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OPTISCHE ANSCHLUSSNETZE 1 Weitere Top-Infos unter ITWissen.info OPTISCHE ANSCHLUSSNETZE Inhalt 10GPON, 10 gigabit Ethernet PON APON, ATM over passive optical network BPON, broadband passive optical network CWDM, coarse wavelength division multiplex DBA, dynamic bandwidth allocation DWDM, dense wavelength division multiplexing EFM, Ethernet in the first mile EFMP, Ethernet first mile using passive optical network EPON, Ethernet passive optical network FTTA, fiber to the amplifier FTTB, fiber to the building FTTC, fiber to the curb FTTCab, fiber to the cabinet FTTD, fiber to the desk FTTEx, fiber to the exchange FTTH, fiber to the home FTTL, fiber to the loop FTTO, fiber to the office FTTR, fiber to the radio FTTT, fiber to the terminal GPON, gigabit PON NWDM, narrow WDM OLT, optical line termination Optischer Kreuzverteiler Optisches Verteilnetz Optisches Zugangsnetz Ortsvermittlungsstelle PON, passive optical network WDM-PON, wavelength division multiplexing PON WDM, wavelength division multiplexing WWDM, wide wavelength division multiplex Zugangsnetz Impressum: Herausgeber: Klaus Lipinski Optische Anschlussnetze Copyrigt 2009 DATACOM-Buchverlag GmbH 84378 Dietersburg Alle Rechte vorbehalten. Keine Haftung für die angegebenen Informationen. Produziert von Media-Schmid www.media-schmid.de Exit 2 Weitere Top-Infos unter ITWissen.info OPTISCHE ANSCHLUSSNETZE 10GPON 10 gigabit Ethernet PON 10-Gigabit-Ethernet PON Die verschiedenen im Anschlussbereich einsetzbaren PON-Varianten APON ATM over passive optical network BPON broadband passive optical network Passives optisches Breitbandnetzwerk Exit Index 3 10GPON ist eine weitere Gigabit-PON-Variante, die auf 10-GigabitEthernet basiert. FSAN und IEEE 802.3 beschäftigt sich in der Arbeitsgruppe 802.3av mit diesem Thema und einer Standardisierung von 10GPON. Neben der 10fach höheren Datenrate gegenüber GPON soll vor allem die Koexistenz von 10GPON mit GPON sichergestellt werden. Als Ansätze werden eine asymmetrische Übertragung mit 10 Gbit/s im Downstream und 1 Gbit/s im Upstream und eine symmetrische Übertragung mit jeweils 10 Gbit/s diskutiert. Die überbrückbaren Entfernungen für 10GPON liegen bei 20 km über Monomodefasern. APON (ATM over Passive Optical Network) ist eine Netzkonfiguration bei der die Informationsübermittlung in optischen Netzen mittels ATM-Protokoll erfolgt, wozu der ATM-Header um den APON-Overhead ergänzt wird. Wird APON im Zugangsnetz eingesetzt, werden die von der Vermittlungsstelle zum Kunden übertragenen ATM-Zellen, also Downstream, an alle Teilnehmer verteilt. In umgekehrter Richtung, Upstream, werden die Zellen kollisionsfrei zusammengefügt und zur Vermittlungsstelle übertragen, wobei die notwendige Synchronisation über den APON-Overhead erfolgt. APON ist eine kostengünstige Technologie für FTTH, die sich durch die hohe Qualität von Operation, Administration, and Maintenance (OAM) auszeichnet. Die Datenraten liegen im Downstream bei 622 Mbit/s und im Upstream bei 155 Mbit/s. APON überträgt die Signale zwischen dem OLT und den ONTs im Wellenlängenmultiplex (WDM). Die ITU hat in der Empfehlung G.983.3 neben dem vorhandenen Downstream-Band zwischen 1.480 nm und 1.500 nm ein zusätzliches Wellenlängenband für zukünftige Anwendungen wie Video-Übertragungen spezifiziert. Dieses Konzept wird in BPON realisiert und benutzt das Wellenlängenband zwischen 1.539 nm und 1.565 nm. Broadband Passive Optical Network (BPON) ist wie Passive Optical Network (PON) eine passive optische Technik, die im Zugangsbereich eingesetzt wird und mit ATM arbeitet. In dieser PON-Variante werden im Downstream Übertragungsraten von 622 Mbit/s erreicht, im Upstream 155 Mbit/s. BPON benutzt für die Videodienste einen separaten Wellenlängenbereich. Diese Geschwindigkeiten eignen sich nur bedingt für die Übertragung von hochauflösendem Digital-TV, Weitere Top-Infos unter ITWissen.info OPTISCHE ANSCHLUSSNETZE HDTV, besser ist dafür GPON geeignet. Außerdem ist die im DBA-Verfahren (Dynamic Bandwidth Allocation) festgelegte Splitrate, das ist die Anzahl der mit der Zentrale verbundenen Kundensysteme, mit 6:1 relativ gering. Eine höhere DBA-Rate hätte eine bessere Bandbreitennutzung zur Folge, für den angeschlossenen Kunden allerdings auch eine geringere Datenrate. Um Video übertragen zu können hat die ITU in den BPON-Spezifikationen eine separate Wellenlänge spezifiziert. CWDM coarse wavelength division multiplex CWDM-Verfahren Wellenlängenmultiplex bei der