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FTTH: Funktionsweise und Vorteile von Glasfaser-Anschlüssen

Internet-Anschlüsse per Glasfaser haben viele Vorteile - wir zeigen Ihnen welche das sind und geben einen ersten Einblick in die Technik.

Von Kai Petzke / Julian Ruecker

Die Backbone-Netze zwischen den Vermittlungsstellen werden schon seit geraumer Zeit praktisch ausschließlich mit Glasfaserkabeln aufgebaut. Doch mittlerweile führt mit FTTH die Glasfaser auch bis in die Wohnung des Kunden bzw. bei FTTB und FTTC zumindest fast bis dorthin: Bei FTTB führt die Faser bis zu einem Umsetzer (kurz ONU, "Optical Network Unit") im Keller und bei FTTC (auch als VDSL bezeichnet) bis zu einem Outdoor-DSLAM im Kabelverzweiger am Straßenrand. Die vom herkömmlichen Telefonnetz bekannten dicken Kupferkabel mit Hunderten von Adernpaaren werden bei FTTH, FTTB und FTTC durch Glasfaserkabel ersetzt, in denen bis zu 1000 Einzelfasern gebündelt sind.

Passiver Splitter im Verhältnis 1:32. Da Glasfasern deutlich dünner als Kupfer-Doppeladern sind, sind die Hauptleitungen einer Glasfaservermittlungsstelle dennoch dünner als die Hauptleitungen einer herkömmlichen Vermittlungsstelle. Vor allem aber hilft ein weiterer Trick, die Zahl der Fasern drastisch zu reduzieren: Per optischem Splitter lassen sich bis zu 32 oder gar 64 Wohneinheiten mit nur einer Faser anschließen! Diese Faser-Reduktion zusammen mit dem Umstand, dass Glasfaser-Anschlusskabel problemlos 10 bis 20 Kilometer lang sein dürfen, bewirkt, dass für ein Glasfaser-basiertes Telefonnetz viel weniger Vermittlungsstellen benötigt werden als für ein Kupfer-basiertes. Zum Vergleich: In der herkömmlichen Kupfer-Technologie verhindern schon zwei bis drei Kilometer lange Telefonanschlussleitungen die Nutzung von hochbitratigem DSL, ab fünf Kilometern wird es dann kritisch.

Die Glasfasermuffe Die Glasfasermuffe
Foto: teltarif.de Ansonsten ähnelt ein Glasfaser-Anschlussnetz einem herkömmlichen Kupfer-Anschlussnetz: Die Hauptkabel werden auf oberirdische Verteilerkästen oder unterirdische Verteilermuffen geführt. Diese teilen ein Hauptkabel (in den beiden Fotos unten schwarz) jeweils in viele Verteilerkabel (in den Fotos rot, nur zwei als Beispiel). In letzteren sind die Fasern zur mechanischen Stabilisierung jeweils in dicke Kunststoffumhüllungen eingelegt, sodass die Verteilerkabel in Summe viel dicker sind als das Hauptkabel. Diese Verteilerkabel werden an den zu versorgenden Häusern entlang geführt, zum Beispiel unter dem Bürgersteig vergraben. An y-Verteilern werden jeweils einzelne Fasern aus dem Verteilerkabel ausgekoppelt, die dann jeweils direkt in ein Haus führen. Der Durchbruch in den Keller ist dabei nur sehr klein und wird wasser- und gasdicht ausgeführt.

An dem y-Rohrabzweiger wird eine Faser aus dem Kabel ausgekoppelt An dem y-Rohrabzweiger wird eine Faser aus dem Kabel ausgekoppelt
Foto: teltarif.de Für die bereits erwähnten Splitter zur Versorgung vieler Wohnungen mit nur einer Faser gibt es mehrere mögliche Technologien. Favorisiert wird in Deutschland die passive Variante GPON: Gigabit Passive Optical Network. "Passiv" heißt, dass der Splitter keinerlei Energieversorgung benötigt. GPON bietet allen Kunden, die an einer Faser hängen, eine gemeinsame Downlink-Bitrate von 2,5 Gigabit pro Sekunde. Einzelnen Kunden werden in der Regel derzeit maximal 200 bis 1000 MBit/s, vereinzelt aber sogar bis 2500 MBit/s zugewiesen. Die maximale Uplink-Bitrate ist bei GPON halb so schnell wie der Downlink und damit deutlich schneller als bei ADSL, wo diese typischerweise nur ein Zehntel der Downlink-Bitrate hat. Später kann auf XG-PON (auch 10G-PON oder G.987 genannt) hochgerüstet werden, was im Down- wie Uplink voraussichtlich vierfach schneller sein wird.

