Fiber to the Home (FTTH): Eine einfache Einführung

Mit der steigenden Nachfrage nach Highspeed-Internet, beispielsweise für VR und Gaming, ist eine neue Technologie entstanden. Alte Netzwerkverbindungen, einschließlich DSL und Kabelnetze, sind nicht in der Lage, hohe Geschwindigkeiten zu übertragen und zu verarbeiten. Fiber to the Home (FTTH) hat sich als effektive Möglichkeit erwiesen, große digitale Signale ohne Qualitätsverlust über große Entfernungen zu übertragen. FTTH-Internet ist eine zuverlässige Alternative zum kupferbasierten Internet und ermöglicht die „letzte Meile“ der Internetverbindung.

Was ist Fiber to the Home (FTTH)?

Die Geschichte von FTTH reicht bis in die 1970er Jahre zurück, als die großen Vorteile von FTTH-Netzen erstmals erkannt wurden. General Telephone and Electronics (GTE) entwickelte das erste optische Netzwerk in Südkalifornien .

FTTH ist die Abkürzung für Fiber to the Home (Fiber to the Home). Dabei werden Glasfaserkabel verwendet, um Hochgeschwindigkeitsinternetzugang von den zentralen Standorten der Internetdienstanbieter (ISPs) zu einzelnen Haushalten zu liefern. FTTH bietet eine direkte Internetverbindung, die eine stabile und schnelle Netzwerkgeschwindigkeit gewährleistet.

Im Vergleich zu herkömmlichen Netzwerken wie DSL und Kabelnetzen verwenden FTTH-Netze Glasfaserkabel anstelle von Twisted Pair- oder Koaxialkabeln. Diese dünnen Fasern ermöglichen eine schnellere und effizientere Datenübertragung über große Entfernungen durch Lichtsignale, da sie weder anfällig für elektromagnetische Störungen noch für Signalverluste sind.

Mit der zunehmenden Verbreitung von Glasfasernetzen hat Fiber-to-the-Home einen größeren Anteil des Weltmarktes erobert. Obwohl Glasfasernetze in vielen ländlichen Gebieten noch nicht verfügbar sind, sind sie zukunftssicher.

Wie funktioniert FTTH?

FTTH funktioniert durch die Verlegung von Glasfaserkabeln bis zu einzelnen Haushalten. Internetdienstanbieter (ISPs) verlegen die Glasfaserkabel unterirdisch und verbinden sie anschließend mit den Netzwerkschnittstellengeräten an der Außenseite des Hauses. Die Netzwerkschnittstelle fungiert als Hub für Glasfaserkabel. Die Kabel werden dann mit der optischen Netzwerkeinheit (dem Terminal) verbunden. Das Terminal wandelt die Lichtsignale in elektrische Signale um und ist typischerweise mit dem Router verbunden, der den Anschluss mehrerer Geräte, darunter Computer und Fernseher, ermöglicht.

Fiber-to-the-Home-Architektur (FTTH)

Es gibt zwei Hauptarchitekturtypen für FTTH-Breitbandverbindungen: aktive optische Netzwerke (AONs) und passive optische Netzwerke (PONs). Standard-FTTH-Netzwerke nutzen hauptsächlich PONs aufgrund ihrer Kosteneffizienz und hohen Leistung.

Aktive optische Netzwerke (AONs)

Aktive optische Netzwerke (AONs) nutzen eine Punkt-zu-Punkt-Architektur mit elektrisch betriebenen Schaltgeräten wie Routern oder Switch-Aggregatoren. Diese strombetriebenen Schaltgeräte dienen der direkten Signalübertragung an bestimmte Teilnehmer. In AON-Netzwerken verfügt jeder Teilnehmer über eine eigene Glasfaserleitung und mindestens einen Switch oder Router-Aggregator. Der Switch kann auf verschiedene Weise geöffnet oder geschlossen werden, um eingehende und ausgehende Signale an die richtige Stelle zu leiten. Aktive optische Netzwerke sind für ihre Flexibilität und Interoperabilität bekannt, verursachen jedoch höhere Installations- und Wartungskosten.