CWDM-Technik DBA dynamic bandwidth allocation DBA-Verfahren Exit Index 4 Coarse Wavelength Division Multiplex (CWDM) ist ein Wellenlängenmultiplex für Stadtnetze und Anschlussnetze. Die Übertragung erfolgt in 18 Kanälen mit Wellenlängen zwischen 1.270 nm und 1.610 nm mit einem Kanalraster von 20 nm. Die Kanalbreite selbst beträgt 13 nm, die verbleibenden 7 nm sind als Sicherheitsabstand zum nächsten Kanal und als Toleranz für die Laserdioden. Die Übertragungsrate liegt bei 2,5 Gbit/s pro Kanal, so dass mit einem Vierkanal-Multiplexer maximale Übertragungsraten von 10 Gbit/s, beispielsweise für 10GbE, möglich sind. Bei CWDM, das in der ITU-Empfehlung G.694.2 beschrieben ist, werden VCSEL-Laser als schmalbandige Emissionsquellen eingesetzt. Der Signal-Rauschabstand zwischen den einzelnen Kanälen ist mit mindestens 25 dB angegeben. Der Einsatz von CWDM mit Gradientenfasern sieht den Wellenlängenbereich im unteren optischen Fenster vor. Dabei beträgt der Kanalabstand 25 nm, die vier Wellenlängen liegen ab 780 nm aufwärts. CWDMStrecken können als Punkt-zu-Punkt-Verbindungen über Entfernungen bis 50 km realisiert werden. Der Übergang von der CWDM-Technik zur DWDM-Technik kann mittels Hybrid-CWDM/DWDM erfolgen. Dynamic Bandwidth Allocation (DBA) ist ein statistisches Multiplexverfahren mit dem die zur Verfügung stehende Bandbreite eines BPON-Anschlusses für den einzelnen Nutzer um einen bestimmten Faktor erhöht wird. Das DBA-Verfahren basiert auf der Überlegung, dass nicht alle angeschlossenen Nutzer gleichzeitig die gesamte Bandbreite benötigen, sondern immer nur einige von ihnen. Deswegen kann den anderen Nutzern eine höhere Bandbreite zugewiesen werden. Bei BPON sind es im Upstream 155 Mbit/s, die sich 32 Nutzer teilen. Die daraus resultierende theoretische Datenrate wird mit dem DBA-Verfahren um den Split-Faktor erhöht. Ist dieser 1:5, dann erhöht sich die zur Verfügung stehende Bandbreite um 20 %. Weitere Top-Infos unter ITWissen.info OPTISCHE ANSCHLUSSNETZE DWDM dense wavelength division multiplexing DWDM-Technik DWDM-Spektralraster Exit Index 5 DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) ist ein optisches Wellenlängenmultiplex mit der enormen Leistungsfähigkeit von mehreren Tbit/s, das im ITU-Standard G.604.1 standardisiert ist. Bei der DWDM-Technik wird der Wellenlängenbereich zwischen 1.260 nm und 1.675 nm für die Übertragung im Weitverkehrsbereich benutzt, der in drei Wellenlängenbänder, dem SBand, C-Band und L-Band unterteilt ist. Als Grundwellenlänge wird die Wellenlänge des optischen Fensters bei 1.550 nm verwendet, auf die bis zu 160 unterschiedliche Wellenlängen symmetrisch aufmoduliert werden. Diese werden dann über eine Glasfaser übertragen und empfangsseitig durch optische Filter wieder voneinander getrennt. Die Kanalabstände betragen 0,8 nm. Der 0,8-nm-Abstand entspricht einem 100-GHz-Spacing zwischen zwei Kanälen und wird als ITU-Grid bezeichnet. Weitere standardisierte Kanalabstände betragen 50 GHz, 25 GHz und 12,5 GHz, was Wellenlängenabständen von 0,4 nm, 0,2 nm oder 0,1 nm entspricht. Marktgängig sind derzeit Systeme mit 16 bis 64 Kanälen. Für die Reichweite hat die ITU Entfernungen optische SDHSchnittstellen von 80 km, 120 km und 160 km spezifiziert, bekannt als Long Haul, Very Long Haul (VLH) und Ultra Long Haul (ULH). Die Voraussetzungen für die DWDM-Technik wurden durch die moderne Halbleitertechnologie geschaffen, die DFB-Laser mit einer geringen spektralen Bandbreite zur Verfügung stellt, damit mehrere Übertragungskanäle in einem optischen Fenster realisiert werden können. Darüber hinaus ermöglicht die moderne Kopplertechnik deutlich geringere Kanalabstände, weil sie steile Filterkurven und hohe Weitere Top-Infos unter ITWissen.info OPTISCHE ANSCHLUSSNETZE Sperrdämpfungen aufweist. Auch bei den Faserverstärkern (OFA und EDFA) wurden wesentliche entwicklungstechnische Fortschritte erzielt. In der praktischen Anwendung kann die DWDM-Technik unidirektional oder bidirektional arbeiten, also nur in einer Richtung oder auch in beiden Richtungen. Es können bis zu vierzig OC-48 mit 2,488 Gbit/s gleichzeitig über eine Glasfaser übertragen, was einer Übertragungsgeschwindigkeit von 100 Gbit/s entspricht. Dabei kann die DWDM-Technik unidirektional oder bidirektional arbeiten, also nur in einer Richtung oder auch in beiden Richtungen. Im Rahmen der 10-Gigabit-Ethernet-Technologie rücken Übertragungswerte von 1 Tbit/s in den Bereich des Möglichen, wenn man davon ausgeht, dass man 80 Kanäle mit jeweils 10 Gbit/s