Ein Glasfaseranschluss muss nicht für jeden Teilnehmer eine eigene Faser bis zur Vermittlungsstelle belegen. Ein passives optisches Netzwerk bündelt mehrere Anschlüsse auf einem gemeinsamen optischen Zubringer. Für Netzbetreiber, Planer und technische Einkäufer ist entscheidend, wie diese Verteilung funktioniert und welche Anforderungen daraus an Komponenten und Betrieb entstehen.
Was bedeutet „passiv“ bei einem Glasfasernetz?
„Passiv“ beschreibt die optische Verteilung: Zwischen der zentralen PON-Schnittstelle und den Teilnehmergeräten werden die Signale durch Fasern, Steckverbindungen, Spleiße und optische Splitter geführt. Diese Bauteile benötigen für ihre Funktion keine elektrische Stromversorgung. Ein Splitter verstärkt das Licht nicht und entscheidet auch nicht anhand einer Zieladresse, wohin ein Datenpaket gelangt.
Die aktiven Geräte an beiden Enden benötigen dagegen Strom. Ein PON ist deshalb kein vollständig stromloses Netzwerk. Der praktische Vorteil liegt darin, dass an einem passiven Verteilpunkt weder ein Ethernet-Switch noch dessen Stromversorgung und Kühlung für die Signalverteilung erforderlich sind.
PON-Aufbau: Ein zentraler Anschluss, mehrere Teilnehmer
Die typische Struktur ist Punkt zu Mehrpunkt: Ein zentraler PON-Port bedient mehrere Teilnehmergeräte. Vom zentralen Standort führt eine gemeinsame Zubringerfaser zu einem Splitter. Von dort verlaufen einzelne Faserzweige zu den Anschlüssen. Splitter können auch in mehreren Stufen angeordnet sein. Jeder vollständige Pfad vom zentralen Gerät bis zum Teilnehmer muss dabei die optischen Vorgaben erfüllen.
OLT: die aktive Zentrale
Das Optical Line Terminal (OLT) verbindet das PON mit dem übergeordneten Netz. Es sendet Daten zu den Teilnehmern, empfängt deren Rückverkehr und koordiniert den Zugriff auf die gemeinsame Übertragungsstrecke. Ein OLT kann mehrere PON-Ports besitzen; ein Port und der daran angeschlossene Verteilbaum bilden eine gemeinsam genutzte Kapazitätseinheit.
ODN: das passive optische Verteilnetz
Das Optical Distribution Network (ODN) umfasst den optischen Weg zwischen OLT und Teilnehmergeräten. Dazu gehören die Glasfaserstrecken, Splitter, Spleiße und Steckverbindungen. Gehäuse, Muffen und Anschlussboxen schützen und organisieren diese Infrastruktur. Das ODN ist also mehr als der Splitter allein.
Glasfaserkabel und optische Splitter
Für die hier betrachteten Systeme Gigabit-capable Passive Optical Network (GPON) und 10-Gigabit-capable Symmetric Passive Optical Network (XGS-PON) werden Singlemode-Fasern eingesetzt. Installationskabel, Zubringer und Teilnehmerleitungen müssen zu Verlegeweg, Umgebung und optischer Spezifikation passen. Eine allgemeine Kategorie für Lichtwellenleiter (LWL) kann auch Multimode-Produkte enthalten, die für diese PON-Strecken nicht die passende Wahl sind.
Ein optischer Splitter verteilt die ankommende optische Leistung auf mehrere Ausgänge. Die Angabe 1:32 bezeichnet beispielsweise einen Eingang und 32 Ausgänge. Daraus folgt weder eine garantierte Datenrate pro Anschluss noch automatisch die Zulässigkeit dieser Aufteilung im konkreten Netz. Mit mehr Ausgängen steigt der Verlust durch die Leistungsverteilung.