Passive optische Netzwerke (PONs)

Passive optische Netzwerke (PONs) sind eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Architektur mit passiven Glasfasersplittern, die Signale sammeln und an mehrere Endnutzer verteilen. PONs sind kostengünstiger als AONs, da sie mehrere Kunden über ein einziges Glasfaserkabel versorgen können, ohne dass für jeden Haushalt eine eigene Glasfaser verlegt werden muss. Sie sind aufgrund ihrer geringeren Installations- und Wartungskosten bei FTTH-Implementierungen weit verbreitet. Eine PON-Struktur in einem FTTH-Netz umfasst die folgenden wichtigen Komponenten:

• Optical Line Terminal (OLT): OLT ist für die Versorgung mehrerer PON-Netzwerke konzipiert und bildet in der Regel den Anfang eines PON-Systems. Es wandelt das vom ISP bereitgestellte elektrische Signal in das in passiven optischen Netzwerken verwendete Glasfasersignal um und unterstützt zudem das Multiplexing zwischen Konvertierungsgeräten (ONTs oder ONUs) in den Räumlichkeiten des Benutzers.
• Optisches Verteilnetz (ODN): Das ODN bildet den Pfad zwischen dem OLT in der Zentrale und dem ONT beim Nutzer. Es ist eine zentrale Komponente des PON-Systems und besteht aus fünf Teilen: Zuleitung, optischer Verteilerpunkt, Verteilerfaser, optischer Zugangspunkt und Drop-Faser. Die Zuleitung dient der Verbindung des optischen Verteilerrahmens (ODF) mit dem optischen Verteilerpunkt über eine große Distanz. Verteilerfaserkabel verbinden den optischen Verteilerpunkt mit dem optischen Zugangspunkt und verteilen die Fasern in verschiedene Bereiche. Die Drop-Faser verbindet die optischen Zugangspunkte mit den ONTs im Haushalt des Nutzers. Ein hochwertiges ODN ermöglicht die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung an mehrere Endnutzer über große Distanzen.
• Optisches Netzwerkterminal (ONT) / Optische Netzwerkeinheit (ONU): ONT und ONU sind nahezu identisch, wobei ersteres der ITU-T-Terminologie und letzteres einem IEEE-Standard entspricht. Sie dienen der Umwandlung optischer Signale in elektrische Signale und befinden sich zwischen OLTs und Benutzern.

Was sind die Vorteile von FTTH?

Als Breitbandverbindungsart ist FTTH eine effektive Möglichkeit, Hochgeschwindigkeitsdaten über große Entfernungen zu übertragen. Sie bietet viele Vorteile:

1. Hohe Geschwindigkeit

Dank der hohen Bandbreitenkapazität von Glasfaser ermöglicht FTTH hohe Netzwerkgeschwindigkeiten von bis zu Gigabit oder sogar Terabit pro Sekunde. Das Glasfasernetz ermöglicht das schnelle Herunterladen und Hochladen großer Dateien oder hochauflösender Videos. Dank der hohen Datenrate ist FTTH vielseitig einsetzbar für Anwendungen mit hoher Bandbreite und Datendichte.

2. Geringe Latenz

FTTH-Internet weist in der Regel eine geringere Latenz auf als Kabelinternet. Dadurch verbessert sich die Leistung beim Streaming, Online-Gaming, Videokonferenzen, Cloud Computing und anderen Echtzeit-Online-Aktivitäten.

Hinweis: Was ist Latenz?

Die Netzwerklatenz bezeichnet die Zeit, die zum Übertragen eines Datenpakets zwischen Punkt A und Punkt B benötigt wird . Die Netzwerklatenz ist üblicherweise die Verzögerung bei der Datenübertragung, gemessen in Millisekunden.

3. Hohe Zuverlässigkeit

Ein weiterer Vorteil von FTTH ist die Widerstandsfähigkeit gegenüber externen Störungen. Da Glasfasern Lichtsignale statt elektrischer Signale übertragen, sind sie weniger anfällig für elektromagnetische Störungen und Hochfrequenzstörungen. Dadurch bietet FTTH eine stabile und zuverlässige Netzwerkverbindung ohne Unterbrechungen und Ausfälle.

