Optical Network Terminals (ONTs), Optical Line Terminals (OLTs) und das Glasfasernetzwerk

Einführung in Glasfasertechnologie

Glasfasertechnologie bildet das Rückgrat moderner Hochgeschwindigkeitsnetzwerke. Durch die Nutzung von Lichtimpulsen, die durch Glasfaserkabel gesendet werden, ermöglicht sie die Übertragung von Daten mit extrem hohen Bandbreiten und geringer Latenz. Diese Technologie ist entscheidend für den Fortschritt in der Telekommunikation und ermöglicht schnelle, zuverlässige und skalierbare Netzwerkinfrastrukturen. Eine zentrale Rolle in Glasfasernetzen spielen Optical Network Terminals (ONTs) und Optical Line Terminals (OLTs).

Glasfasernetzwerk-Architektur

Glasfasernetzwerke, insbesondere die Fiber to the Home (FTTH)-Architektur, bestehen aus mehreren Schlüsselknotenpunkten und -komponenten:

1. Optical Line Terminal (OLT)
2. Optical Network Terminal (ONT)
3. Passive Optical Network (PON)
4. Glasfaserkabel

Optical Line Terminal (OLT)

Optical Line Terminals (OLTs) sind zentrale Komponenten in einem Glasfasernetzwerk, die in der Regel in einem zentralen Büro des Netzbetreibers oder in einem Rechenzentrum untergebracht sind. Die Hauptfunktionen des OLT umfassen:

• Verwaltung der Verbindung zu den ONTs: Das OLT verwaltet die Kommunikation zwischen dem Netzwerk und den verschiedenen ONTs, die sich in den Haushalten oder Büros der Endbenutzer befinden.
• Signalverarbeitung und -verteilung: Es empfängt optische Signale von den ONTs, verarbeitet diese und leitet sie weiter in das Kernnetzwerk. Ebenso sendet das OLT optische Signale an die ONTs, die dann in elektrische Signale umgewandelt werden.
• Datenaggregation: Das OLT aggregiert die Daten von mehreren ONTs, um die Bandbreite effizient zu nutzen und eine zentrale Datenverarbeitung und -verteilung zu gewährleisten.

Technische Spezifikationen:

• Wellenlängen: Typische OLTs arbeiten mit Wellenlängen von 1310 nm für das Upstream-Signal und 1490 nm für das Downstream-Signal in GPON-Netzwerken. Bei XGPON-Netzwerken können auch Wellenlängen von 1577 nm verwendet werden.
• Datenraten: OLTs unterstützen hohe Datenraten, die von der verwendeten PON-Technologie abhängen. Beispielsweise bieten GPON-Systeme Datenraten von bis zu 2.488 Gbps im Downstream und 1.244 Gbps im Upstream, während XGPON-Systeme bis zu 10 Gbps im Downstream erreichen.

Optical Network Terminal (ONT)

Optical Network Terminals (ONTs) befinden sich am Endpunkt des Glasfasernetzwerks, typischerweise in den Haushalten oder Büros der Endbenutzer. Ihre Hauptaufgaben umfassen:

• Umwandlung von Signalen: ONTs wandeln die optischen Signale, die vom OLT gesendet werden, in elektrische Signale um, die von Endgeräten genutzt werden können. Ebenso werden die von den Endgeräten gesendeten elektrischen Signale in optische Signale umgewandelt und zum OLT zurückgesendet.
• Bereitstellung von Schnittstellen: ONTs bieten verschiedene Schnittstellen, wie Ethernet-Ports, um die Verbindung von Endgeräten wie Computern, Routern oder Telefonen zu ermöglichen.
• Netzwerkmanagement: Moderne ONTs sind oft in der Lage, grundlegende Netzwerkmanagement-Funktionen durchzuführen, wie z.B. das Überwachen der Verbindungsqualität und das Diagnostizieren von Netzwerkproblemen.

Technische Spezifikationen:

• Wellenlängen: ONTs sind typischerweise für die gleichen Wellenlängen wie OLTs ausgelegt, z.B. 1310 nm für Upstream und 1490 nm für Downstream in GPON-Systemen.
• Datenraten: Die Datenraten entsprechen den Spezifikationen des PON-Systems, an dem sie angeschlossen sind.

Passive Optical Network (PON)

Passive Optical Networks (PONs) sind Netzwerkinfrastrukturen, die Glasfaserverbindungen zwischen dem OLT und mehreren ONTs herstellen. PONs bestehen aus passiven optischen Splittern, die das Signal von einer einzigen Glasfaser auf mehrere Endbenutzer verteilen. Die wichtigsten Komponenten und Konzepte sind:

• Optische Splitter: Passiv optische Splitter teilen das optische Signal gleichmäßig auf mehrere Ausgänge auf. Diese Splitter sind so konzipiert, dass sie ohne aktive Elektronik arbeiten und daher keine zusätzliche Energie benötigen.
• Kaskadierung: PON-Netzwerke ermöglichen die Kaskadierung von Splittern, wodurch eine große Anzahl von ONTs von einem einzigen OLT versorgt werden kann. Typischerweise kann ein einzelner Splitter das Signal auf bis zu 32 oder 64 Ausgänge verteilen.
• Verkabelung: Glasfaserkabel verbinden das OLT mit den Splittern und den ONTs. Diese Kabel sind in der Regel single-mode, um lange Übertragungsstrecken mit hoher Bandbreite zu ermöglichen.

Fiber to the Home (FTTH)

Fiber to the Home (FTTH) bezeichnet ein Netzwerkkonzept, bei dem die Glasfaser direkt bis zum Endpunkt in den Haushalten oder Büros der Nutzer geführt wird. Dies ermöglicht maximale Bandbreiten und hohe Netzwerkgeschwindigkeiten. Die wichtigsten Merkmale von FTTH sind:

• Hohe Bandbreite: Da die Glasfaserverbindung direkt zum Endbenutzer führt, sind die Bandbreiten nahezu unbegrenzt, was sehr hohe Download- und Upload-Geschwindigkeiten ermöglicht.
• Minimale Signalverluste: Da die Glasfaserverbindung keine Kupferleitungen oder Koaxialkabel beinhaltet, gibt es weniger Signalverluste und Störungen, was zu einer stabilen und zuverlässigen Verbindung führt.
• Zukunftssicherheit: FTTH ist zukunftssicher, da Glasfasertechnologie problemlos auf höhere Datenraten und zukünftige Entwicklungen skaliert werden kann.

Zusammenfassung

Das Glasfasernetzwerk besteht aus einem komplexen Zusammenspiel von Optical Line Terminals (OLTs), Optical Network Terminals (ONTs) und Passive Optical Networks (PONs). Die FTTH-Architektur repräsentiert das höchste Niveau der Glasfaserimplementierung, indem sie die Glasfaser direkt zum Endbenutzer führt und damit höchste Bandbreiten und Stabilität bietet. OLTs und ONTs sind zentrale Komponenten in diesem System, die für die Umwandlung und Verwaltung der optischen Signale verantwortlich sind. Die passiven optischen Splitter in PON-Netzwerken ermöglichen eine effiziente Verteilung der Glasfaserressourcen und tragen zur Skalierbarkeit und Effizienz der Netzwerkinfrastruktur bei.

Dieser Artikel bietet eine detaillierte technische Beschreibung der Funktionen und Interaktionen von OLTs und ONTs innerhalb eines Glasfasernetzwerks und erklärt, wie die FTTH-Architektur eine leistungsfähige und zukunftssichere Netzwerkinfrastruktur bereitstellt.