Die passive optische Netzwerktechnologie (PON) ist für Breitbandbetreiber eine grundlegende Voraussetzung für die Durchführung großflächiger FTTX-Projekte, da sie eine einfache und kostengünstige Implementierungsmöglichkeit bietet. Mit der Weiterentwicklung dieser Technologie durch das Aufkommen von Derivaten der nächsten Generation werden die Datenraten und Aufteilungsverhältnisse, die PON-basiertes FTTX unterstützt, deutlich steigen. Dies verschärft jedoch auch die ohnehin schon erheblichen Herausforderungen bei der Erprobung von PON.
Ziel dieses Artikels ist es, zu analysieren, wie die Herausforderungen, die diese neuen Formen der PON für Testingenieure darstellen, bewältigt werden können. Er beschreibt detailliert die aktuell für diese Art von Arbeit benötigten fortschrittlichen Testgeräte sowie die verschiedenen Möglichkeiten zur Anschaffung solcher Geräte.
Markttreiber für FTTX:
Die grundlegenden Dynamiken für den FTTX-Ausbau waren zwar bereits vorhanden (z. B. die steigende Anzahl vernetzter Geräte pro Haushalt, die wachsende Beliebtheit von Online-Spielen, 4K/8K-Videostreaming und Cloud-Diensten), doch spielen nun weitere Faktoren eine Rolle. So werden die Veränderungen unserer Arbeitskultur infolge der globalen COVID-19-Pandemie zweifellos erhebliche langfristige Auswirkungen haben. Ein deutlich größerer Teil der Bevölkerung arbeitet mittlerweile von zu Hause aus, und viele von uns werden dies voraussichtlich auch in Zukunft zumindest teilweise tun. Folglich wird die Nachfrage nach Breitbandanschlüssen für Privathaushalte hoch bleiben, und der FTTX-Ausbau dürfte sich daher mit ziemlicher Sicherheit deutlich beschleunigen.
Neue PON-Standards:
Gigabit PON (GPON) wurde erstmals 2003 eingeführt. Es kombinierte die Vorteile der gemeinsam genutzten Punkt-zu-Mehrpunkt-Glasfaser von PON mit der Möglichkeit, mit einer gegebenen Infrastrukturinvestition mehr Abonnenten zu bedienen und gleichzeitig die unterstützten Datenraten deutlich zu erhöhen. Es bot Download-Geschwindigkeiten von bis zu 2,5 Gbit/s und Upload-Geschwindigkeiten von bis zu 1,25 Gbit/s. In den folgenden Jahren folgten auf GPON weitere asymmetrische Standards. Der steigende Bandbreitenbedarf führte naturgemäß zu Forderungen nach noch höheren Geschwindigkeiten. Da sich das Nutzerverhalten änderte, wurde die Unterscheidung zwischen Upload- und Download-Anforderungen weniger deutlich. Dies führte zum Bedarf an symmetrischen Standards.
Die Einführung von XGS-PON ermöglichte die Datenübertragung von 10 Gbit/s über einen einzigen Kanal in beide Richtungen mittels Wellenlängenmultiplex (WDM). Darauf folgte NG-PON2, wodurch nun ein symmetrischer Betrieb über 4 bzw. 8 Downlink- und Uplink-Kanäle angeboten werden kann. Dies entspricht einer Gesamtkapazität von bis zu 80 Gbit/s über eine einzelne Faser. Der Schlüssel zu dieser Technologie liegt im Einsatz von Zeitmultiplexverfahren (TWDM) und der Integration abstimmbarer Laser in das System.
Bei GPON werden Wellenlängen von 1490 nm und 1310 nm für Downlink- bzw. Uplink-Verkehr verwendet. NG-PON2 nutzt 1600 nm für Downlink und 1530 nm für Uplink, während XGS-PON auf 1577 nm für Downlink und 1270 nm für Uplink setzt. Die Koexistenz dieser beiden neueren Standards mit GPON ist ein bemerkenswerter Aspekt. Dadurch können Betreiber die Service-Level-Anforderungen verschiedener Kunden mit einem Großteil derselben Infrastruktur erfüllen und so bereits getätigte Investitionen schützen. Dies bedeutet auch, dass Betreiber bei einem zukünftigen Upgrade ihr GPON-Netzwerk problemlos auf XGS-PON oder NG-PON2 migrieren können, ohne den Großteil der vorhandenen Hardware (insbesondere der Glasfaserverkabelung) modifizieren zu müssen. Es müssen lediglich einige wenige optoelektronische Bauteile ausgetauscht werden.