4. Symmetrische Geschwindigkeiten

Eines der größten Merkmale des FTTH-Netzwerks sind die symmetrischen Geschwindigkeiten. Das bedeutet, dass Benutzer Dateien und Fotos genauso schnell hochladen wie herunterladen können. Die gleichen Download- und Upload-Geschwindigkeiten machen es zu einer effizienten Wahl für viele Aktivitäten. Davon profitieren insbesondere diejenigen, die häufig an Online-Konferenzen teilnehmen, VR-Gaming genießen und häufig TikTok oder Instagram nutzen.

5. Zukunftssicherheit

Glasfaserkabel sind für den dauerhaften Einsatz in einer robusten Glasfaserinfrastruktur konzipiert. Sie sind wetter- und wasserdicht und ermöglichen Upgrades ohne häufige Reparaturen und Austausch. Langfristig ist das FTTH-Netz eine optimale Netzwerkverbindung für zukünftige Anwendungen und Technologien.

FTTH vs. FTTB vs. FTTC vs. FTTN

Es gibt verschiedene FTTx-Varianten. Der jeweilige FTTx-Typ hängt vom Anschlussort der Glasfaserkabel ab. Neben FTTH gibt es weitere Bezeichnungen wie FTTB, FTTC und FTTN. Kennen Sie den Unterschied zwischen diesen Begriffen?

• FTTH

FTTH steht für Fiber-to-the-Home und bezeichnet die Glasfaserinstallation direkt bis in den Haushalt. FTTH bietet eine hohe Bandbreite und ermöglicht so den Anschluss mehrerer Geräte. Es ist eine Form von Fiber-to-the-Premises (FTTP).

• FTTB

FTTB (Fiber-to-the-Building) ist eine Erweiterung der FTTP-Technologie. Es handelt sich um Breitbandinternet, bei dem Glasfaserkabel bis ins Gebäude verlegt werden können. FTTB wird häufig in städtischen Gebieten eingesetzt.

• FTTC

FTTC, auch bekannt als Fiber-to-the-Curb oder Fiber-to-the-Cabinet. Die Glasfasern verlaufen von der Zentrale im Telekommunikationsraum bis zum Standort in der Nähe des Kunden, z. B. zum Straßenverteiler, Bordstein oder Strommast. FTTC ist schneller als FTTN, aber nicht so schnell wie FTTH.

• FTTN

FTTN steht für Fiber-to-the-Node. Bei FTTN enden Glasfaserkabel an Knotenpunkten, die weit vom Wohnort des Kunden entfernt sind (näher am Endnutzer als an der Vermittlungsstelle). Die optischen Signale werden über Glasfasern an die Knotenpunkte gesendet, im letzten Teil der Verbindung jedoch über Kupfer- oder Koaxialkabel übertragen.

Glasfaser vs. Kabel vs. DSL-Internet

Im Vergleich zu Kabel- und DSL-Internet bietet Glasfaser-Internet zuverlässige und schnelle Geschwindigkeiten, die sich für HD-Videostreaming, Videokonferenzen und Online-Gaming eignen. Es ist jedoch nicht überall verfügbar und kann teurer sein als andere Internetoptionen.

Kabelinternet wird in der Regel zu einem günstigeren Preis mit dem Fernsehdienst gebündelt. Es bietet Downloadgeschwindigkeiten zwischen 100 und 300 Mbit/s, die Uploadgeschwindigkeiten sind jedoch langsamer. Kabelinternet bietet eine größere Abdeckung als Glasfasernetze.

DSL-Internet überträgt Daten am langsamsten über Telefonleitungen. Es reicht für grundlegende Bedürfnisse wie Surfen im Internet und Video-Streaming aus. DSL ist die günstigste und am weitesten verbreitete Option dieser Netze.

Abschließende Gedanken

Das FTTH-Netz steht vor einigen Herausforderungen. Beispielsweise benötigt der Dienstanbieter ausreichend Zugang, um Glasfasern zu verlegen, und der Aufbau eines kompletten Glasfasernetzes ist kostspielig. Trotz dieser Nachteile, wie hohen Installationskosten und eingeschränkter Verfügbarkeit, bleibt FTTH eine zukunftssichere Option für Verbraucher und Unternehmen und bietet hohe Geschwindigkeiten und stabile Verbindungen.

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