Glasfasernetze, Teil 3: Zertifizierung von PON-Netzen mit unsymmetrischer Splitter-Architektur

Wie wir alle wissen, steigt die Nachfrage nach Breitbanddiensten weiter an. Zudem ist diese Nachfrage nicht auf Städte begrenzt. Auch im ländlichen Raum brauchen die Menschen genau wie in den städtischen Gebieten schnelle und qualitativ einwandfreie Dienste. In der Mehrzahl der Fälle, insbesondere in Neubaugebieten ohne vorhandene Infrastruktur, gelten Passive Optische Netze (PON) und Fiber-To-The-Home (FTTH) mit den entsprechenden Diensten als zukunftssicheres Konzept.

Dieser Punkt spielt in vielen Ländern eine große Rolle. Das hat unter anderem dazu geführt, dass zahlreiche Behörden auf nationaler und regionaler Ebene entsprechende Projekte ins Leben gerufen haben, um die Anbieter zu ermutigen, neue Netze aufzubauen und sowohl in den Städten als auch auf dem Land FTTH-Dienste bereitzustellen.

Allerdings stehen die Serviceprovider vor der Herausforderung, dass solche Investitionen nicht unbedingt rentabel sind. Daher sind sie auf der Suche nach alternativen PON-Architekturen, um sicherzustellen, dass sich dieses Geschäft in der Stadt wie auf dem Land für sie rechnet.

Bis vor kurzem basierten die meisten PON-Installationen auf einer traditionellen Architektur, bei der die Vermittlungsstelle über eine Zubringerfaser an einen Splitter im Verteilerschrank am Straßenrand angeschlossen ist. Von dort verbinden dann Zubringerfasern die Splitter-Ausgänge über einen Hub/Anschlusskasten, der ebenfalls in einem Straßenverteiler oder einer anderen robusten Anlage installiert ist, mit dem Endkunden. In dieser nur einmal aufgeteilten (nur 1 Splitter) Architektur kommen für gewöhnlich 1×16- oder 1×32-Splitter zum Einsatz. Das bedeutet, ein zentraler Eingang wird auf 16 oder 32 Ausgänge verteilt, über welche die Dienste an die Kunden übertragen werden. Recht häufig sind diese Splitter über Spleiße untrennbar mit der Zubringer- und Verteilfaser verbunden. Diese Vorgehensweise hilft, die optische Dämpfung beispielsweise im Vergleich zu Steckverbindungen zu verringern. Das ist wichtig, denn das Dämpfungsbudget ist in PON-Netzen ein kritischer Faktor. Allerdings ist der Aufbau solcher Netze mit einem erheblich höheren Zeit- und Arbeitsaufwand verbunden.

Für die Mehrzahl der Anwendungen oder Einsatzumgebungen ist das auch in Ordnung. Nur ist eine solche Vorgehensweise für die Serviceprovider nicht immer das attraktivste Konzept. Das gilt umso mehr in dicht besiedelten, städtischen Bereichen, in denen viele potentielle Endkunden in einem kleinen Gebiet konzentriert sind. In diesen Situationen haben die Serviceprovider die Möglichkeit, sich für größere Teilungsverhältnisse und eine kaskadierte Splitter-Architektur zu entscheiden. Mit einem 1×8-Splitter, an den mehrere 1×8-Splitter, oder mit einem 1×16-Splitter, an den mehrere 1×4-Splitter angeschlossen werden, können Sie ein Teilungsverhältnis von insgesamt 1×64 erreichen. Das bedeutet, dass ein einziger Port am optischen Leitungsabschluss (OLT) anstatt nur 32 dann bereits bis zu 64 Endkunden versorgen kann. Damit erhöhen sich die Einnahmen pro OLT-Anschluss und auch die Investitionsrendite (ROI).

Allerdings weist diese Architektur auch Nachteile auf. Einer betrifft die maximale Länge (Reichweite) des PON-Netzes. Diese beträgt typischerweise nicht mehr als 20 km, sodass sich diese kaskadierten Splitter und Architekturen mit hohen Teilungsverhältnissen für die ländliche Gegenden mit ihren größeren Entfernungen und den kleineren Ansiedelungen nicht so gut eignen. Ein weiterer Nachteil sind die Kosten zum Aufbau dieser Netze. Da die Splitter über Spleiße untrennbar mit den Fasern verbunden sind, muss das gesamte PON-Netz praktisch „in einem Rutsch“ installiert werden. Es besteht keine Möglichkeit, das Netz schrittweise in Abhängigkeit von der Nachfrage nach den Diensten aufzubauen. Neben den Anschaffungskosten für die Glasfasern und die Komponenten sind auch die Arbeitskosten zu berücksichtigen.

