Glasfasertechnik 15.05.2009, 19:41 Uhr

Glasfasern liefern immer höhere Bandbreiten  

Das weltweite Datenaufkommen steigt und steigt. Um Engpässe zu vermeiden, setzen viele Telekommunikationsunternehmen und Serviceprovider derzeit auf neueste Verfahren, mit deren Hilfe sie noch mehr aus ihren Glasfaserinfrastrukturen herausholen. Neu ist, dass Glasfaser auch immer mehr in Zugangsnetzen eingesetzt wird. Darüber können Nutzer 100 Mbit/s und mehr erhalten. VDI nachrichten, Berlin, 15. 5. 09, rb

Experten schätzen, dass das globale Datenaufkommen bis 2015 in Festnetzen 30-mal und in Mobilfunknetzen 300-mal so hoch sein wird wie heute. „Eine Stunde Video über das Internet zu schauen, bringt so viel Verkehr auf die Netze wie ein Jahr lang E-Mails zu verschicken“, sagt Stefan Wannenmacher. Der Spezialist für IP-Dienste bei Alcatel-Lucent steht mit dieser Kalkulation nicht alleine da: Das Herunter- und Hochladen von Fotos, Videos, hochauflösenden Filmen, riesigen Softwareupdates in den Wohn-, Arbeits- und Kinderzimmern zu Hause wie im Büro zieht zwangsläufig leistungsfähige Glasfasernetze nach sich, die fast in Echtzeit die Multimedia-Inhalte von A nach B transportieren.

„Glasfaser ist das beste Medium, um wirtschaftlich größte Mengen an Daten pro Zeiteinheit zu übertragen und dies bei entsprechender Reichweite“, ist Stephan Rettenberger von Adva Optical Networking überzeugt. „Da kommen keine drahtlosen und auch keine kupferbasierten Verfahren heran“, fügt der Marketingchef des Kommunikationsausrüsters aus Martinsried hinzu.

Bei den Transportnetzen zwischen 1000 km und 2500 km setzen Telekommunikationsunternehmen schon immer auf die schnelle Welle. „Auf solchen Strecken sind heute 10-Gbit/s-Netze gang und gäbe, 40 Gbit/s sind noch ein junger Markt, wir haben jedoch schon Prototypen für 100-Gbit/s-Netze“, sagt Michael Finkenzeller, Produktmanager bei Nokia Siemens Networks.

Um die Kapazität bei großer Reichweite immer weiter zu steigern, werden nicht zusätzliche Glasfaserverbindungen installiert, sondern immer ausgefeiltere Verfahren eingesetzt, die auf einer Faser mehr Bandbreite liefern.

Für die Vervierfachung der Kapazität wird neben dem Zeitmultiplexverfahren – dem Erhöhen der Bitrate pro Wellenlänge auf heute 40 Gbit/s – zusätzlich als leistungsstärkste Variante das Dichte-Wellenlängen-Multiplex-Verfahren eingesetzt. Das Kürzel dafür lautet DWDM und steht für Dense Wavelength Division Multiplex.

Zur Übertragung werden Wellen unterschiedlicher Frequenz genutzt, die sich gegenseitig nicht beeinflussen. Laser wandeln elektrische Signale in Lichtsignale einer bestimmten Wellenlänge um, dann werden sie gebündelt, über die Leitung geschickt und am Empfangsort durch wellenlängenabhängige Filter wieder aufgeteilt.

„Bei DWDM bündeln wir 80 Wellenlängen auf einer Faser“, sagt Finkenzeller. Darüber hinaus sind spezielle Verfahren zur Modulation des Signals notwendig. „Effizientere Modulationsverfahren bedeuten aber auch höhere Komplexität, die über elektronische Schaltungen nachgebaut werden muss“, sagt Finkenzeller. Er rechnet damit, dass entsprechende Komponenten für 100- Gbit/s-Lösungen, die eine komplexere Modulation bei entsprechender Geschwindigkeit der Schaltungen beherrschen, Ende 2010 auf dem Markt sein können.

Um die Reichweite bei gleichbleibender Übertragungskapazität zu erhöhen, sind zudem „rein optische Verstärkerverfahren notwendig, die alle 80 km bis 200 km einen schwachen Lichtimpuls für 80 Wellenlängen verstärken“, sagt Stephan Rettenberger von Adva Optical Networking.

Sein Unternehmen ist spezialisiert auf die „Mittelstrecke“ – für Netze bis zu 1000 km. Auch hier wird inzwischen das DWDM-Verfahren eingesetzt, „wobei wir bei 100 Gbit/s auf Sende- und Empfangstechnik setzen, die weniger robust ist als die für Weitverkehrsnetze, jedoch rund 40 % preiswerter“. Rettenberger ist sich sicher, dass das Verfahren, mehrere Wellenlängen auf einer einzigen Glasfaser unterzubringen und darüber die Kapazität zu erhöhen, „künftig immer näher zum Endkunden rückt“.

Mit passiver Technik dringen Glasfasern bis in die Keller von Neubaugebieten vor

Derzeit setzen Ausrüster wie Alcatel-Lucent im Netzzugangsbereich auf die GPON-Technologie (Gigabit Passive Optical Network). Sie ist ein Standard für den kostengünstigen Einsatz von Glasfaser in optischen Zugangsnetzen. Die Faseranlage enthält u. a. keine aktiven Elemente und verbraucht so keine Energie.

Auf dieser Basis haben die Stadtwerke Sindelfingen/Böblingen in Baden-Württemberg vor Kurzem in einem Neubaugebiet Glasfaser bis in die Keller der neuen Mehrfamilienhäuser und Büros gelegt. Die ersten Nutzer erhalten nun 50 Mbit/s bis 100 Mbit/s. GPON arbeitet im Zeitmultiplexverfahren. Die Nachrichten aller Teilnehmer werden auf einen Datenstrom gepackt und zeitlich versetzt herausgeschickt. Für Datenraten von 2,5 Gbit/s und 1,5 Gbit/s werden größere definierte Wellenlängenbereiche zur Verfügung gestellt, die sich die Nutzer teilen müssen.

„Die Zuteilung der Bandbreite läuft dynamisch ab“, sagt Thomas Pfeiffer. „Ich kann Nutzern kurzfristig die ganze Bandbreite zuteilen, dann mal gar nichts, in der Zeit bekommen dann andere Nutzer mehr“, erläutert der Abteilungsleiter für die nächste Generation optischer Netze der Alcatel-Lucent Bell Labs in Stuttgart. Gleichzeitig gelte: Je weniger Teilnehmer sich die Bandbreite teilen müssen, desto höher ist die Reichweite von GPON – derzeit bis zu 20 km.

Alcatel-Lucent entwickelt bereits die nächste Generation von GPON. Dann können bis zu 10 Gbit/s zum und vom Nutzer weg übertragen werden. „Wir erweitern derzeit auf 10 GPON in zwei Varianten, einerseits 10 Gbit/s beim Hintransport von Daten und 2,5 Gbit/s beim Abtransport sowie in beiden Richtungen 10 Gbit/s“, sagt Thomas Pfeiffer. Für weit höhere Bandbreiten setzt auch Pfeiffer auf Wellenlängenmultiplexing. Für Zugangsnetze sei das aber derzeit noch zu teuer. NIKOLA WOHLLAIB

Von Nikola Wohllaib
Von Nikola Wohllaib

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