Technik-Wissen GPON

GPON einfach erklärt

Sowohl das Kabel-Glasfasernetz als auch das Glasfasernetz benötigen Technologien, die die Datenübertragung zwischen Absender, Netzbetreiber und Empfänger ermöglichen. Im Kabel-Glasfasernetz sorgt die DOCSIS-Technologie für Bandbreite und superschnelles Internet, im Glasfasernetz ist es die GPON-Technologie.

Was ist GPON?

GPON ist der aktuell am häufigsten gebaute Standard für passive optische Netze (PON) und FTTH. „Passiv“ bedeutet in diesem Zusammenhang: Zwischen der Vermittlungsstelle des Netzbetreibers und dem Endgerät in der Wohnung wird keine stromverbrauchende Komponente benötigt.

Shared Medium: Gemeinsam sind wir schnell

Bei einem FTTH-Anschluss wird das Glasfaserkabel bis in die Wohnung verlegt. Ideal wäre dabei eine Direktverbindung vom Verteiler zu jedem einzelnen Nutzer. Doch das ist technisch und wirtschaftlich nicht möglich – dafür müsste man meterdicke Kabel in den Straßen verlegen. Stattdessen wird die Übertragung aufgeteilt. Wir sprechen daher von einem Shared Medium, bei dem die Verbindung wie eine Baumstruktur funktioniert. Das ist wesentlich kostensparender als eine Direktverbindung.

Es gibt zwei Varianten dieser verästelten Baumstrukturen:

AON (Active Optical Network) benötigt am Straßenrand ein Verteilerhäuschen. Jeder Nutzer bekommt einen eigenen Zugang (Port) in der Netzstruktur. Allerdings ist das Ganze wartungsintensiv und das Verteilerhäuschen braucht eine Stromversorgung.
PON (Passive Optical Network) ist hingegen stromsparender. Ein Splitter sendet die Datenpakete an alle angeschlossenen Haushalte. Aus Sicherheitsgründen kann nur derjenige Router, der die ausgehende Anfrage gesendet hat, die ankommenden Datenpakete auch entschlüsseln.

Tech-Talk: So funktioniert GPON

Das Hauptelement des Netzwerks ist das OLT (Optical Line Terminal) in der lokalen Vermittlungsstelle des Netzbetreibers, dem sogenannten Central Office. Ein Glasfaserkabel führt von dort zum Straßenverteiler.
In diesem Straßenverteiler teilt ein optischer Splitter das Signal auf 32 bis 64 Ausgänge auf – und übernimmt damit die Verteilung der Datenpakete an die Endkunden.
Die Glasfaser läuft also über das Central Office und über den Splitter im Straßenverteiler zum Kunden – und endet hier im Optical Network Terminator (ONT), der das optische Signal wieder in ein elektrisches Signal umwandelt.

Was kann GPON leisten?

Glasfaserleitungen ermöglichen extreme Datengeschwindigkeiten im Up- und Download mit bis zu einem Gigabit pro Sekunde. Die maximale Kapazität von GPON liegt bei 2,5 Gbit/s, die höchste Reichweite ohne Verstärkung bei rund 20 Kilometern. Allerdings begrenzen die Betreiber die Distanz in der Regel auf 16 Kilometer, um einen guten Service bieten zu können.
Durch die geringere Signaldämpfung und die Möglichkeit, eine Faser vielfach zu teilen, gilt die Glasfaser als sehr energieeffizient. Das bedeutet für die Nutzer: Dank GPON sorgt Glasfaser unabhängig von Stoßzeiten für zuverlässige und konstant hohe Bandbreiten.

Was ist ein Glasfaserkabel?

In Glasfasernetzen werden haarfeine Glasfasern aus Quarzglas oder Kunststoff (englisch: fiber) als Lichtwellenleiter (LWL) zur optischen Datenübertragung eingesetzt. Die Glasfasern übertragen Photonen. Sie leiten Informationen per Lichtwellen weiter, die sich deutlich schneller bewegen als Elektronen.
Ein LWL besitzt einen lichtführenden Kern, einen Mantel sowie weitere Schutzschichten. LWL sind unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störfeldern. Sie transportieren höchste Bandbreiten auch über Hunderte von Kilometern fast verlustfrei und sind deshalb ideal für den Einsatz im Transport- und Anschlussnetz (NE2 und NE3).
Glasfaser ermöglicht Geschwindigkeiten von bis zu mehreren Gigabit pro Sekunde. Symmetrisch im Up- und Download. Auch große Datenmengen können sie deshalb in beide Richtungen schnell übertragen. Das ist besonders wichtig z.B. bei Cloud-Services.

Das Internet der Zukunft: schneller, besser, stärker

Laut der Gigabit-Studie des VATM wird die Zahl der gigabitfähigen Anschlüsse in Deutschland Ende 2022 bei etwa 38 Millionen liegen. Damit wird mehr als 75 Prozent der privaten Haushalte ein Glasfaser-Anschluss zur Verfügung stehen. Bis Ende 2025 soll zudem eine FTTB/H-Versorgungsquote von mindestens 50 Prozent erreicht werden. Damit würde das in der Gigabit-Strategie des BMDV gesetzte Ziel deutlich übertroffen werden.¹

Bis die Glasfaser allerdings flächendeckend verlegt ist, bleibt die Kabel-Glasfasertechnologie DOCSIS 3.1 von Vodafone eine leistungsstarke, gigabitfähige Alternative. Sie deckt schon heute und auch in Zukunft die geforderten Bandbreiten ab und ermöglicht Gigabit-Tempo bereits für 23 Millionen Haushalte in Deutschland! Am meisten Sinn macht ein bedarfsgerechter Netzausbau: bei Neubauten und bei Bestandbauten dort, wo wirklich Bedarf ist, weil z.B. die aktuelle Infrastruktur keine hohen Bandbreiten hergibt.

Aktuelle Zahlen und Entwicklungen zu FTTH

Laut der Gigabit-Studie des Branchenverbands VATM wird es Ende 2022 geschätzt mehr als 12 Millionen FTTB/FTTH-Glasfaser-Anschlüsse in Deutschland geben. Ende 2021 waren es noch 8,4 Mio. Anschlüsse.¹

Der Glasfaser-Anteil im Breitbandnetz wird in den kommenden Jahren weiter deutlich steigen – auch dank Vodafone.
Das Glasfasernetz von Vodafone umfasst schon heute eine Länge von beinahe 60.000 Kilometern. Und verfügt damit über das zweitgrößte Netz in Deutschland.²