Die Tatsache, dass sowohl XGS-PON als auch NG-PON2 auf längeren Downlink-Wellenlängen als herkömmliches GPON basieren, bringt jedoch gewisse Nachteile mit sich. Vor allem sind sie dadurch höheren Leistungsverlusten ausgesetzt. Die Verwendung mehrerer Wellenlängen erhöht zudem die Komplexität der Testverfahren erheblich. Weitere potenzielle Probleme müssen ebenfalls berücksichtigt werden, wie beispielsweise die erhöhte Anfälligkeit des Ausgangssignals für Faserbiegungen durch unsachgemäße Installation.
Geeignete Testgeräte:
Das Exfo P-174631 FTTH Contractor Kit eignet sich sowohl für ältere als auch für PON-Infrastrukturen der nächsten Generation. Das Kit umfasst einen handlichen EX1 GPON-Tester, einen hochpräzisen OX1 Fehlerdetektor und eine FIP-4858 Glasfaser-Inspektionssonde.
Das tragbare Glasfaser-Testgerät Viavi SmartOTDR ermöglicht die effiziente Analyse von Netzwerken nach den neuesten PON-Standards. Dank optischer Reflektometrie im Zeitbereich und visueller Fehlerortung erlaubt es eine detaillierte Fehlersuche und kann bis zu 256.000 Datenpunkte verarbeiten. Die mitgelieferte Software Smart Link Mapper vereinfacht die Interpretation der Testdaten erheblich, was zu schnelleren Testergebnissen und einem geringeren Fehlerrisiko führt. Darüber hinaus verfügt das Gerät über integrierte Leistungsmessfunktionen mit kalibrierten Wellenlängen von 1310 nm, 1490 nm, 1550 nm, 1625 nm und 1650 nm.
Fazit:
Mit der Einführung von XGS-PON und NG-PON2 hat sich das Glasfasernetz deutlich weiterentwickelt und ermöglicht nun die Bereitstellung symmetrischer 10-Gbit/s-Anschlüsse für Privathaushalte. Dies erfordert jedoch anspruchsvollere Testverfahren sowie den Zugriff auf modernste Messgeräte mit allen notwendigen Funktionen. Angesichts der rasanten Entwicklung im FTTX-Sektor, der kurzen Infrastrukturzeiten und der regelmäßigen Einführung neuer Standards ist der direkte Kauf neuer Geräte möglicherweise nicht kosteneffizient. Alternative Beschaffungsmethoden sollten daher in Betracht gezogen werden.
Durch die Partnerschaft mit führenden Anbietern wie Viavi und Exfo ist Electro Rent bestens aufgestellt, um Testingenieuren die benötigte Ausrüstung für ihre FTTX-Testaufgaben bereitzustellen. Ein breites Sortiment an Geräten ist ab Lager versandbereit, wodurch Lieferzeiten entfallen und die Einhaltung von Projektfristen sichergestellt wird. Zu den angebotenen Beschaffungsoptionen gehören Kurzzeitmiete, Langzeitleasing, Mietkauf und der Erwerb gebrauchter Geräte.
Durch die Implementierung einer effektiveren Teststrategie, die die verschiedenen oben genannten Beschaffungsmethoden für Geräte umfasst, kann der verfügbare Lagerbestand besser an den aktuellen Bedarf angepasst und bei Bedarf flexibel weiterentwickelt werden. Nicht mehr benötigte Geräte können schnell durch andere, dringend benötigte Instrumente ersetzt werden. Die Anzahl der Geräte lässt sich je nach Bedarfsschwankungen erhöhen oder verringern.
Von Richard Martin, Produktleiter bei Electro Rent