überträgt. EFM Ethernet in the first mile Szenarien für EFM Exit Index 6 Die Arbeitsgruppe 802.3ah des IEEE widmet sich dem Anschlussbereich. Dieser im Allgemeinen als LastMile bekannte Bereich heißt bei IEEE First Mile, weil die Betrachtungsweise vom LAN aus erfolgt. Ethernet in the First Mile (EFM) bildet dabei einen wichtigen Standard für Ethernet-Zugangsnetze. Es wird die Ethernetbasierte Vereinheitlichung des Netzzugangs vorantreiben und andere Zugangstechniken wie die T- und EÜbertragungsschnittstellen ablösen. Ethernet in the First Mile nutzt das Medienzugangsverfahren (MAC) von 802.3 als Zugangstechnologie im Anschlussbereich. Durch diese Technologie entfallen aufwendige Protokollumsetzungen zwischen den verschiedenen Zugangstechniken und die Netzwerkinfrastruktur eines Anwenders kann direkt mit der des Service Providers verbunden werden. Anwender und Service Provider können die gleiche Technologie verwenden. Die EFM-Architektur unterstützt Punkt-zu-Punkt-Verbindungen (P2P) über Lichtwellenleiter und auf Kupferkabel, aber auch Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen (P2MP) auf LwL-Basis und Ethernet über passive optische Netze, EFMP. Bei EFM läuft der Verkehr vom Teilnehmer immer zu einem zentralen Verteilpunkt, dem Central Office (CO). Im Falle der kupferbasierten Punkt-zu-PunktVerbindung, EFMC, werden Datenraten von 10 Mbit/s über 750 m über vorhandenes Kupferkabel erreicht. Bei der gleichen Verbindungsart über Lichtwellenleiter, EFMF, liegen die Übertragungsraten bei bis zu 1000 Mbit/s über 10 km. Als Szenarien für die Standardisierung gibt es: EPON, das passive optische Netzwerk für Punkt-zu-MehrpunktVerbindungen mit Glasfaser bis zum Heim und EoVDSL, Ethernet über VDSL. EoVDSL ist eine Hochgeschwindigkeits- Weitere Top-Infos unter ITWissen.info OPTISCHE ANSCHLUSSNETZE DSL-Technik, mit der Datenraten im Downstream von bis zu 52 Mbit/s erzielt werden. Neben den genannten Aktivitäten gibt es noch die OAM-Arbeitsgruppe (Operation, Administration and Maintenance), die sich mit dem Remote Error Indication, dem Remote Loopback und dem Link Monitoring beschäftigt. Darüber hinaus gibt es weitere Aktivitäten hin zu einem 10-Gigabit-Ethernet im Anschlussbereich, dem 10Gigabit-Ethernet PON (10GPON). Diese Aktivitäten werden von der IEEE-Arbeitsgruppe 802.3av bearbeitet. EFMP Ethernet first mile using passive optical network EPON Ethernet passive optical network Konzept von EPON Exit Index 7 Ethernet in the First Mile (EFM) hat mehrere Topologien, die als Punkt-zu-Punkt- oder als Punkt-zuMehrpunkt-Verbindung über Glasfaser und TP-Kabel realisiert sein können. Ethernet First File using Passive Optical Network (EFMP) arbeitet als Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung mit Monomodefasern über Entfernungen von bis zu 10 km mit Datenraten von 1 Gbit/s. Diese Topologie basiert auf dem passiven optischen Netz (PON). Unter der Abkürzung EPON (Ethernet Passive Optical Network) ist ein optisches Verfahren standardisiert mit dem eine Mehrpunktverbindung mit dem IP-Protokoll realisiert wird. Von der Struktur her basiert dieses Netz auf einem Central Office (CO), von wo die Informationen im Broadcast an alle Teilnehmer gesendet werden. Ein passiver optischer Verteiler (POS) sorgt für die Mehrpunktverbindung. Die Datenströme von und zu den Teilnehmern werden mit dem Multi Point Control Protocol (MPCP) gesteuert. Der Rückkanal vom Teilnehmer zur Vermittlungsstelle arbeitet mit MultiplexTechnik, wobei jedem Teilnehmer Slots für die Übertragung zur Verfügung gestellt werden. EPON wird durch einen optischen Splitter realisiert, der die Information über eine Glasfaser auf die angeschlossenen Teilnehmer verteilt. Das Upstream und Downstream wird durch Wellenlängenmultiplex (1.300 nm und 1.500 nm) auf dem gleichen Lichtwellenleiter realisiert. Als Übertragungsmedium wird eine Monomodefaser verwendet, die eine Strecke von bis zu 10 km überbrücken kann. Die Übertragung erfolgt bidirektional mit einer Übertragungsrate von 1,244 Gbit/s. Es sollen mindestens 16 Teilnehmer versorgt werden können. EPON ist eine von mehreren Varianten für passive optische Netze (PON), deren Spezifikationen von IEEE 802.3ah erarbeitet wurden. Das Verfahren ist bekannt unter Ethernet in the first Mile (EFM). Es ist Weitere Top-Infos unter ITWissen.info OPTISCHE ANSCHLUSSNETZE vergleichbar mit GPON, das in Europa und den USA auf ein größeres Interesse stößt. FTTA fiber to the amplifier Die FTTA-Technik ist wie alle anderen FTTL-Techniken eine