Spleiß- und Anschlusskomponenten
Spleiße verbinden Fasern dauerhaft; Steckverbindungen ermöglichen lösbare Übergänge. Pigtails schaffen einen Steckanschluss an einer eingespleißten Faser. Patchkabel verbinden passende optische Schnittstellen. Spleißkassetten, Kupplungen und geeignete Gehäuse halten Faserreserven geordnet und schützen empfindliche Verbindungsstellen. Sauberkeit und korrekte Faserführung beeinflussen die Qualität des gesamten Übertragungswegs.
ONU und ONT: die aktive Teilnehmerseite
Optical Network Unit (ONU) ist der allgemeine Begriff für eine teilnehmerseitige optische Netzeinheit. Ein Optical Network Terminal (ONT) ist eine ONU, die den Netzabschluss für einen einzelnen Teilnehmer bildet, etwa in einer Wohnung oder einem Büro. Hersteller verwenden die Begriffe teilweise überlappend. Maßgeblich sind daher Gerätefunktion und Schnittstellen.
Das Teilnehmergerät beendet die PON-Übertragung und stellt beispielsweise einen Ethernet-Anschluss bereit. Routerfunktionen oder ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN) können integriert sein, sind aber nicht Teil jeder ONT-Ausführung. Ein gewöhnlicher Ethernet-Medienkonverter ersetzt kein zum OLT passendes ONT.
Wie funktioniert ein PON?
Bei den hier beschriebenen Systemen nutzen Sende- und Empfangsrichtung unterschiedliche optische Wellenlängen auf derselben Faser. Diese Trennung erlaubt den Verkehr in beide Richtungen. Die Zugriffssteuerung sorgt zusätzlich dafür, dass die Teilnehmer die gemeinsame Strecke geordnet nutzen.
Downstream: vom OLT zu den Teilnehmern
Das OLT sendet einen gemeinsamen Datenstrom in den Verteilbaum. Der Splitter verteilt das optische Signal auf die angeschlossenen Zweige. Die Teilnehmergeräte verarbeiten die jeweils zugeordneten Nutzdaten. Der Splitter selbst filtert keine Kundenadressen. Mechanismen zur Teilnehmertrennung und Verschlüsselung gehören zum PON-System und müssen im Betrieb korrekt eingerichtet sein.
Upstream: von den Teilnehmern zum OLT
In Gegenrichtung laufen die Signale der Teilnehmer auf der Zubringerfaser zusammen. Damit sie sich dort nicht überlagern, teilt das OLT den ONUs bei zeitmultiplexbasierten PON-Systemen Sendefenster zu. Die Geräte senden kurze Datenbursts innerhalb dieser Zeitfenster. Laufzeitabgleich und dynamische Bandbreitenzuweisung helfen, Anschlüsse mit unterschiedlichen Entfernungen und wechselndem Datenbedarf zu bedienen.
Geteilte Kapazität bedeutet keine starre Teilung: Ein Anschluss erhält nicht zwangsläufig dauerhaft genau ein Zweiunddreißigstel der Portkapazität. Entscheidend sind gleichzeitige Nutzung, konfigurierte Dienste, Prioritäten und die verfügbare Kapazität. Für zugesicherte Geschäftskundendienste muss diese Auslegung ausdrücklich geprüft werden.
GPON, EPON, XG-PON und XGS-PON einordnen
PON bezeichnet das Netzprinzip. Die konkrete Übertragung legt ein Standard fest. Die International Telecommunication Union, Bereich Telekommunikationsstandardisierung (ITU-T), beschreibt unter anderem GPON und XGS-PON. Ethernet-basierte PON-Systeme gehören zur IEEE-802.3-Familie des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE).
