POL vs. FTTO: Wahl der besten Lösung für jede Anwendung

Clevere Entscheidungen für glasfaserbasierte Office-Infrastrukturen

Um den aktuellen Nutzungsanforderungen gerecht zu werden, müssen bisher getrennte Plattformen und Komponenten auf einheitliche Weise kommunizieren und als integriertes Ganzes agieren. Dies erfordert eine gemeinsame Sprache und einen integrierten Ansatz für strukturierte Verkabelung und Geräte. In dieser Hinsicht haben POL und FTTO jeweils ihre Vor- und Nachteile. Beide basieren jedoch auf einer vollständig glasfaserbasierten Infrastruktur mit all ihren Vorteilen. Warum also nicht eine glasfaserbasierte Infrastruktur planen, die beides bieten kann, wobei die Flexibilität erhalten bleibt, zwischen den Technologien zu wechseln oder beide parallel zu betreiben? 

Zahlreiche Entwicklungen und sich ändernde technologische Faktoren, die das LAN beeinflussen

Weltweit haben Cloud-Anwendungen, Netzwerkkonvergenz (Building Internet of Things) und neue Arbeitsweisen den Bandbreitenbedarf und die Anzahl der benötigten Anschlüsse deutlich erhöht. Die Verkabelung muss flexibel und leicht konfigurierbar sein. Passive optische LAN- (POL) und Fibre to the Office- (FTTO) Lösungen können dies beide bieten - aber es gibt deutliche Unterschiede.

Zunächst ein genauerer Blick auf die komplette glasfaserbasierte Infrastruktur

Die herkömmliche Unternehmensnetzinfrastruktur (ISO/IEC 11801) ist hauptsächlich in horizontale und vertikale Verkabelung unterteilt und in einer Baumtopologie realisiert. Die horizontale Kupferverkabelung (hauptsächlich CAT6, CAT6A oder CAT7) wird von einem Etagenverteiler zu den Büros verlegt, wo die Verkabelung in RJ45-Dosen in einem Kabelkanal oder einer Bodendose endet. Daran werden Geräte wie PCs, IP-Telefone oder WLAN Access Points angeschlossen. Im Etagenverteiler wird die Kupferverkabelung in der Regel in 19"-Racks abgeschlossen und an Standard-19"-Access-Switches angeschlossen, um Ethernet-Dienste bereitzustellen. Die maximale Kanallänge dieser Verkabelung von 100 m (90 m feste Verkabelung + zwei 5 m Patchkabel) kann zu mehreren Verteilern pro Etage führen. Obwohl die verfügbare Bandbreite bis zu 10 Gbit/s pro Port beträgt, basieren die meisten Verbindungen auf 1 Gbit/s.

Da der Etagenverteiler aktive und passive Geräte beinhaltet, benötigt er ein Energiekonzept, Kühlung und Sicherheitseinrichtungen. Eine vertikale Verkabelung auf Glasfaserbasis verbindet alle Access-Switches mit zentralen Core-Switches und leitet die aggregierte Bandbreite an einen zentralen Verteilerraum weiter. Diese Verbindungen erfordern mehr Bandbreite und Technologien wie 10, 25 oder 40 GBit/s.

Im Gegensatz zur herkömmlichen Netzinfrastruktur werden bei einem "Full Fibre"-Konzept ausschließlich Glasfaserkabel zwischen einem zentralen Gebäude oder einem Campus-Verteiler und der Büroumgebung verwendet. Je nach Glasfasertyp reichen die Entfernungen von einigen hundert Metern bis zu mehreren Kilometern. Dies vermeidet Etagenverteiler und Elektroinstallationsarbeiten, erhöht die Sicherheit und spart Platz, CAPEX und OPEX. Die Verwendung von Glasfaser bietet die Möglichkeit, eine physikalische Baum- oder Ringtopologie mit extrahierbaren Kabeln zu installieren. Die zukunftssichere Singlemode-Glasfaser bietet praktisch unbegrenzte Bandbreitenreserven. Es ist bereits möglich, Hunderte von Gbit/s über Singlemode zu übertragen. Ihr geringeres Volumen vermeidet große (Kupfer-)Kabelbündel in den Stockwerken. Dies kann in historischen Gebäuden mit begrenzten Möglichkeiten für den Ausbau der Netzinfrastruktur von entscheidender Bedeutung sein. Außerdem hilft der geringere Energieverbrauch über die gesamte Lebensdauer hinweg, Ressourcen zu sparen.

Technische Grundlagen der beiden wichtigsten Technologien für die Glasfaserinfrastruktur von Unternehmen

1. Passives Optical Local Area Network (POL or POLAN)

Damit migriert die Infrastruktur des Betreibers und die Technologie des passiven optischen Netzes (PON) auf der Netzinfrastrukturen von Unternehmen, Campus oder Kliniken. Es basiert auf einer Point-to-Multipoint-Topologie und verbindet einen zentralen Port mit mehreren Clients, hauptsächlich unter Verwendung der GPON- oder GEPON-Technologie.

