC-Stecker sind natürlich an der grünen Farbe zu erkennen
Vorteile der Nutzung von FTTH
Der Hauptvorteil von FTTH ist eine verbesserte Netzwerkleistung, insbesondere höhere Geschwindigkeiten über große Entfernungen, die mit älteren Methoden mit Koaxialkabeln, Twisted-Pair-Leitern und DSL nicht erreicht werden können.
Aufgrund seiner deutlich höheren Bandbreite wird FTTH von Experten als die beste Technologie zur Bewältigung der Netzwerkanforderungen der Verbraucher in den kommenden Jahrzehnten angesehen. Zu den damit verbundenen Vorteilen gehören:
Verbesserte Leistung beim Streamen von HD-Videos.
Mehrere Upgrades können durchgeführt werden, ohne dass die Glasfaser ausgetauscht werden muss. Daher bezeichnen einige FTTH als „zukunftssicher“ und aktualisieren die Infrastruktur rund um die Glasfaser, ohne die Glasfaser selbst zu aktualisieren.
Höhere Geschwindigkeiten über längere Distanzen als bisherige Technologien.
Besser als andere Glasfaserkonfigurationen, da die Glasfaser direkt mit der Wohnung verbunden ist und Ethernet oder Koax zur Vervollständigung der verbleibenden Netzwerksegmente verwendet werden kann.
FTTH mit FTTN, FTTC usw.
FTTH ist eine spezifischere Version des Begriffs Fiber-to-the-X (FTTx), wobei x den Punkt im Netzwerk bezeichnet, an dem Glasfaserkabel zur Bereitstellung von Diensten mit nahegelegenen Gebäuden verbunden werden. In jedem Term ist der Punkt, an dem die Faser stoppt und die Übertragung des Signals zum Metallkabel beginnt, unterschiedlich. Alle Versionen von FTTx sind die treibende Kraft hinter Next Generation Access (NGA), was eine Verbesserung der Geschwindigkeit und Qualität von Breitbandnetzen bedeutet.
Fiber-to-the-Home wird so genannt, weil das Kabel direkt in das Haus des Benutzers führt. FTTB (Fiber-to-the-Building) kann synonym mit FTTH verwendet werden, da die Netzwerkstruktur dieselbe ist und die drei Wörter „Home“ und „Building“ verwendet werden, um Wohngebäude zu beschreiben, die direkt an das Glasfasernetz angeschlossen sind.
Ein kleiner Unterschied zwischen FTTH und FTTB besteht darin, dass FTTH Glasfaserkabel direkt mit der Wohnung verbindet, von denen es mehrere in einem Gebäude geben kann. Bei FTTB gehen die Glasfaserkabel zum Gebäude und dann gehen Metallkabel zu den einzelnen Einheiten im Inneren – Zuhause oder Büro.
Fiber to the Curb (FTTC), so genannt, weil das Glasfaserkabel nicht direkt mit einem Gebäude, Haus oder einer Einrichtung verbunden ist, sondern mit einem Bordstein in der Nähe des Hauses oder Unternehmens, wo die Twisted-Pair-Verbindung das Signal vom Bordstein zum Gebäude überträgt Gebäude an den Endverbraucher.
Unter Fiber-to-the-Node (FTTN) versteht man eine Einrichtung, bei der Glasfasern an einen Netzwerkschrank oder Knoten angeschlossen werden und das Signal an diesem Punkt an Kupferkabel weiterleiten.
Es gibt mehrere andere FTTx-Versionen, darunter:
Fiber-to-the-Terminal (FTTT): Glasfaserkabel werden direkt mit Desktop-Geräten im Büro verbunden.
Fiber-to-the-Office (FTTO): Ähnlich wie bei FTTT werden Glasfaserkabel mit winzigen Schaltern auf den Schreibtischen der Bürobenutzer verbunden, und im gesamten Büro sind häufig mehrere Schalter vorhanden, die von einem zentralen Standort aus verwaltet werden.
Fiber to the Street (FTTS): FTTS liegt zwischen FTTB und FTTC und geht zu Kupferkabeln über, die näher als FTTC, aber weiter als FTTB liegen und direkt mit Gebäuden verbunden sind.
Fiber to the Distribution Point (FTTdp): FTTdp ist eine Mischung aus FTTC und FTTN, bei der das Ende der Glasfaser mit dem letztmöglichen Verteilungspunkt vor den Räumlichkeiten des Endbenutzers verbunden wird.
Es gibt viele andere Akronyme in der FTTx-Kategorie, aber der einzige große Unterschied zwischen ihnen besteht darin, wo das Glasfaserkabel endet und der Metalldraht beginnt.
Ein Begriff, der sich etwas von FTTH unterscheidet, ist „Fixed Wireless“. Anstatt von Glasfaser auf Metallkabel am Ende der Glasfaser umzusteigen, wird das drahtlose Signal ins Haus übertragen. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, im letzten Segment des Netzwerks eine Verkabelung zu verlegen, deren Installation am teuersten ist.
Entwicklung von FTTH
FTTH hat sich seit den 1980er Jahren kontinuierlich weiterentwickelt, um den ständig steigenden Netzwerkanforderungen der modernen Welt gerecht zu werden, und viele der in den 1980er Jahren eingeführten Kabel werden auch heute noch verwendet, ein Beweis für ihre Flexibilität im Laufe der Zeit. Seit den 1980er Jahren ist die Glasfasertechnologie einfacher zu installieren und kostengünstiger als zuvor, und auch heute nimmt der Einsatz von FTTH und Glasfaser weiter zu.