Glasfaseranschlusstechnik, bei der die Glasfaser bis zum letzten Verstärker geführt wird. Von dort aus erfolgt der Teilnehmeranschluss über Kupferkabel. FTTB fiber to the building Die FTTB-Technik ist eine Glasfaser-Anschlusstechnik (FTTL), bei der die Glasfaser bis in das Gebäude geführt wird. Im Gebäude wird das optische Signal über die ONU in ein elektrisches Signal gewandelt, das über die im Gebäude vorhandene Kupferverkabelung bis hin zur Teilnehmer-Anschlussdose geführt wird. Die überbrückbare Entfernung liegt bei ca. 500 m. Es stehen 8 bis 16 Breitbandzugänge zur Verfügung. Die Übertragungsgeschwindigkeit liegt im Upstream und im Downstream bei 25 Mbit/s. FTTC fiber to the curb Die FTTC-Technik ist wie alle anderen FTTL-Techniken eine Glasfaseranschlusstechnik, bei der die Glasfaser im Anschlussbereich zwischen Ortsvermittlungsstelle und dem Schaltverteiler »am Bordstein«, geführt wird. Dort erfolgt über die optische Netzwerkeinheit (ONU), die sich in dem Schaltverteiler befindet, eine Signalumsetzung und die weitere Übertragung zum Teilnehmeranschluss über Kupferkabel. Die überbrückbare Entfernung liegt bei ca. 550 m. Es stehen 32 bis 64 Breitbandzugänge zur Verfügung. Die Übertragungsgeschwindigkeit liegt im Upstream zwischen 2 Mbit/s und 12 Mbit/s und im Downstream zwischen 25 Mbit/s und 52 Mbit/s. Bei der FTTCab-Technik handelt es sich um eine Glasfaseranschlusstechnik, bei der die Glasfaser im Anschlussbereich bis zum Kabelverzweiger geführt wird. Dort erfolgt über die Optical Network Unit (ONU) eine Signalumsetzung und die weitere Übertragung zum Teilnehmeranschluss über Kupferkabel. Die Cabinet-Lösung (FTTCab) bietet 64 bis 128 Breitbandzugänge und Übertragungsgeschwindigkeiten im Upstream und Downstream von 25 Mbit/s. FTTCab fiber to the cabinet Architektur des Zugangsnetzes Die FTTD-Technik ist eine Glasfaseranschlusstechnik, bei der die Glasfaser bis zum Arbeitsplatz geführt wird. Die Glasfaser kann dabei bis zur Anschlussdose geführt sein oder aber unmittelbar bis zum Endgerät. FTTD fiber to the desk Exit Index 8 Weitere Top-Infos unter ITWissen.info OPTISCHE ANSCHLUSSNETZE Bei dieser Art der Anschlusstechnik steht dem Anwender eine hohe Bandbreite am Arbeitsplatz zur Verfügung über die er alle Dienste und Anwendungen übertragen kann. Die FTTD-Lösung ist segmentierund skalierbar und unterliegt im In-house-Bereich kleiner Längenrestriktion, zudem ist sie immun gegen Störstrahlungen. FTTEx fiber to the exchange Exit FTTEx (Fiber To The Exchange) ist eine der vielen FTTx-Varianten, die besagt, dass die Glasfaser des Glasfaser-Verteilnetzes nur bis zur Vermittlungsstelle geführt wird. Diese Variante ist die derzeit einzig flächendeckend verfügbare Technik im Teilnehmer-Anschlussbereich. Die FTTE-Lösung bietet 64 bis 128 Breitbandzugänge mit Übertragungsgeschwindigkeiten zwischen 1,5 Mbit/s und 8 Mbit/s im Downstream und zwischen 64 kbit/s und 640 kbit/s im Upstream. FTTH fiber to the home Die FTTH-Technik ist wie alle anderen FTTL-Techniken eine Glasfaseranschlusstechnik, bei der die Glasfaser von der Ortsvermittlungsstelle bis zum Endkunden geführt wird. Mit dieser Anschlusstechnik lassen sich alle zukünftigen, interaktiven, breitbandigen Verteildienste nutzen. Die überbrückbare Entfernung ist bedingt durch den Einsatz von Lichtwellenleitern hinreichend. Bei FTTH steht dem Teilnehmer ein Breitband-Anschluss zur Verfügung mit Übertragungsraten von 10 Mbit/s, 100 Mbit/s und höher für Up- und Downstream. Es gibt zwei Topologien: Ethernet Point to Point (P2P) und Passive Optical Network (PON). Bei Ethernet-P2P wird eine feste Verbindung zwischen der Ortsvermittlungsstelle und dem Kunden-Endpunkt geschaltet, die ein individuelles Upgrade erlaubt. Dagegen benötigt das passive optische Netz weniger optische Ports und weniger Glasfasern und arbeitet mit Shared Media. FTTH ist auch für 10-Gigabit-EPON interessant, mit dem sich die IEEE-Arbeitsgruppe 802.3av beschäftigt. Für die Belange der FTTH-Technik gibt es das gemeinnützige FTTH-Council-Europe, dem namhafte Hersteller und Provider angehören. http://www.ftthcouncil.org FTTL fiber to the loop Fiber to the Loop (FTTL) beschreibt den Einsatz von Lichtwellenleitern im Anschlussbereich. Diese Technik, die für Breitbandanwendungen eingesetzt wird, wird auch als Fiber in the Loop, FITL, bezeichnet. Je nach Ausführung des Anschlusses unterscheidet man bei der FTTL-Technik zwischen FTTA, FTTC, FTTD, FTTH, FTTB, FTTL, FTTR, FTTT und FTTO. FTTO fiber to the office Die FTTO-Technik ist wie alle