Der Aufbau des HanseNet-Netzes in Eimsbüttel FTTB-Netz von HanseNet in Eimsbüttel (ohne Splitter)
Foto: teltarif.de Da sie keine Energieversorgung benötigen, ist die Lage der Splitter variabel: Um ein Mehrfamilienhaus mit zum Beispiel 20 Wohneinheiten zu versorgen, bietet es sich geradezu an, eine Faser von der Vermittlungsstelle bis in den Keller des Hauses zu führen, und diese dort dann im Verhältnis 1:32 aufzuteilen. Vom Keller führen dann 20 Einzelfasern in die Wohnungen; 12 Ports wären noch frei und könnten später belegt werden, wenn zum Beispiel eine Wohnung geteilt wird oder zusätzliche Anlagen (etwa eine Mobilfunk-Basisstation auf dem Dach) mitversorgt werden sollen. Alle Wohnungen dieses Beispielhauses führen über den Splitter auf eine Faser im Verteilerkabel und eine Faser im Hauptkabel und damit auch zum selben Port in der Vermittlungsstelle!

In einer Eigenheim-Siedlung wird man hingegen schon im Verteilerkasten splitten, beispielsweise im Verhältnis 1:16, sodass eine Faser aus der Vermittlungsstelle auf 16 Fasern im Verteilerkabel aufgeteilt wird und damit auch in 16 Häuser führt. Im Haus kann dann nur noch im geringen Maß aufgesplittet werden, etwa 1:2 oder evtl. auch 1:4, falls man überhaupt mehrere Anschlüsse benötigt. Alle Anschlüsse in diesen genannten 16 Häusern führen wiederum auf einen PON-Baum, also eine Faser im Hauptkabel und einen Port in der Vermittlungsstelle.

FTTB- und erst recht FTTC-Netze werden hingegen in der Regel ohne Splitter aufgebaut: Eine Glasfaser versorgt hier ohnehin mehrere Kupfer-Ports. Mit Splitter könnten zudem schnell die maximal möglichen Bitraten von GPON überschritten werden. Zudem lässt sich ein splitterloses FTTB-Netz später einfach auf FTTH hochrüsten, indem die nötigen Splitter im Keller nachgerüstet und die nötigen Fasern im Haus verlegt werden.

Vorteile von Glasfaser-Lösungen via FTTH und weiteren

Für den Endkunden ergibt sich durch den Breitband-Anschluss per Glasfaser via FTTH (und weiteren FTTX-Lösungen) eine Reihe von Vorteilen, der unmittelbar wichtigste Punkt ist dabei schlichtweg die hohe Übertragungsgeschwindigkeit. Diese zieht aber eine ganze Reihe weiterer neuer Möglichkeiten nach sich, die mit den vorhandenen (V)DSL-Anschlüssen nicht oder deutlich weniger komfortabel zu realisieren sind.

Auch parallele Downloads sind schnell Auch parallele Downloads sind schnell Mehr Geschwindigkeit macht die parallele Nutzung vieler bandbreitenhungriger Anwendungen möglich - wer zum Beispiel einen großen Download durchführt, gleichzeitig Internet-Fernsehen nutzt und per VoIP telefonieren oder mit Video telefonieren will, wird die Bandbreiten, die FTTH bietet, durchaus zu schätzen wissen.

Technisch ist zudem denkbar, gleiche Signale, die von unterschiedlichen Kunden am selben PON-Baum angefordert werden, zusammenzufassen: Läuft in zwei Wohnungen derselbe IPTV-Kanal, muss dieser nur einmal übertragen werden. Insofern sind FTTH-Netze hervorragend für IPTV geeignet.

Datenspeicher im Internet, etwa für Cloud-Dienste oder auch zur Datensicherung, sind aufgrund des schnellen Uplinks per Glasfaser deutlich komfortabler nutzbar. Für Netzbetreiber und auch Hauseigentümer ist eine solche Modernisierung der Infrastruktur außerdem eine Maßnahme der Zukunftssicherung und Werterhaltung der eigenen Technik oder Immobilie.

IPTV über Glasfaser IPTV über Glasfaser Auch die Störanfälligkeit der Glasfaser-Leitungen ist wesentlich geringer. Sie können direkt neben allen Sorten Kupferkabel, auch Energiekabel und Hochspannungsleitungen bzw. HGÜ-Kabel, in dieselben Leerrohre gelegt werden, ohne dass sich elektromagnetische Störungen ergeben würden. Das erhöht die Betriebssicherheit und hilft, die Ausbaukosten überschaubar zu halten. Positiv war auch die Möglichkeit, die veralteten OPAL-Netze weiter nutzen zu können, der Breitband-Ausbau in Deutschland konnte regional so auch auf diese Weise vorangetrieben werden.