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Connectivity
Glasfaser-Splitter: Funktion & Nutzen
13.02.2025
8 Min.
Die Glasfaser bildet heute das Rückgrat aller großen Datennetze. Selbst über weite Entfernungen transportiert sie gigantische Datenmengen schnell und störungsfrei. GPON-Glasfasernetze nutzen sogenannte Glasfaser-Splitter, um die Kundenanschlüsse mit dem Internet zu verbinden. Was ein solcher Glasfaser-Splitter genau ist und wie er eingesetzt wird, erfahren Sie hier.
GPON, AON, FTTH, FTTB und Splitter – im Zusammenhang mit dem Glasfaser-Breitbandbau gibt es viele Abkürzungen und Fachbegriffe. Wir erklären Ihnen die Wichtigsten. Diesmal: Der Glasfaser-Splitter.
Inhaltsverzeichnis
Was ist ein Glasfaser-Splitter?
Ein Glasfaser-Splitter ist ein technisches Bauteil, das das Licht einer einzelnen Glasfaser auf mehrere Glasfasern aufteilt. Glasfaser-Splitter, auch optische Koppler oder Lichtteiler genannt, werden in Glasfasernetzen wie dem sogenannten GPON- für den FTTH-Ausbau (Fiber to the Home, auf Deutsch: Glasfaser bis in die Wohnung) verwendet.
Die Abkürzung GPON steht für „Gigabit Passive Optical Network“ – frei übersetzt etwa: „Passives Optisches Gigabit-Netzwerk“. GPON ist eine von mehreren in Deutschland verwendeten Glasfaser-Ausbauformen. In GPON-Netzen verbindet eine einzelne Glasfaser den Verteilerkasten am Straßenrand mit der Vermittlungsstelle. Im Verteilerkasten teilt ein Glasfaser-Splitter die eingehenden Lichtwellen aus der Vermittlungsstelle dann auf viele einzelne Glasfasern auf.
Diese Glasfasern verlaufen in der Regel unter der Straße weiter bis in die einzelnen Keller, beziehungsweise Wohnungen und Büros der Kund:innen. Dort werden die Lichtwellen dann in elektrische Signale umgewandelt und per WLAN oder Ethernet an die Endgeräte weitergeleitet, also beispielsweise Arbeitsplatzcomputer und Server oder auch TV-Geräte bei Privatkundenanschlüssen mit Internetfernsehen (kurz: IPTV).
In Gegenrichtung fungieren dieselben Glasfaser-Splitter wiederum als Lichtwellensammler und führen die aus den Kundenhaushalten im Verteilerkasten eingehenden Lichtwellen in einer einzelnen Glasfaser zusammen. Diese einzelne Glasfaser überträgt die Daten dann bis zur Vermittlungsstelle.
Ausbau-Alternative AON
Alternativ gibt es Glasfaser-Ausbauformen wie das Active Optical Network (AON), was mit “Aktives Optisches Netzwerk” übersetzt werden kann. Im Unterschied zu GPON erschließt ein AON jedes Gebäude, beziehungsweise jeden Haushalt über eine eigene, durchgehende Glasfaser von der Vermittlungsstelle bis zum Kundenanschluss.
Ein AON benötigt somit keine Glasfaser-Splitter, dafür aber teure Vermittlungs- und Verstärkertechnik sowie einen eigenen Stromanschluss.
Denn in AO-Netzwerken ist „aktive“, also dauerhaft mit Strom zu versorgende Elektronik verbaut, beispielsweise Signalverstärker und digitale Verteilerknoten. Passive Technik hingegen kommt ganz ohne zusätzliche Stromversorgung auf dem Leitungsweg aus, weil sie die durchlaufenden Lichtwellen lediglich passiv durchleitet und vor Ort an die einzelnen Kundenanschlüsse weiterverteilt.
Daher sind AO-Netzwerke in Bau und Betrieb auch deutlich aufwändiger und teurer als GPO-Netze mit ihren optischen Glasfaser-Splittern.
Wie funktioniert ein Glasfaser Splitter?
Technisch ähnelt ein Glasfaser-Splitter der Streuscheibe in einem Autoscheinwerfer, die das Licht einer einzelnen Glühlampe breit verteilt und so die Straße vor dem Auto gleichmäßig ausleuchtet.
Auch der Glasfaser-Splitter bricht das eingehende Licht und verteilt es dann auf alle angeschlossenen Glasfasern. Nur durch eine möglichst gleichmäßige Lichtverteilung ist dabei gewährleistet, dass in jeder einzelnen Glasfaser für jeden einzelnen Kundenanschluss noch genug Licht ankommt, um die darin enthaltenen Informationen weiterzugeben.
Prinzipbedingt führt das Aufsplitten eines Lichtstrahls in mehrere einzelne Lichtstrahlen zu einer deutlichen Reduzierung der Lichtmenge, die zu jedem einzelnen Kundenanschluss weitergeleitet wird. Weil das Lichtsignal in der Glasfaser außerdem mit jedem Kilometer Leitungsweg geringfügig schwächer wird, ist die maximale Leitungslänge zwischen Splitter und Kundenhaushalt unter GPON dadurch auf etwa 20 Kilometer begrenzt. Bei stärkerer Aufteilung kann dieser Wert auch weiter absinken, zum Beispiel bei Verwendung von 1:64-Splittern und unter ungünstigen Ausbaubedingungen.