| System | Grundlage | Übertragung und Einordnung |
|---|---|---|
| GPON | ITU-T G.984; Gigabit-capable PON | Weit verbreitete Ausführung mit rund 2,49 Gbit/s downstream und 1,24 Gbit/s upstream; asymmetrisch. |
| XG-PON | ITU-T G.987; 10-Gigabit-capable PON | Hier ist XG-PON1 gemeint: rund 10 Gbit/s downstream und 2,5 Gbit/s upstream; asymmetrisch. |
| XGS-PON | ITU-T G.9807.1 | Rund 10 Gbit/s in beiden Richtungen; symmetrisch. |
| EPON | IEEE 802.3; Ethernet PON | Eigene Standardfamilie. 1G-EPON und 10G-EPON unterscheiden sich; „EPON“ allein legt keine eindeutige Geschwindigkeitsstufe fest. |
Die gerundeten ITU-T-Werte bezeichnen die optischen Leitungsraten des gemeinsamen PON-Ports, nicht den nutzbaren Datendurchsatz je Teilnehmer. Protokollanteile und die gemeinsame Nutzung reduzieren die verfügbare Nutzdatenkapazität. Grundlagen: ITU-T G.984.2, ITU-T G.987.2, ITU-T G.9807.1 und IEEE 802.3av.
Ein Umstieg von GPON auf XGS-PON ist kein bloßer Tarifwechsel. OLT und Teilnehmergeräte müssen den Zielstandard unterstützen. Eine Weiterverwendung des ODN setzt geeignete Komponenten, passende Wellenlängenbereiche und ausreichendes Dämpfungsbudget voraus. Ein paralleler Betrieb ist mit dafür ausgelegter Koexistenztechnik möglich, aber nicht automatisch in jedem Bestandsnetz.
PON und AON im Vergleich
Ein Active Optical Network (AON) nutzt aktive Netztechnik für die Verteilung, häufig Ethernet-Switches. Die folgende Gegenüberstellung betrachtet ein typisches PON und eine aktive Ethernet-Verteilung. AON kann auch mit dedizierten Fasern bis zu einem zentralen Switch aufgebaut werden; ein stromversorgter Straßenverteiler ist daher kein zwingendes Merkmal jeder AON-Architektur.
| Kriterium | PON | AON / Active Ethernet |
|---|---|---|
| Netzstruktur | Punkt zu Mehrpunkt über Splitter. | Typischerweise dedizierte Teilnehmerverbindungen zu Switch-Ports. |
| Verteilnetz | Passive optische Aufteilung. | Aktive Weiterleitung; Switch zentral oder dezentral. |
| Energieversorgung | OLT und ONU/ONT benötigen Strom; Splitter nicht. | Aktive Switches und Endgeräte benötigen Strom. |
| Faserbedarf | Gemeinsame Zubringerfaser bis zum Splitter; danach Teilnehmerzweige. | Eigene Faserverbindung je Anschluss zum zugehörigen Switch; Uplinks können geteilt sein. |
| Kapazität | Portkapazität innerhalb des PON-Baums geteilt. | Teilnehmerlink dediziert; gemeinsame Uplinks können ebenfalls begrenzen. |
| Skalierbarkeit | Splitterports, optisches Budget, OLT-Kapazität und Systemgrenzen beachten. | Switch-Ports, Optiken, Faserwege und Uplink-Kapazität beachten. |
| Wartung | Keine aktive Elektronik am Splitter; optische Strecke und Endgeräte bleiben wartungsrelevant. | Zusätzlich Betrieb, Stromversorgung und Software dezentraler Switches, sofern vorhanden. |
| Typische Nutzung | FTTH-Zugangsnetze und geeignete Gebäudenetze. | Unternehmensnetze und Zugangsnetze mit dedizierten Teilnehmerlinks. |
Die Auswahl sollte aus Dienstanforderungen und Bestand entstehen. Ein hoher Anteil gleichzeitig stark ausgelasteter Anschlüsse, individuelle Portanforderungen oder bestimmte Betriebsmodelle kann für dedizierte Ethernet-Verbindungen sprechen. Viele verteilte Anschlüsse mit sinnvoll gemeinsam nutzbarer Kapazität können dagegen gut zu PON passen.
Vorteile, Grenzen und wichtige Planungsaspekte
Wo PON Vorteile bietet
- Gemeinsame Infrastruktur: Mehrere Teilnehmer nutzen einen OLT-Port und den gemeinsamen Faserabschnitt. Das kann Zubringerfasern und zentralen Portbedarf reduzieren.
