Gleicher vs. ungleicher optischer Splitter

Wichtige Erkenntnisse

  • Optische Gleichverteiler verteilen die optische Leistung gleichmäßig und eignen sich am besten für dichte FTTH-Installationen mit ähnlichen Übertragungsstrecken.
  • Ungleiche optische Splitter ermöglichen eine flexible Leistungszuweisung und werden häufig in kaskadierten oder busähnlichen Netztopologien verwendet, insbesondere in ländlichen Gebieten und Gebieten mit geringer Bevölkerungsdichte.
  • Die Wahl des Teilungsverhältnisses wirkt sich direkt auf das Budget für die optische Leistung, die ONU-Empfangspegel und die langfristige Zuverlässigkeit des Netzes aus.
  • Die PLC-Technologie wird aufgrund ihrer Stabilität und Gleichmäßigkeit in der Regel für gleiche Verteiler verwendet, während die FBT-Technologie eher für ungleiche Verteiler verwendet wird.
  • xEs gibt keine universelle Splitterlösung. Ein effektives FTTH-Design erfordert ein Gleichgewicht zwischen optischer Leistung, Skalierbarkeit und Wartungsaufwand.

Einführung

Optische Splitter sind eine grundlegende Komponente in Fiber-to-the-Home (FTTH) und passiven optischen Netzwerken (PON). Indem sie mehreren Teilnehmern die gemeinsame Nutzung einer einzigen Zuleitungsfaser ermöglichen, reduzieren Splitter die Infrastrukturkosten erheblich und vereinfachen die Zugangsnetzarchitektur.

Bei der Auswahl des Splitters geht es jedoch nicht nur darum, wie viele Ausgänge benötigt werden. Die Art und Weise, wie die optische Leistung verteilt wird - ob gleichmäßig oder ungleichmäßig - hat einen direkten Einfluss auf die Signaldämpfung, die ONU-Empfangsleistung, die Skalierbarkeit des Netzwerks und die langfristige Wartung. In der Praxis des FTTH-Designs führt dies oft zu einem praktischen Vergleich zwischen gleich (symmetrisch) und ungleich (asymmetrisch oder unausgewogen) optische Splitter.

Für den Aufbau zuverlässiger und effizienter optischer Zugangsnetze ist es wichtig zu verstehen, wie sich diese beiden Verteilertypen in verschiedenen Szenarien verhalten.

INHALTSVERZEICHNIS

Gleiche (symmetrische) optische Splitter in FTTH-Netzen

Lichttheoretisches Diagramm eines gleichwertigen Fasersplitters

Eine gleicher optischer Splitter verteilt das optische Eingangssignal gleichmäßig auf alle Ausgangsports. Jeder Teilnehmer erhält annähernd die gleiche optische Leistung, abgesehen von kleinen Abweichungen, die durch Fertigungstoleranzen und Steckerverluste verursacht werden.

Typische gleiche Verteilungsverhältnisse sind:

  • 1×4
  • 1×8
  • 1×16
  • 1×32

Aus theoretischer Sicht führt ein 1×8-Splitter zu etwa 10,5 dB Verteilungsverlust pro Ausgang, ohne zusätzliche Verluste durch Spleiße oder Stecker.

Bei den meisten modernen FTTH-Implementierungen werden gleiche Splitter mit PLC-Technologie (Planar Lightwave Circuit). PLC-Splitter bieten eine hervorragende Kanalgleichmäßigkeit, hohe Temperaturstabilität und eine gleichbleibende optische Leistung, wodurch sie sich gut für große und standardisierte Netzwerkarchitekturen eignen.

Da jeder Ausgangsanschluss eine ähnliche Dämpfung erfährt, lassen sich gleiche Splitter in der Netzplanungsphase leicht modellieren. Diese Einfachheit ist einer der Hauptgründe dafür, dass sie in städtischen FTTH-Netzen, Mehrfamilienhäusern und Bürokomplexen, in denen die Teilnehmer dicht verteilt sind und die Glasfaserentfernungen relativ ähnlich sind, häufig eingesetzt werden.

Allerdings kann eine gleichmäßige Aufteilung zu einer Einschränkung werden, wenn die Einsatzbedingungen weniger einheitlich sind. In Kurzstreckenszenarien mit kleinen Splitverhältnissen können die ONU-Empfänger relativ starke Eingangssignale empfangen. Andererseits kann die Gesamtdämpfung bei hohen Splitverhältnissen in Kombination mit langen Glasfaserstrecken schnell die Grenzen des optischen Leistungsbudgets erreichen.

Ungleiche (asymmetrische) optische Splitter und flexible Leistungsverteilung

Lichttheoretisches Diagramm eines ungleichen Fasersplitters

Anders als bei gleichen Splittern, ungleiche optische Verteiler die optische Leistung ungleichmäßig auf die Ausgangsports verteilen. Übliche nominale Teilungsverhältnisse sind:

  • 90/10
  • 80/20
  • 70/30

bei dem der größte Teil der optischen Leistung zu einem bestimmten Durchgangs- oder Kaskadenanschluss geleitet wird, während ein kleinerer Teil dem lokalen Zugang zugewiesen wird.

Theoretisch bringt ein 90/10-Splitter nur etwa 0,5 dB Verlust am Durchgangsanschluss 90%, während der 10%-Zapfhahn etwa 10 dB Abschwächung. Diese Werte machen ungleiche Verteiler besonders nützlich, wenn die optische Leistung für die nachgeschaltete Verteilung erhalten bleiben muss.

Ungleiche Splitter werden am häufigsten hergestellt mit FBT-Technologie (Fused Biconical Taper). Im Vergleich zu PLC ermöglicht die FBT-Fertigung eine flexiblere Steuerung der Teilungsverhältnisse durch Anpassung des Faserschmelz- und Verjüngungsprozesses. Dadurch ist FBT besonders für asymmetrische Designs geeignet.