Weil ein Glasfaser-Splitter immer die Lichtsignale eines ganzen Ausbaugebietes an alle angeschlossenen Kundenhaushalte weiterverteilt, muss jeder Anschluss seine eigenen Daten aus dem gemeinsamen Lichtstrom herausfiltern. Daher werden im GPO-Netz die Daten für jeden Anschluss unterschiedlich verschlüsselt. Die sogenannte Optical Network Termination (ONT, auf Deutsch: Optischer Netzwerkabschluss) am jeweiligen Kundenanschluss kann nur die für den eigenen Anschluss bestimmten Daten aus dem Datenstrom herauslesen und entschlüsseln.
Glasfaser-Splitter als Lichtsammler
Glasfaser-Splitter funktionieren in Gegenrichtung auch als Lichtsammler. Damit sich eingehende und ausgehende Lichtstrahlen nicht gegenseitig behindern, arbeitet GPON mit unterschiedlichen Lichtfarben (Wellenlängen) in Hin- und Rückrichtung.
Um auch eine gegenseitige Überlagerung der eingehenden Lichtsignale der verschiedenen Kundenanschlüsse zu verhindern, arbeitet GPON zusätzlich mit festen Zeitfenstern: Jeder Kundenanschluss kann nur innerhalb seiner zugeteilten Zeitfenster Datenpakete in Richtung Vermittlungsstelle übertragen. Die einzelnen Zeitfenster sind jeweils nur wenige Millisekunden lang und wechseln entsprechend schnell, sodass es hierdurch nicht zu merklichen Verzögerungen kommt.
Die Zeiten für den Hin- und Rücktransport von Daten zwischen Kundenanschluss und Vermittlungsstelle (sogenannter Ping-Wert) sind in GPO-Netzen insgesamt deutlich kürzer als etwa in DSL-Netzen.
Vorteile & Nachteile von GPO-Netzen mit Glasfaser-Splittern
GPO-Netze mit Glasfaser-Splittern sind erheblich wirtschaftlicher als AO-Netze:
- Glasfaser-Splitter sind passive Bauteile. Sie benötigen somit keine Energieversorgung. Das senkt die Ausbau- und Betriebskosten von GPO-Netzen gegenüber AO-Netzen.
- Glasfaser-Splitter benötigen keine Kühlung, weil sie anders als elektronische Bauteile keine Wärme erzeugen. Somit können Splitter sehr kompakt konstruiert und eng gepackt ohne Belüftungskanäle verbaut werden. Viele Splitter passen dadurch in einen einzigen Technikschrank. Auch die Montage in kleinen Bauräumen ist somit kein Problem, während ein AON in der Regel größere Verteilerkästen am Straßenrand mit aktiver Kühltechnik benötigt.
- Glasfaser-Splitter haben keine beweglichen Bauteile, die verschleißen könnten. Das erhöht ihre Lebensdauer gegenüber Elektronikkomponenten und reduziert die Wartungskosten.
Aus den oben genannten Gründen kommt in Deutschland beim Glasfaser-Ausbau hauptsächlich die GPON-Technik mit Glasfaser-Splittern zum Einsatz. Allerdings hat GPON auch Nachteile:
- Die Kundenanschlüsse an einem Glasfaser-Splitter teilen sich eine gemeinsame Glasfaser für den Weg zwischen Verteiler und Vermittlungsstelle. Man spricht für diesen Teil des Leitungsweges auch von einem sogenannten „Shared Medium“ also einem geteilten Medium. Da eine Glasfaser sehr große Datenmengen transportieren kann, ist diese gemeinsame Nutzung in der Praxis für die Kund:innen nicht spürbar. Je nach gewähltem Glasfaser-Tarif werden bei GPON in Deutschland aktuell bis zu 1.000 Megabit pro Sekunde im Download angeboten.
- Bei technischen Störungen ist die Fehlersuche in GPO-Netzen etwas aufwändiger als in AO-Netzen, weil es keinen durchgängigen Leitungsweg für jeden Kundenanschluss gibt. Somit können auch Störungen nicht immer sofort einem einzelnen Anschluss zugeordnet werden.
Unter Betrachtung der Vor- und Nachteile gehen Expert:inenn davon aus, dass sich passive Glasfaser-Netze mit Glasfaser-Splittern weitgehend durchsetzen werden. Der GPON-Nachfolgestandard XGS-PON (10 Gigabit symmetrisches passives optisches Netzwerk) erreicht in ersten Netzwerken bereits um den Faktor Zehn höhere Bandbreiten. XGS-PON arbeitet mit anderen Lichtfarben als GPON, sodass beide Technologien parallel auf einer Glasfaser betrieben werden können. Das vereinfacht die Nachrüstung in bestehenden Ausbaugebieten.