In einer typischen POL-Installation stellt die zentrale Technik (OLT), die sich im Gebäude oder im Campus-Verteiler befindet, Signale bereit, die über eine Singlemode-Glasfaser an einen passiven optischen Splitter weitergeleitet werden, der das optische Signal für die angeschlossenen ONTs/ONUs aufsplittet/aufteilt. Ein passiver optischer Splitter wird anstelle von Etagenverteilern für den Anschluss der Endbenutzer verwendet. Das optische Netz endet in einem ONU/ONT im Raum neben dem Teilnehmer. An diesen werden alle Endgeräte über RJ45-Steckverbindungen angeschlossen.

2. Fibre To The Office (FTTO)

Diese Punkt-zu-Punkt-Topologie verbindet einen zentralen Port mit einem einzelnen FTTO-Switch, der in der Büroumgebung installiert ist.

Kleine managed Ethernet-Switches wandeln die optischen Signale in elektrische um und umgekehrt. FTTO-Switches in Kabelkanälen oder Bodentanks bieten in der Regel vier RJ45-Ports zum Anschluss von Endgeräten in der Büroumgebung. Um FTTO-Switches mit dem Core-Netzwerk zu verbinden werden auf der zentralen Seite Standard-Ethernet-Switches verwendet. FTTO nutzt Standard-Netzwerkequipment und -Technologie für Unternehmen. In der Regel Gigabit-Ethernet, und bietet einen oder zwei optische Uplinks, die 1 Gbit/s unterstützen, sowie vier Benutzer-Ports, die 1 Gbit/s unterstützen.

Für die Kommunikation in einem Point-to-Multipoint POL-Netz wird ein gemeinsam genutztes Medium verwendet, was mehrere Probleme aufwirft:

• Aus der Sicht der Sicherheit ist die gemeinsame Nutzung mehrerer Verbindungen über eine einzige Glasfaser nicht ideal.
• Die verfügbare Bandbreite muss in einem bestimmten Verhältnis aufgeteilt werden (1:16, 1:32 oder 1:64).
• Die eingeschränkte Flexibilität bei der Implementierung kann zu einer Überspezifizierung führen. Es kann sein, dass Sie an einem bestimmten Ort nur einen Anschluss benötigen, aber beispielsweise 16 installieren müssen. Upgrades wirken sich auf jeden angeschlossenen Client aus.
• PON basiert auf Singlemode-Glasfasern. Die Verwendung von Multimode-Glasfasern ist nicht möglich.
• Die gemeinsam genutzte Glasfaser und der Splitter stellen einen Single Point of Failure für alle angeschlossenen ONTs und Clients dar. Das Risiko wird normalerweise durch Redundanztopologien gemindert, was bei POL nicht möglich ist.

Planung einer glasfaserbasierten Infrastruktur: das Beste aus beiden Welten

Die Entscheidung zwischen FTTO und POL hängt von zahlreichen Faktoren ab.

• Art und Umfang der von den Nutzern und Geräten benötigten Performance - jetzt und in Zukunft
• Bedingungen und Entfernungen in dem/den Gebäude(n)
• Anforderungen in Bezug auf Leistung, Funktionalität, Flexibilität und Nutzungsdauer

Es ist aber auch möglich, die Vorteile von POL und FTTO zu kombinieren. Dazu muss die Glasfaserinfrastruktur mit Singlemode-Fasern konzipiert werden (POL basiert auf bidirektionaler Kommunikation über eine Faser). Da die meisten PON ONTs immer noch über eine APC-Anschluss verbunden sind, sollten alle Steckverbinder als LC oder SC/APC ausgeführt sein. Die Topologie muss eine logische Punkt-zu-Punkt-Infrastruktur zwischen dem zentralen Gebäude oder dem Verteiler auf dem Campus und dem Endnutzer sein. Die Glasfaserverkabelung verläuft von einem zentralen optischen Verteiler (ODF) zu den Stockwerken, in denen sich die "Zone Distribution Boxes" (ZD-Boxen) befinden. Bündeladerkabel mit beispielsweise 12 oder 24 Fasern dienen als vertikale Verkabelung zwischen dem zentralen ODF und den ZD-Boxen in der Etage. Die einzelnen Fasern werden in den ODF- und ZD-Boxen abgeschlossen und gespleißt. Von den ZD-Boxen aus verbinden vorkonfektionierte Glasfaserkabel oder Glasfaser-Patchkabel die ONTs oder FTTO-Switches

Alle aktiven Geräte werden im zentralen Verteilerraum installiert. Der für eine POL-Installation erforderliche passive optische Splitter muss ebenfalls im zentralen Gebäudeverteiler zwischen dem OLT und dem ODF installiert werden. FTTO-Switches werden in der Regel über einen Glasfaseranschluss mit den ZD-Boxen und ONTs verbunden. ONTs sind bereits mit einer optischen Schnittstelle (in der Regel SC/APC) ausgestattet, während FTTO-Switches einen SFP-Transceiver und eine entsprechende optische Schnittstelle benötigen. Schließlich wird ein hybrides optisches Patchkabel von SC/APC zu LC oder SC/PC verwendet, um die FTTO-Switches mit dem APC-Anschluss zu verbinden.