- Passive Verteilpunkte: Stromanschluss und aktive Kühlung für einen Verteil-Switch entfallen an diesen Punkten.
- Weniger dezentrale Elektronik: Wartung und Austausch aktiver Geräte konzentrieren sich auf die Endpunkte.
- Weiterentwicklung des Netzes: Ein entsprechend ausgelegtes ODN kann spätere PON-Generationen unterstützen. Seine Eignung muss vor der Migration nachgewiesen werden.
Ob dadurch Investitions- oder Betriebskosten sinken, hängt unter anderem von Trassen, Teilnehmerdichte, vorhandenen Fasern, Endgeräten und Redundanzanforderungen ab. Aus der Netzbezeichnung allein lässt sich keine Wirtschaftlichkeit ableiten.
Dämpfungsbudget statt pauschaler Reichweitenversprechen
Jeder optische Pfad verliert Leistung: auf der Faser, im Splitter sowie an Spleißen und Steckverbindungen. Die Summe muss innerhalb der zulässigen Werte der eingesetzten Optiken bleiben. Auch die Mindestdämpfung beziehungsweise die Überlastgrenze des Empfängers kann relevant sein. Lange Strecken und hohe Splitverhältnisse lassen sich daher nicht unabhängig voneinander festlegen.
Als Planungsansatz gilt: Faserverluste + Splitterverluste + Verbindungsverluste + Reserve müssen zum zulässigen optischen Budget passen. Verwendet werden die spezifizierten Grenzwerte der tatsächlichen Komponenten und die relevanten Wellenlängen. Eine Reserve für Alterung, spätere Reparaturen und zusätzliche Verbindungen ist projektbezogen festzulegen.
Rechenbeispiel, keine Produktspezifikation: Bei einer ideal gleichmäßigen 1:N-Teilung beträgt der reine Teilungsverlust 10 × log₁₀(N) dB. Für 1:32 sind das rund 15,1 dB. Reale Splitter haben zusätzliche Verluste; maßgeblich ist ihr Datenblatt. Zwei hintereinander angeordnete Splitter mit 1:4 und 1:8 ergeben insgesamt 1:32. Die Verluste beider Bauteile und aller Zwischenverbindungen müssen berücksichtigt werden.
Kapazität, Verfügbarkeit und Kompatibilität
Planen Sie den Bedarf während der Hauptnutzungszeit, insbesondere den Upstream für Cloud-Anwendungen, Datensicherung oder Videodienste. Legen Sie fest, welche Kapazität ein Anschluss mindestens erhalten soll und wie Reserven bereitstehen. Prüfen Sie außerdem den OLT-Uplink und die nachgelagerte Teilnehmerverkabelung auf Engpässe.
Eine Störung der gemeinsamen Zubringerfaser oder eines OLT-Ports kann mehrere Teilnehmer betreffen. Für erhöhte Verfügbarkeit sind getrennte Wege, Schutzkonzepte und die Stromabsicherung der aktiven Endpunkte gesondert zu planen. Gleicher PON-Standard bedeutet außerdem nicht automatisch vollständige Interoperabilität: Gerätefreigabe, Softwarestand, Registrierung und Dienstprofile müssen zusammenpassen.
Abnahme und Dokumentation
Definieren Sie vor der Installation Messverfahren, Grenzwerte und Übergabedokumentation. Dazu können Endflächeninspektion, Dämpfungsmessung, wellenlängenselektive PON-Leistungsmessung und eine Messung mit einem optischen Zeitbereichsreflektometer (OTDR) gehören. Das OTDR lokalisiert Ereignisse entlang der Strecke; es ersetzt nicht jede andere Abnahmeprüfung.
Für verzweigte PON-Strecken sind geeignete Geräte, Messparameter und eine passende Auswertemethode nötig. Messungen im laufenden Netz erfordern dafür vorgesehene Wellenlängen und Filter. Messkabel und OTDR-Vorlauffasern werden anhand von Faser, Steckern, Messgerät und Messaufgabe ausgewählt. Die Länge ist nicht pauschal aus der Netzbezeichnung ableitbar.