anderen FTTL-Techniken eine Glasfaseranschlusstechnik, bei der die Glasfaser über den zentralen Gebäudeverteiler (GV) bis hin zum Endgerät im Büro geführt wird. Dem Geschäftskunden wird damit im Büro ein breitbandiger, interaktiv nutzbarer Anschluss zur Verfügung gestellt. Dieser kann über Switches optimiert und auch über Medienkonverter auf Kupferleitungen umgesetzt werden, wodurch der Anwender die vorhandenen Standardanschlüsse weiter nutzen kann. Der Vorteil der FTTO-Technik ist auch darin zu sehen, dass Gigabit-Ethernet, das immer stärker im EdgeBereich vertreten ist, über die Kernnetze direkt bis zum Endgerät geführt werden kann. Index 9 Weitere Top-Infos unter ITWissen.info OPTISCHE ANSCHLUSSNETZE FTTR fiber to the radio FTTT fiber to the terminal GPON gigabit PON Gigabit-PON GPON-Standards Exit Index 10 Die FTTR-Technik ist wie alle anderen FTTL-Techniken eine Glasfaseranschlusstechnik, bei der die Glasfaser von der Ortsvermittlungsstelle bis zur Sendeeinrichtung für Funkübertragungen (Basisstation) geführt wird. Von dort aus erfolgt eine WLL-Übertragung zum Anschluss von Gebäuden. Die FTTT-Technik ist eine Glasfaseranschlusstechnik, bei der die Glasfaser bis zum Endgerät geführt wird. Sie entspricht im wesentlichen Fiber to the Desk (FTTD) bei dem die Glasfaser bis zum Arbeitsplatz geführt wird. Der Vorteil dieser Technik liegt darin, dass dem Anwender eine große Bandbreite zur Verfügung steht über die er alle Dienste direkt auf seinem Terminal darstellen kann. Die FTTT-Anschlusstechnik ist zudem immun gegen Störstrahlungen. Gigabit PON (GPON) ist eine Technologie auf Basis passiver optischer Netze (PON), das sich durch Übertragungsraten von 2,5 Gbit/s auszeichnet. Die GPON-Technik steht im Mitbewerb mit EPON, wobei GPON in Europa und den USA präjudiziert wird. GPON arbeitet mit einer generischen Verkapselung (GEM), mit dem Ethernet-Frames und Daten im Zeitmultiplex (TDM) über eine GPON-Verbindung übertragen werden können. Im Gegensatz zu BPON könnten mit GPON in beiden Richtungen Datenraten im Gigabit-Bereich realisiert werden. So definiert die ITU-Empfehlung G.984 für den Dowstream Übertragungsraten von 1,244 Gbit/s und 2,488 Gbit/s, der Upstream wird mit Geschwindigkeiten von 622 Mbit/s und 1,244 Gbit/s über 20 km unterstützt. Die ITU arbeitet an höheren Zugangsraten mit 10 Gbit/s bidirektional über 20 km. Die Weiterentwicklung ist in 10GPON basierend auf 10-Gigabit-Ethernet zu sehen. Für die Übertragung von Video hat die ITU separate Wellenlängen definiert. Da aber Videosignale auch mittels IP-Protokoll über GPON übertragen werden können, ist es denkbar, dass die separaten Wellenlängen ungenutzt bleiben. Gigabit PON (GPON) ist eine Technologie auf Basis passiver optischer Netze (PON), das sich durch Übertragungsraten von 2,5 Gbit/s auszeichnet. Die GPON-Technik steht im Mitbewerb mit EPON, wobei GPON in Europa und den USA präjudiziert wird. GPON arbeitet mit einer generischen Verkapselung (GEM), mit dem EthernetFrames und Daten im Zeitmultiplex (TDM) über eine GPON-Verbindung übertragen werden können. Im Gegensatz zu BPON könnten mit GPON in beiden Richtungen Datenraten im Gigabit-Bereich realisiert werden. So definiert die ITU-Empfehlung G.984 für den Dowstream Übertragungsraten von 1,244 Gbit/s und 2,488 Gbit/s, der Upstream wird mit Geschwindigkeiten von 622 Mbit/s und 1,244 Gbit/s über 20 km unterstützt. Die Weitere Top-Infos unter ITWissen.info OPTISCHE ANSCHLUSSNETZE ITU arbeitet an höheren Zugangsraten mit 10 Gbit/s bidirektional über 20 km. Die Weiterentwicklung ist in 10GPON basierend auf 10-Gigabit-Ethernet zu sehen. Für die Übertragung von Video hat die ITU separate Wellenlängen definiert. Da aber Videosignale auch mittels IP-Protokoll über GPON übertragen werden können, ist es denkbar, dass die separaten Wellenlängen ungenutzt bleiben. NWDM narrow WDM NWDM-Verfahren NWDM, das Narrow Wavelength Division Multiplexing, ist ein Wellenlängenmultiplex (WDM) im 1.300-nmBereich, das typischerweise mit vier Wellenlängen in einem Wellenlängenabstand von 25 nm arbeitet. Im Gegensatz dazu arbeitet Coarse Wavelength Division Multiplex (CWDM) mit 18 Kanälen und Dense Wavelength Division Multiplex (DWDM) mit bis zu 160 Wellenlängen. OLT optical line termination Der Optical Line Termination (OLT) ist die netzseitige Schnittstelle des optischen Teils des Zugangsnetzes, die mit ein oder mehreren Optical Distribution Networks (ODN) verbunden ist. Der OLT hat als optischer Leitungsabschluss die Aufgabe der optisch-elektrischen