In FTTH-Netzen sind ungleiche Splitter eine wichtige Voraussetzung für die kaskadierte und busähnliche (oder “Schlangen”-) Topologien. In ländlichen oder vorstädtischen Gebieten, in denen die Nutzer entlang von Straßen oder über große geografische Gebiete verteilt sind, kann eine einzige Zuführungsfaser mehrere Zugangspunkte nacheinander versorgen. Indem sie an jedem Standort nur einen kleinen Teil des Signals abgreifen und den Großteil der Leistung weiter nach unten leiten, können Dienstanbieter die Anzahl der benötigten Zubringerfasern erheblich reduzieren.

Aufteilungsverhältnis, Leistungsbudget und ONU-Empfangspegel

Unabhängig vom Splittertyp müssen alle FTTH-Designs innerhalb eines bestimmten optischen Leistungsbudgets arbeiten. Jede ONU hat einen bestimmten Empfangsleistungsbereich, und die Aufrechterhaltung von Signalen innerhalb dieses Fensters ist entscheidend für einen stabilen Betrieb.

Wenn die Dämpfung durch übermäßiges Splitting oder lange Glasfaserdistanzen zu hoch ist, kann es bei der ONU zu erhöhten Bitfehlerraten oder zeitweiligem Serviceverlust kommen. Umgekehrt kann eine unzureichende Dämpfung - wie sie häufig in Kurzstreckennetzen mit niedrigem Split-Verhältnis zu beobachten ist - zu einer Sättigung des Empfängers führen, was die Signalqualität beeinträchtigt und die langfristige Zuverlässigkeit beeinträchtigen kann.

Ungleiche Splitter bieten Netzentwicklern zusätzliche Flexibilität, um diese Einschränkungen auszugleichen. Durch die sorgfältige Auswahl von Splitverhältnissen und Kaskadenpunkten ist es möglich, akzeptable ONU-Eingangsleistungspegel für Teilnehmer mit unterschiedlichen Entfernungen aufrechtzuerhalten.

Wartung und betriebliche Erwägungen

Ungleiche Splitter bieten zwar eindeutige Vorteile in Bezug auf die Fasereffizienz und den Netzausbau, führen aber auch zu zusätzlicher betrieblicher Komplexität.

In kaskadierten Netzen hat jeder Abzweig eines Verteilers einen anderen Verlustwert. Dies bedeutet, dass OTDR-Kurven werden immer komplexer, und die Fehlerlokalisierung erfordert ein besseres Verständnis der Netztopologie und der erwarteten Dämpfung an jedem Punkt. Im Vergleich zu Equal-Split-Architekturen können Fehlerbehebung und Wartung zeitaufwändiger sein, insbesondere für Techniker, die mit dem ursprünglichen Design nicht vertraut sind.

Daher ist die Wahl zwischen gleichen und ungleichen Verteilern nicht nur eine Frage der optischen Leistung, sondern auch der langfristigen Betriebsstrategie.

Gleiche und ungleiche optische Splitter: Praktischer Vergleich

Aspekt Gleicher Splitter Ungleicher Splitter
Stromverteilung
Uniform
Asymmetrisch
Typische Technologie
PLC
FBT
Topologie des Netzes
Zentralisiert
Kaskadiert / Bus
Komplexität der Planung
Unter
Höher
Schwierigkeiten bei der Wartung
Unter
Mäßig bis hoch

Schlussfolgerung

Gleiche und ungleiche optische Splitter spielen beide eine wichtige Rolle bei der Planung von FTTH-Netzen. Gleiche Splitter bieten Einfachheit, Einheitlichkeit und einfache Planung in dichten und zentralisierten Installationen. Ungleiche Splitter hingegen ermöglichen eine flexible Stromverteilung, eine effiziente Glasfasernutzung und skalierbare kaskadierte Architekturen - insbesondere in ländlichen Gebieten und Umgebungen mit geringer Dichte.

Anstatt eine Universallösung anzubieten, sollte die Auswahl des Splitters von der Übertragungsdistanz, der Benutzerverteilung, dem Budget für optische Leistung und langfristigen Wartungsüberlegungen geleitet werden. Ein gut konzipiertes FTTH-Netz wird nicht allein durch den Splitter-Typ definiert, sondern dadurch, wie effektiv die Split-Verhältnisse an die realen Einsatzbedingungen angepasst werden.

Technische Anmerkung:

In realen FTTH-Projekten wird die Auswahl des Verteilers oft nicht nur von theoretischen Leistungsbudgets, sondern auch von den Installationsbedingungen und zukünftigen Wartungsanforderungen beeinflusst.

Ungleiche Splitter können zwar den Verbrauch von Zuleitungsfasern erheblich reduzieren und eine flexible Netzerweiterung unterstützen, sie führen jedoch auch zu ungleichmäßigen Verlustpunkten entlang des Verteilungspfads. Dies macht die OTDR-Analyse komplexer und erfordert eine genaue Dokumentation der Splitterpositionen und -verhältnisse.

Um die langfristige Stabilität des Netzes zu gewährleisten, kombinieren viele Betreiber ungleiche Splitter in den Zuführungs- oder Verteilungssegmenten mit gleichen Splittern auf der endgültigen Zugangsebene, um ein Gleichgewicht zwischen Fasereffizienz und betrieblicher Einfachheit zu erreichen.

Bei groß angelegten FTTH-Implementierungen sollte die Auswahl der Splitter immer im Zusammenhang mit dem gesamten ODN-Design und der Implementierungsstrategie bewertet werden.
Viel Spaß bei der Verkabelung! 🚀