Wo wird PON eingesetzt?
FTTH, FTTB und Wohnanlagen
Fiber to the Home (FTTH) bezeichnet Glasfaser bis in die Wohnung beziehungsweise Nutzungseinheit. Fiber to the Building (FTTB) führt die Glasfaser bis ins Gebäude; die weitere Verteilung wird gesondert betrachtet. Beide gehören zum Sammelbegriff Fiber to the x (FTTx). Diese Begriffe beschreiben die Reichweite des Glasfaserausbaus, während PON die Netzarchitektur beschreibt. Ein FTTH-Anschluss ist daher nicht automatisch ein PON-Anschluss.
In Wohnanlagen lassen sich zahlreiche Nutzungseinheiten über einen gemeinsamen Verteilbaum erschließen. Übergabepunkte, Gebäudeverkabelung, Zugänglichkeit der Verteiler und die Zuständigkeiten für Betrieb und Entstörung müssen klar festgelegt sein. Die FTTx- und Datennetz-Lösungen von abatec ordnen passende passive Komponenten und Leistungen ein.
Campusnetze, Hotels, Kliniken und Gewerbestandorte
Auch innerhalb größerer Gebäude oder auf einem Campus kann eine passive optische Verteilung sinnvoll sein, beispielsweise für Büroflächen oder Hotelzimmer. Teilnehmergeräte stellen die benötigten lokalen Anschlüsse bereit. Endgeräte mit Stromversorgung über Ethernet benötigen weiterhin entsprechend versorgte Anschlusstechnik; die Glasfaser übernimmt diese elektrische Versorgung nicht.
In Kliniken und industriellen Umgebungen ist die Eignung anwendungsspezifisch zu prüfen. Verfügbarkeitsziele, Laufzeitverhalten, Netztrennung, Umgebungsbedingungen und Anforderungen spezieller Geräte sind maßgeblich. Ein für Bürokommunikation passendes PON ist nicht automatisch für zeitkritische Maschinensteuerungen geeignet. Ebenso ersetzt ein PON-Zugangsnetz nicht pauschal die interne Hochleistungsvernetzung eines Rechenzentrums.
Welche Glasfaserkomponenten werden für ein PON benötigt?
Für den Einkauf hilft eine funktionale Stückliste. Sie sollte die passive Strecke und die aktiven Endpunkte getrennt spezifizieren, aber ihre Schnittstellen gemeinsam betrachten.
- Kabel: Singlemode-Fasertyp, Faserzahl, Länge, Kabelmantel und Verlegeumgebung festlegen. Die Kategorie Glasfaserkabel und LWL-Kabel dient als Sortimenteinstieg; jede Ausführung ist auf die PON-Spezifikation abzugleichen.
- Splitter: Teilungsverhältnis, Wellenlängenbereich, Einfügedämpfung, Rückflussdämpfung, Anschlüsse und Einbauform spezifizieren. Ein optischer Leistungsteiler ist nicht mit einer reinen Steckerkupplung gleichzusetzen. Für die Auswahl ist ein belastbares Datenblatt erforderlich.
- Verteiler: LWL-Spleißboxen und Baugruppen nach Faserzahl, Spleißablage und Bestückung auswählen. Bei LWL-Gehäusen und Anschlussboxen zusätzlich Montageart, Platz und Umgebung berücksichtigen. Eine DIN-Schienenbox ist nicht automatisch eine geeignete Außenmuffe oder FTTH-Teilnehmerdose.
- Faserabschlüsse: Pigtails für Spleißboxen und LWL-Patchkabel mit passenden Fasern und Steckern vorsehen. UPC (Ultra Physical Contact) und APC (Angled Physical Contact) sind unterschiedliche Schliffe und dürfen an einer Steckstelle nicht direkt miteinander verbunden werden.