bzw. der elektrischoptischen Signalwandlung. Ein solcher O/E-Wandler bildet den Anschlusspunkt zwischen der Vermittlungsstelle und dem Glasfaser-Anschlussnetz und hat im Allgemeinen eine Kapazität von 1.664 Kanälen mit 64 kbit/s. Optischer Kreuzverteiler OXC, optical crossconnect Optisches Verteilnetz ODN, optical distribution network Exit Index 11 Optical Crossconnects (OXC) sind optische Schalter, die in optischen Netzen und Kernnetzen eingesetzt werden und als blockierungsfreie Vermittlungssysteme zwischen beliebigen (STM)-Schnittstellen fungieren. Ein optischer Kreuzverteiler ist eine Funktionseinheit, die aus einem optischen Schalter, einem Wellenlängenschalter und einem Wellenlängen-Konverter besteht. Er kann ankommende Lichtwellenleiter auf jede beliebige ausgehende Faser schalten; in diesem Fall arbeitet er als optischer Raumswitch. Er kann im Wellenlängen-Switching einzelne Wellenlängen von einer ankommenden Faser auf jede ausgehende Faser schalten, was der Funktion des Wellenlängenmultiplex entspricht, und darüber hinaus kann ein OXC Wellenlängen konvertieren und diese auf eine Ausgangsfaser legen. Mit der OXC-Technik können optische Netze in vermaschten Topologien aufgebaut werden. Ein optischer Crossconnect, auch bekannt als Fiber Crossconnect (FXC), arbeitet mit Wellenlängen (Lambdas). Dabei entspricht ein optischer Pfad einem durch MPLS Traffic-Engineering signalisierten Label Switch Pfad (LSP). Ein optischer Crossconnect besteht aus zwei Komponenten: der Kontroll-Komponente und der ForwardingKomponente. Die Kontroll-Komponente steuert den Verkehrsfluss, sie findet Ressourcen im optischen Netz, wie freie Wellenlängen, sammelt Topologie- und Zustandsinformationen, übernimmt die Pfadwahl und das Verbindungs-Management im optischen Netz und sorgt für Ausfallsicherheit. Die Forwarding-Komponente wird durch den Aufbau von Switching-Tabellen im Cross-Connect gesteuert. Diese beinhalten das eingehende Interface, die eingehende Wellenlänge sowie das ausgehende Interface und die ausgehende Wellenlänge. Das optische Verteilnetz (ODN) erstreckt sich zwischen dem optischen Leitungsabschluss (OLT) und der optischen Netzwerkeinheit (ONU), der sich beispielsweise bei FTTH im Firmengebäude des Kunden befindet. Weitere Top-Infos unter ITWissen.info OPTISCHE ANSCHLUSSNETZE Die Daten werden im optischen Verteilnetz bidirektional über optische Medien übertragen. Der OLT und die ONU sind über eine Glasfaser miteinander verbunden; die maximale Entfernung zwischen beiden Einheiten liegt bei ca. 20 km. Optisches Zugangsnetz OAN, optical access network In der ITU-Empfehlung G.902 wird das hybride Zugangsnetz, das Optical Access Network (OAN), wie es für die xDSL-Verfahren benutzt wird, unterteilt in das optische Zubringersystem, das bis zur optischen NetzwerkEinheit (ONU) reicht, und das teilnehmerseitige Zubringersystem, das mit verdrillten Kupfer-Doppeladern (UTP, STP) arbeitet. Die begrenzenden Referenzpunkte für das teilnehmerseitige Übertragungssystem sind das Service Node Interface (SNI) und das User Network Interface (UNI). Das optische Zugangsnetz nutzt den Lösungsansatz von einem passiven optischen Netz (PON) und benutzt ausschließlich passive optische Komponenten. Ortsvermittlungsstelle, OVSt local exchange, LEX Die Ortsvermittlungsstelle (OVSt) bildet in der Fernnetz-Hierarchie die unterste Hierarchie-Ebene. Es handelt sich dabei um einen Vermittlungsknoten eines Ortsnetzes im öffentlichen Telefonnetz, der an die Knotenvermittlungsstellen (KVSt) angeschlossen ist und den Anschluss von Endsystemen (Telefone) unterstützt. Diese Ortsvermittlungsstellen versorgen typischerweise ein Gebiet im Radius von 3 bis 5 km mit Teilnehmeranschlüssen. Die Teilnehmeranschlüsse, die Ortsverbindungsleitungen, werden sternförmig in der Ortsvermittlungsstelle an einen Verteiler angeschlossen. Mehrere Ortsvermittlungsknoten können zu einem Ortsnetz zusammengefasst werden, das sich in der Regel an politischen Stadt- und Gemeindegrenzen orientiert und dessen Teilnehmer unter einer gemeinsamen Ortsnetzkennzahl (z.B. 0221 für Köln) zu erreichen sind. Darüber hinaus unterstützt die Ortsvermittlungsstelle das ortsnetzüberschreitende Fernnetz mit den Fernvermittlungsstellen. Wie die Struktur des Ortsnetzes im Detail aussieht, ist abhängig von der eingesetzten Vermittlungstechnik. Während im analogen Fernsprechnetz ein direkter Zusammenhang zwischen der Ortsnetzkennzahl und dem Netzaufbau besteht, ist dies bei digital arbeitenden Ortsnetzen nicht zwangsläufig