Fachbeitrag - DCT DELTA GmbH

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TECHNOLOGIE
RFoG – Technologie
Sackgasse oder der nächste Schritt Richtung XPON / von Martin Beck, DELTA Electronics
ie sukzessive Einführung von
DOCSIS 3.1-Übertragungstechnik beginnt langsam Fahrt
aufzunehmen. Mittlerweile sind die
notwendigen Komponenten auch in
Stückzahlen verfügbar, sodass die
Kabelnetzbetreiber ihre mittelfristige
Investitionsplanung auf den Bandbreitenausbau bis 1.2GHz in den
verschiedenen Netzebenen umsetzen
können. So können im Wesentlichen
drei unterschiedliche Startvoraussetzungen vorhanden sein und wie nachfolgend charakterisiert werden:
1. Eine klassische existierende HFCInfrastruktur (z.B. optische Zuführung
+ wenige Breitbandverstärker in Kaskade,
D
2. eine bereits implementierte „FiberDeep“ Netzstruktur mit typisch nur noch
einem Breitbandverstärker nach dem
Fibernode und
3. sogenannte „New-Builds“, bei denen,
bedingt durch unterschiedliche Rahmenbedingungen, die Glasfaser bis in den Teilnehmerbereich verlegt werden können.
Für die erste Kategorie bietet die Industrie mittlerweile ein breites Angebot an
optischen 1.2GHz Sende- und Übertragungsprodukten an, gleichfalls für den
koaxialen Bereich mit leistungsfähigen
Breitbandverstärkern und passiven koaxialen Komponenten. So bietet Delta Electronics mit der Verstärkerserie auf GaAsBasis die passende Lösung für Netze, die
mit hoher Verstärkung, aber nicht mit
höchsten HF-Pegel geplant wurden. Mit
der Verstärkerserie auf GaN-Basis werden
auch die höchsten Performanceansprüche an den HF-Ausgangspegel erfüllt. Für
den Frequenzausbau auf 1.2GHz und
Einführung des DOCSIS 3.1-Standards
werden damit nur geringe Infrastrukturinvestitionen notwendig, da meist mit
dem Austausch durch die neuen Produkte die erweiterten Frequenzbereiche
im Hin- und Rückweg, und damit Bandbreitenerweiterungen, voll genutzt werden können.
Für die zwei verbleibenden Ausgangsfälle stellt sich damit die Frage nach einer
Lösung, die zum einen die Glasfaserführung bis in den Teilnehmerbereich, als
auch einen zukunftsorientierten Weg in
TECHNOLOGIE
© DELTA E ectron cs
O-MISOs zurückgezogen.
Im Gegensatz zu logistisch
aufwändig zu administrierenden RFoG-Nodes mit bis
zu 16 fixen CWDM-Wellenlängen oder komplexen und
aufwändigen RFoG-Nodes
mit der möglichen Einstellbarkeit von 4 bis 8 Wellenlängen, können an einem
aktiven Splitter besonders
kostengünstige RFoG-Nodes
mit einer fixen Wellenlänge
eingesetzt werden. Ermöglicht wird dies durch den
speziellen Aufbau eines
Multi-Dioden-Receivers.
Wie auch in der Abbildung 2 ersichtlich werden die angeschlossenen RFoGNodes jeweils einzeln im Gerät optisch/
elektrisch gewandelt und erst auf der
elektrischen HF-Ebene zu einem Summensignal zusammengefasst. Nach einer
Anpassung des HF-Pegels mittels eines
rauscharmen Verstärkers wird das Rückwegsummensignal über einen optischen
Sender mit bis zu einem Signalpegel von
6 dBm zum Headend zurückgeführt. Der
optische Sender kann grundsätzlich mit
verschiedenen Wellenlängen aus dem
CWDM-Fenster gewählt werden. In Vorwärtsrichtung ermöglicht der O-MISO
durch den Einsatz eines integrierten
EDFA die vollständige Kompensation
der optischen Dämpfung (bei 1:32 ca.
17dBm).
Damit erreicht diese aktive Splitterlösung zwei wesentliche Vorteile:
Zum einen wird eine deutliche Steigerung des möglichen optischen Budgets
eines Verteilnetzes ermöglicht, bei gleichzeitiger Einsparung von notwendigen
Glasfasern, denn es können über unterschiedliche
CWDM-Wellenlängen bis
zu vier O-MISOs kaskadiert
werden. Zum anderen wird
durch den deutlich höheren Rückwegsendepegel
ein spezieller (und teurer)
RFoG-Rückwegempfänger
im Headend verzichtbar –
es kann im Prinzip ein Standard HFC-Rückwegempfänger eingesetzt werden – als
auch die ankommende Sig-
Abbildung 1: Kabelnetzinfrastruktur
einer vollständig kompatiblen DOCSIS
3.1-Systemlösung mündet. Waren in den
vergangenen Jahren Themen wie „OBIEffekte“ oder zu geringe Störabstände die
zentralen Herausforderungen, ist es heute
die Realisierung eines „aktiven“ Splitters/
Repeaters als zentralen Verteilpunktes in
den Teilnehmeranschlussbereich. Durch
diesen aktiven Repeater O-MISO, auch
als „Multi-Dioden-Receiver“ (MDR)
bezeichnet, wird eine transparente Übertragung des aktuellen DOCSIS 3.1-Spektrums in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung anstelle eines passiven optischen
Splitters ermöglicht. Delta Electronics
hat verschiedene Varianten dieser MDRs
entwickelt und führt dieses System als
„O-MISO“ (Optical-Multiple Input Single Output). Damit wird im Prinzip ein
Teil der „Intelligenz“ des RFoG-Nodes in
den optischen Verteilpunkt am Ort des
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Richtung Gigabit-XPON ermöglichen.