Typen von Glasfaser-Splittern
Glasfaser-Splitter gibt es in verschiedenen Bauformen, beispielsweise im 19-Zoll-Gehäuse für die Montage in einem Technikschrank („Rack“), aber auch als kleine Box im Format einer Streichholzschachtel. Die Größe hängt nicht zuletzt von der Anzahl der jeweils abgehenden Glasfasern ab.
Außerdem wird unterschieden zwischen günstigen FBT-Splittern („Fused Biconical Taper Splitter“) und den meist teureren PLC-Splittern („Planar Lightwave Circuit Splitter“). Erstere lassen nur wenige gebräuchliche Lichtfarben durch, während die aufwändiger herzustellenden PLC-Splitter den gesamten Lichtwellenbereich zwischen 1.260 und 1.650nm Wellenlänge splitten können.
Beim GPON-Ausbau kommen häufig Splitter für eine Glasfaser auf der einen Seite zum Einsatz und vier oder acht Glasfasern auf der anderen Seite. In sogenannten Kaskadenschaltungen werden häufig mehrere Splitter hintereinander verbaut: beispielsweise ein Vierfach-Splitter, an den wiederum vier Achtfach-Splitter angeschlossen werden. Das ist sinnvoll, wenn beispielsweise von einem Verteilerpunkt aus vier Straßen versorgt werden sollen. Innerhalb dieser Straßen teilen dann weitere Splitter die dortigen Glasfasern jeweils noch einmal für bis zu acht einzelne Kundenanschlüsse auf.
Im Ergebnis kann somit eine einzelne Glasfaser aus der Vermittlungsstelle über eine solche Kaskade vier mal acht, also insgesamt 32 Glasfasern versorgen. Auch Kaskaden für bis zu 64 Kundenanschlüsse sind in manchen Ländern üblich.
Auf dem Weg von der Vermittlungsstelle zu den Kund:innen teilen mehrere hintereinander geschaltete Splitter das Signal auf. So können bis zu 32 Haushalte über eine einzige Glasfaser aus der Vermittlungsstelle mit Internet versorgt werden und auch selbst Daten hochladen.
Daneben gibt es auch sogenannte Single-Stage-Splitter, die die Aufteilung des Lichtsignals auf 16 oder 32 einzelne Fasern in nur einem Schritt ohne Kaskade erreichen. Welche Art von Glasfaser-Splitter in einem Ausbaugebiet verwendet wird, hängt immer auch ab von der jeweiligen Netzstruktur, den zu überbrückenden Entfernungen und der Technik, die ein Anbieter verwendet. Auch der vorhandene Bauraum spielt eine Rolle.
Mit der wachsenden Verbreitung von Glasfaser-Netzen in Bürogebäuden und in Mehr- und Einfamilienhäusern werden auch dort zunehmend Glasfaser-Splitter eingesetzt. Damit ist es beispielsweise möglich, sogenannte FTTB-Anschlüsseauf die einzelnen Wohnungen, Büroetagen oder Arbeitsplätze aufzuteilen. Diese enden üblicherweise im Keller eines Gebäudes.
Daneben gibt es optische Splitter auch im Heimbereich, etwa für den Toslink-Glasfaserstandard. Darüber können Sie beispielsweise Daten vom optischen Ausgang Ihres BluRay/DVD-Players an zwei Ausgabegeräte gleichzeitig weiterleiten. Deshalb werden diese Splitter auch als Audio-Splitter bezeichnet. Toslink-Stecker haben eine andere Bauform als die bei Glasfaser-Datennetzen üblicherweise verwendeten Steckertypen wie FC, SC, LC und ST. Die Glasfaser-Splitter für Toslink sind somit nicht mit anderen Glasfaser-Splittern kompatibel.
Das Wichtigste zu Glasfaser-Splittern in Kürze
- Glasfaser-Splitter teilen die von einer Glasfaser ankommenden Lichtwellen auf mehrere abgehende Glasfasern auf. In Gegenrichtung funktionieren Splitter als Lichtsammler.
- In Glasfasernetzen mit GPON-Technik verbinden Glasfaser-Splitter eine einzelne Glasfaser in Richtung Vermittlungsstelle mit bis zu 32 Glasfasern in Richtung der Kundenanschlüsse.
- Durch den Einsatz von passiven optischen Splittern sind GPO-Netze gegenüber AO-Glasfaser-Netzen mit aktiver Technik deutlich wirtschaftlicher. Dies ist gerade im ländlichen Raum ein wichtiger Vorteil für den Glasfaser-Ausbau.
- Glasfaser-Splitter gibt es in unterschiedlichen Bauformen, etwa für die Rack-Montage oder besonders klein für die Verwendung in engen Bauräumen.
- Glasfaser-Splitter kommen auch im Heimanwender-Bereich zum Einsatz, etwa über das Toslink-System für Audiogeräte. Toslink-Stecker sind nicht kompatibel mit den gebräuchlichen Steckern für Glasfaser-Datennetze.
13.02.2025
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