so. Hierbei bilden die lokalen Vermittlungsknoten so genannte Teilnehmervermittlungsstellen, die jeweils einen Bereich versorgen und sich im Unterschied zu analogen Ortsnetzen auch über verschiedene Ortsnetze erstrecken können. Passives optisches Netz PON, passive optical network Passive optische Netze (PON), auch als optische Zugangsnetze (OAN) bezeichnet, arbeiten ausschließlich mit passiven optischen Komponenten. PONs bilden die Basis für die hybriden Zugangsnetze (OAN), sie sind in Baumstruktur aufgebaut und haben als Zweige ODNs, optische Verteilnetze. Die PON-Technologie gibt es in den verschiedensten Varianten und Implementierungen, so das Broadband Passive Optical Network (BPON), das wie die ATM-Implementation, das APON, eine Übertragungsrate von 622 Mbit/s hat. Eine Steigerung auf 1 Gbit/s kann mit dem EPON, einer Ethernet-Implementierung erreicht werden und mit dem Gigabit-PON (GPON) sogar Übertragungsraten von 2,5 Gbit/s. Mit dem 10-GigabitEthernet PON, 10GPON, wird der Anschlussbereich für 10-Gigabit-Ethernet geöffnet. Exit Index 12 Weitere Top-Infos unter ITWissen.info OPTISCHE ANSCHLUSSNETZE Die verschiedenen im Anschlussbereich einsetzbaren PON-Varianten WDM-PON wavelength division multiplexing PON Exit Index 13 Im PON-Konzept können verschiedene Teilnehmer über eine Glasfaser an eine AnschlussVermittlungsstelle angeschlossen werden, an dem verschiedene Dienste - Sprache, Video, Daten bereitgestellt werden. Die Anzahl der möglichen Teilnehmer wird durch die Splitrate bestimmt, die bei PON bei 32:1 oder sogar 64:1 liegen kann. Das PON kann als Punkt-zu-Punkt-Verbindung auf SDH-Basis oder als Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung mit optischen Strahlteilern strukturiert werden. In dieser Konfiguration kommt das Signal vom Optical Line Termination (OLT), wo es in Lichtsignale umgewandelt wird oder wo die SDH-Signale von einem Optical Crossconnect (OXC) übernommen werden. Der OLT ist für das Traffic-Sheduling zuständig und mit mehreren ONTs verbunden, in denen die Daten in einer Warteschlange verwaltet werden. Die Übertragung arbeitet mit Wellenlängenmultiplex (WDM), wobei die Übertragungsrichtungen durch die Nutzung verschiedener optischer Fenster getrennt sind. Der Uplink erfolgt auf der Wellenlänge 1.310 nm, der Downlink auf 1.490 nm. In PON-Systemen kann über passive optische Koppler an beliebigen Stellen des Übertragungsmediums optische Energie ein- bzw. ausgekoppelt werden. Die Systeme arbeiten bidirektional und sind für Datenübertragung von 64-kbit/s-Diensten und TV-Verteildiensten geeignet. Sie bilden die Basis für die FTTx-Anschlusstechnik (FTTH, FTTB, FTTC, FTTE, usw.). Die Übertragung erfolgt im Zeitmultiplex oder mit TDMA. PON wird vor allem im Privatkundenbereich eingesetzt, wo bei den interaktiven Verteildiensten sehr unsymmetrische Verkehrsflüsse in Abwärts- und Aufwärtsrichtung auftreten. Es gibt mehrere PON-Alternativen, die mit standardisierten Protokollen wie arbeiten, so EPON, das mit dem IP-Protokoll arbeitet, oder APON oder BPON mit ATM. Neben der auf Ethernet basierenden 10-Gigabit-Variante 10GPON beschäftigt sich FSAN mit einem weiteren 10-Gigabit-PON-Konzept mit Wellenlängenmultiplex: WDM-PON. Bei diesem PON-Konzept soll jeder Teilnehmer eine Wellenlänge zur Verfügung gestellt bekommen. In Südkorea und Japan werden entsprechende WDM-PON-Pilotprojekte für FTTH getestet. Dabei wird auch untersucht inwieweit BPON und EPON gemeinsam auf einer Glasfaser übertragen werden können. Weitere Top-Infos unter ITWissen.info OPTISCHE ANSCHLUSSNETZE Wellenlängenmultiplex WDM, wavelength division multiplexing WDM-System Exit Index 14 Wellenlängenmultiplex (WDM) ist eine optische Multiplextechnik, die zu einer besseren Ausnutzung der Lichtwellenleiter-Kapazität führt. Bei der WDM-Technik werden unterschiedliche Lichtwellenlängen zur parallelen Übertragung von mehreren Signalen genutzt. An Wellenlängen könnten praktisch alle Wellenlängen der optischen Fenster bei 850 nm, 1.300 nm und 1.550 nm genutzt werden. In der Praxis erfolgt die Übertragung in dem optischen Fenster bei 1.550 nm, in dem verschiedenfarbige Lichtsignale übertragen werden. Diese optische Mehrkanaligkeit, bei der die Kanalzahl immer ein Vielfaches von zwei beträgt, also 2 Kanäle, 4, 8, 16, 32, 64 usw., wird durch einen minimalen Sicherheitsabstand zwischen den einzelnen Wellenlängen erreicht. Dadurch werden auf konventionellen Glasfasern Übertragungsraten von 10 Gbit/s bei einem Frequenzabstand von 50 GHz technisch realisierbar. Die