Hier kommt die Implementierung einer
RFoG-Lösung (RF over Glas) als logische
Antwort auf die gegebenen Anforderungen in Frage. Grundsätzlich entspricht
die RFoG-Netztopologie 1:1 einer G(X)
PON-Implementierung und macht damit
als Zwischenschritt für die meisten Kabelnetzbetreiber Sinn, um die verhältnismäßig hohen Investitionen in die eigentliche Glasfaserinfrastruktur über einen
sehr langen Zeitraum nutzen und auch
amortisieren zu können. So kann die
bestehende DOCSIS-Verwaltungs- und
Kundenbetreuungsstruktur mit einer
„state-of-the-art“ optischen Netztopologie
weitergenutzt werden.
Mittlerweile zählen wir im Bereich
der RFoG-Technologie bereits eine Reihe
von Entwicklungszyklen, welche letztendlich mit dem aktuellen Ansatz in
Abbildung 2: Blockdiagramm O-MISO
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Cable!Vision 3/2017
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Abbildung 3: DOCSIS 3.1-HUB-Design mit bis zu 512 RFoG-Nodes
nalgüte wird verbessert, was zu höheren einsetzbaren Modulationsarten und
dadurch höhere Bandbreite führen kann
und wird.
Die Entwicklung von unterschiedlichen Varianten mit Splittingfaktoren
von 1:4 bis hin zu 1:32 erlauben bei
der Planung der Glasfaserinfrastruktur
vielfältige Möglichkeiten, wobei ein
Nachteil dieser Lösung – im Vergleich
mit einem rein passiven Splitter – durch
deutlich höhere Kosten an dieser Stelle
gegeben ist. Aus diesem Grund hat
Delta Electronics eine Innovation vorgestellt, bei der die Kosten des O-MISO
nicht nur durch 32 RFoG-Nodes geteilt
werden können, sondern von einem
O-MISO bis zu 128 RFoG-Nodes betrieben werden können. Mit der Einführung dieser als „high gain“ bezeichneten
O-MISO-Version ermöglicht Delta seinen Kunden eine hochperformante Systemlösung, die jeweils bis zu vier RFoGNodes an einem O-MISO Eingang bei
der 1:32-Variante und bis zu acht RFoGNodes an einem 1:16 O-MISO realisiert.
Damit werden die notwendigen Investitionen in die Kombination O-MISO +
RFoG-Nodes annähernd um den Faktor
vier günstiger, bei gleicher Performance
in Vor- und Rückwärtsrichtung!
Abbildung 3 zeigt eine mögliche
HUB-Konfiguration, bei der mit einer
Glasfaser vom Headend bis zu 4 x 128
RFoG-Nodes angebunden werden.
Realisiert wird diese deutliche Reduktion durch ein neuartiges Konzept zur
Aufbereitung der Rückwegsignale im
O-MISO durch den Einsatz spezieller
optischer Eingangsfilter verbunden,
mit einer deutlichen Verstärkung des
HF-Pegels zur Zusammenführung des
Summensignals. Des Weiteren müssen
bei dieser Systemlösung entweder bei
der 1:32-Variante vier RFoG-Nodes mit
jeweils unterschiedlichen Rückwegwellenlängen, bzw. acht unterschiedliche Rückwegwellenlängen bei der
1:16-Variante eingesetzt werden.
Zusammenfassung
DELTA Electronics ist einer der wenigen Hersteller mit einem komplett neu
entwickelten und bereits verfügbaren
DOCSIS 3.1 (1.2 GHz) Produktportfolio im gesamten optischen Bereich,
auch mit einer umfassenden Auswahl
an aktiven Repeatern von 1:4 bis zu
1:32 Splittingfaktor für Indoor- und
Outdoor-Anwendungen.
Dabei wurde eine Vielzahl von
technologischen Herausforderungen
gemeistert, um beste Signalqualität,
sehr hohe Ausgangspegel, kompakte
Bauweise, energieeffiziente Produkte,
benutzerfreundliches Design und
Management-Funktionen zu kombinieren.
Produziert werden all diese Produkte
und Systemlösungen in Deutschland,
um neben hoher Produktqualität
auch eine höchste Lieferflexibilität zu
gewährleisten.
Zusätzlich bietet DELTA Electronics
auch Unterstützung an, um Netzwerke zu planen und zu analysieren
und somit Kabelnetzbetreiber ideal zu
unterstützen, um für die DOCSIS 3.1
Zukunft gerüstet zu sein. (MB)
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