Die Lösung für die beschriebenen Probleme liegt in einem Konzept, das erst seit kurzer Zeit genutzt wird und auf einer unsymmetrischen Splitter-Architektur basiert. Die oben genannten Splitter könnten auch als „symmetrisch“ bezeichnet werden, da sie die am Eingang eintreffende optische Leistung gleichmäßig auf die 4, 8, 16 oder 32 Splitterausgänge aufteilen. Ein unsymmetrischer Splitter, zumeist mit einem Teilungsverhältnis von 1×2, teilt die optische Leistung dagegen ungleich zwischen den beiden Splitterausgängen auf. Beispielsweise kann mit einer 10/90-Aufteilung begonnen werden. Das heißt, 10 % der optischen Leistung werden über den einen und 90 % über den anderen Port ausgegeben. Über die „abgegriffenen“ 10 % wird dem Kunden oder der kleinen Kundengruppe der benötigte Dienst zur Verfügung gestellt. Die „durchgehenden“ anderen 90 % versorgen den nächsten Splitter in der Kaskade. Weiter in Downstream-Richtung zum Ende der Splitterkaskade verändert sich Leistungsverhältnis beispielsweise von 10/90 auf 15/85 und dann auf 20/80. Das ist erforderlich, um immer den optischen Leistungsanteil zur Verfügung stellen zu können, den der Dienst benötigt:

Dieses unsymmetrische Splitterkonzept bietet den Vorteil, dass zwischen den Splittern größere Entfernungen überbrückt und die Dienste einer kleineren Kundengruppe angeboten werden können. Damit ist diese Vorgehensweise ideal für ländliche Umgebungen oder Anwendungen mit größeren Streckenlängen geeignet. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass unsymmetrische Splitter mit einem Steckanschluss versehen sind. Das heißt, das gewünschte PON-Netzt lässt sich schneller installieren, etwa vergleichbar mit einem Plug-and-Play-Konzept, da der zusätzliche Zeitaufwand für das Spleißen entfällt. Das bedeutet auch, dass man das ganze PON-Netz eben nicht „auf einen Rutsch“ aufbauen muss. Stattdessen ist es nun ohne weiteres möglich, das Netz in mehreren Stufen zu realisieren, wenn die entsprechende Nachfrage es erfordert. Auch sind unsymmetrische Splitter kleiner, benötigen also kleinere Schränke und können sogar an Masten installiert werden. Beide Faktoren senken die Bereitstellungskosten.

Doch auch bei diesem Konzept sind einige Problemstellen zu beachten. Mehr Steckverbindungen bedeutet mehr potenzielle Fehlerstellen. Daher ist die Sichtprüfung der Faserendflächen wichtiger als je zuvor. Die größte Herausforderung ist jedoch die Ende-zu-Ende-Charakterisierung und -Zertifizierung des fertigen Netzes mit einem OTDR. Heute ist jedes moderne OTDR in der Lage, einen symmetrischen Splitter zu erkennen und auf der Kurve als solchen anzuzeigen. Unsymmetrische Splitter erzeugen jedoch eine geringfügig andere Signatur. Wenn das von Ihnen verwendete OTDR also nicht dafür optimiert ist, diese automatisch zu erkennen, wird der unsymmetrische Splitter wahrscheinlich als defekter Steckverbinder oder als Faserende ausgegeben. Damit wäre keine Zertifizierung möglich und eine unnötige Nachprüfung oder sogar Nacharbeit oder schlimmer noch, die manuelle Bearbeitung der OTDR-Ergebnisse, um die falsch erkannten Ereignistypen zu korrigieren, wäre die Folge. All diese Maßnahmen kosten nur Zeit und Geld.

Zum Glück unterstützen die PON-OTDRs und die Anwendung FTTH-SLM von VIAVI die Erkennung von unsymmetrischen Splittern. Sie bilden die branchenweit führende Lösung zur Ende-zu-Ende-Zertifizierung traditioneller symmetrischer und neuer unsymmetrischer Splitter-Architekturen in PON-Netzen. Damit ist garantiert, dass das optische Netz bereits beim ersten Versuch stets einwandfrei installiert, aktiviert und gewartet werden kann.

Mehr Informationen zu diesem Thema erhalten Sie in der Broschüre zur Anwendung FTTH-SLM. Sie können aber auch unser Poster zum Testen von passiven optischen Netzen (PON) herunterladen oder bestellen. Dieses gibt einen Überblick über die Tests, die in allen Lebenszyklen des Netzwerks (Installation->Inbetriebnahme->Aktivierung von Diensten->Wartung) auszuführen sind.

Falls Sie die ersten Teile dieses Blogs verpasst haben, hier sind sie:
Teil 1: Vergleich der echten bidirektionalen Analyse mit Schleifenmessungen
Teil 2: Größere Effizienz und Genauigkeit bei der PON-Zertifizierung.

Douglas Clague ist Solutions Marketing Manager für optische Feldlösungen bei VIAVI. Er verfügt über mehr als 20 Jahre Erfahrung auf dem Gebiet der Mess- und Prüftechnik mit Schwerpunkt auf Glasfaser- und Kabel-Technologien für die Telekommunikationsindustrie. Vor VIAVI hatte er verschiedene Positionen als Manufacturing Engineer, Solutions Engineer und Business Development Manager inne. Er arbeitet aktiv in zahlreichen Branchenorganisationen mit, die sich mit den Entwicklungstrends in der Glasfaser- und Kabeltechnologie befassen. Douglas Clague hat an der Brunel University in London studiert und einen Ehrentitel in Elektrotechnik/Elektronik erworben.