gleichzeitige Übertragung kann sowohl in einer Übertragungsrichtung erfolgen, aber auch in entgegengesetzten Richtungen. Dem Prinzip nach wird beim Wellenlängenmultiplex jedes zu übertragende Signal einer Lichtfrequenz aufmoduliert. So können bei der Nutzung von drei Lichtfrequenzen gleichzeitig drei Signale übertragen werden. Das optische Koppelelement, der Wellenlängenmultiplexer, bündelt die verschiedenen Lichtwellenlängen und überträgt den gesamten Lichtstrom, der alle diskreten Wellenlängen enthält, über einen Lichtwellenleiter zum Empfangsort, wo er mittels Filtertechniken in die einzelnen Kanäle separiert wird. Die WDM-Technik, die in optischen Kernnetzen und im Anschlussbereich mit PON oder APON, eingesetzt wird, wurde von der ITU für diese Anwendungen in den Spezifikationen erweitert (ITU G.983.3). Dafür wurde dem Downstream-Bereich neben dem Wellenlängenbereich zwischen 1.480 nm und 1.500 nm ein weiteres Wellenlängenband zwischen 1.539 nm und 1.565 nm für Video-Übertragungen hinzugefügt. Die DWDM-Technik erlaubt in den verschiedenen Verfahren - CWDM, DWDM, NWDM, WWDM - Übertragungsraten bis in den Terabit-Bereich. Bei fester Übertragungsgeschwindigkeit (z.B. Lichtgeschwindigkeit c) stimmt Wellenlängenmultiplex (WDM) mit Frequenzmultiplex (FDM) überein, weil c = f ist. Eine interessante Anwendung des Wellenlängemultiplex ist die Energieversorgung von Komponenten über die Glasfaser. Bei dieser Technik, die ideal in explosionsgefährdeten Umgebungen oder solchen mit elektromagnetischer Beeinflussung eingesetzt werden kann, wird die Versorgungsenergie über ein Lichtsignal gesendet, dass empfangsseitig in eine Gleichspannung demoduliert wird und die Komponente versorgt. Weitere Top-Infos unter ITWissen.info OPTISCHE ANSCHLUSSNETZE WWDM wide wavelength division multiplex WWDM-Verfahren Wellenlängenmultiplex (WDM) dient der Erhöhung der Übertragungskapazität von Lichtwellenleitern. Das WWDM-Verfahren arbeitet im Gegensatz zum CWDM-Verfahren im zweiten optischen Fenster und wurde im Rahmen der 10-Gigabit-Ethernet-Standardisierung, 10GbE, diskutiert. Die Kanalabstände von WWDM (Wide Wavelength Division Multiplexing) betragen 50 nm und mehr; zur Übertragung werden die optischen Fenster von 1.300 nm und 1.550 nm benutzt. Zugangsnetz AN, access network Für das Zugangsnetz, auch als Anschluss- oder Access-Netz (AN) bezeichnet, gibt es verschiedene Szenarien. Nach ITU-T G.982 handelt es sich um ein hybrides Netzwerk, bestehend aus dem optischen Zubringersystem (OAN), das die Anbindung an das Kernnetz realisiert, und die Anbindung an den Endkunden, die durch eine Kupfer-Doppelader erfolgt. Die Referenzpunkte des optischen Zugangsnetzes sind kernnetzseitig der Interface-Knoten (SNI) und anwenderseitig die Teilnehmer-Netz-Schnittstelle (UNI). Das Netz besteht aus dem optischen Verteilnetz (ODN), das vom optischen Leitungsabschluss (OLT) und von der optischen Netzwerkeinheit (ONU) begrenzt wird. Diese Einheiten können bis zu 20 km voneinander entfernt liegen. In einem anderen Szenario ist das Zugangsnetz unmittelbar über die Teilnehmer-Vermittlungsstelle (LEX) mit dem Kernnetz verbunden. Ein solches Netz hat keine Vermittlungsfunktionen und basiert in aller Regel im Anschlussbereich auf der vorhandenen Kupferverkabelung des Telefonnetzes. Generell soll das Zugangsnetz dem Teilnehmer die Nutzung aller zukünftigen, interaktiven Verteildienste wie Video-on-Demand, Information-on-Demand, Videogames, Teleshopping sowie die selektiven Videodienste ermöglichen und daher über eine hohe Übertragungsgeschwindigkeit verfügen. Für dieses Netzsegment wurden verschiedene xDSL-Verfahren entwickelt, die eine breitbandige, bidirektionale Übertragung auf Kupfer-Doppeladern gewährleisten. Präferiert werden die Verfahren ADSL und HDSL. Neben der Nutzung der vorhandenen Telefonkabel-Infrastruktur werden im Access-Bereich, der »Last Mile«, zunehmend Glasfasern in Form von passiven optischen Netzwerken (PON) eingesetzt. Es gibt entsprechende GlasfaserKonzepte für den direkten Anschluss der letzten 100 Meter zum Teilnehmer. FTTT, FTTH, FTTB und FTTC sind einige davon. Darüber hinaus gibt es im Zugangsbereich die breitbandige drahtlose Teilnehmeranbindung mittels Referenzmodell des Zugangsnetzes Exit Index 15 Weitere Top-Infos unter ITWissen.info OPTISCHE ANSCHLUSSNETZE WiMAX oder WiBro, die breitbandige Satellitenanbindung und die Ethernet-Anbindung mit Ethernet in the First Mile (EFM) und Long Reach Ethernet (LRE). Exit Index 16 Weitere Top-Infos unter ITWissen.info