- Montage und Prüfung: Spleißschutz, Reinigung, Inspektion und geeignete Messtechnik einplanen. Zum Werkzeugumfang gehören bei Fusionsspleißen geeignete LWL-Spleißgeräte. Die Spleiß- und Messleistungen von abatec sind eine ergänzende Möglichkeit für den abgestimmten Leistungsumfang.
- Aktive Geräte: OLT und ONU/ONT einschließlich Standard, optischer Klasse, Teilnehmerports, Management und Stromversorgung festlegen. Ihre Auswahl bestimmt die Anforderungen an das ODN mit.
Bei Patchkabeln genau hinsehen: Der typische PON-Teilnehmeranschluss nutzt eine einzelne Faser. Die verlinkte Shop-Kategorie führt derzeit Duplex-Patchkabel. Für eine benötigte Simplex-Ausführung sind deshalb die konkrete Anschlusslösung und gegebenenfalls eine individuelle LWL-Kabelkonfektion abzustimmen.
Wenn Ihre Spezifikation feststeht, vergleichen Sie die passenden Produktgruppen im Bereich Netzwerk- und Telekommunikationstechnik im abatec Shop.
Häufige Fragen zu passiven optischen Netzwerken
Was ist ein PON einfach erklärt?
Ein PON verbindet mehrere Glasfaseranschlüsse über einen passiven optischen Splitter mit einer zentralen PON-Schnittstelle. Die Teilnehmer teilen sich deren Übertragungskapazität.
Was bedeutet „passiv“ bei einem Glasfasernetz?
Passiv ist die Signalverteilung zwischen den aktiven Endgeräten: Fasern, Splitter, Spleiße und Steckverbindungen benötigen dafür keinen Strom. Das bedeutet nicht, dass das gesamte Netz stromlos arbeitet.
Was ist der Unterschied zwischen PON und GPON?
PON bezeichnet das allgemeine Netzprinzip. GPON ist eine konkrete, in der ITU-T-Reihe G.984 beschriebene Umsetzung. XGS-PON und EPON sind weitere PON-Systeme.
Was ist der Unterschied zwischen ONT und ONU?
ONU ist der allgemeine Begriff für eine teilnehmerseitige optische Netzeinheit. Ein ONT bildet den Netzabschluss für einen einzelnen Teilnehmer. In Produktbezeichnungen werden beide Begriffe teilweise überlappend verwendet.
Welche Aufgabe hat ein optischer Splitter?
Er verteilt die optische Leistung eines Eingangssignals auf mehrere Faserzweige und führt in Gegenrichtung Signale zusammen. Er benötigt keinen Strom, verstärkt das Signal aber auch nicht.
Was unterscheidet PON und AON?
PON verteilt das optische Signal passiv über Splitter. AON nutzt aktive Netztechnik, beispielsweise Ethernet-Switches. Beim AON kann der Switch zentral oder dezentral stehen; ein aktiver Straßenverteiler ist nicht zwingend erforderlich.
Wird PON bei FTTH eingesetzt?
Ja, PON kann FTTH-Anschlüsse versorgen. FTTH beschreibt jedoch nur, dass die Glasfaser bis in die Wohnung beziehungsweise Nutzungseinheit reicht. Auch andere Architekturen können FTTH realisieren.
Benötigt ein PON Strom?
Ja. Das OLT und die ONU- beziehungsweise ONT-Geräte benötigen Strom. Ohne lokale Stromversorgung oder geeignete Ersatzversorgung arbeiten diese aktiven Endpunkte nicht. Der passive Splitter braucht keinen Stromanschluss.
Vom Netzkonzept zur passenden Komponente
Ein PON kann viele Glasfaseranschlüsse mit einer überschaubaren Zahl aktiver Verteilkomponenten erschließen. Ob das Konzept zur Aufgabe passt, entscheidet sich an Kapazität, optischem Budget, Verfügbarkeit und Betriebsanforderungen. Eine abgestimmte Komponentenliste und eine nachvollziehbare Abnahme verbinden die Planung mit einer belastbaren Installation.
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