Laut relevanten Daten wird der Anteil der weltweiten FTTH/FTTP/FTTB-Breitbandnutzer im Jahr 2025 59 % erreichen. Daten des Marktforschungsunternehmens Point Topic zeigen, dass dieser Entwicklungstrend 11 % höher sein wird als das derzeitige Niveau.
Point Topic prognostiziert, dass es bis Ende 2025 weltweit 1,2 Milliarden Festnetz-Breitbandnutzer geben wird. In den ersten beiden Jahren überschritt die Gesamtzahl der globalen Breitbandnutzer die Milliardengrenze.
Etwa 89 % dieser Nutzer befinden sich in den 30 größten Märkten weltweit. In diesen Märkten werden FTTH und verwandte Technologien xDSL Marktanteile abnehmen, wodurch der xDSL-Marktanteil im Prognosezeitraum von 19 % auf 9 % sinken wird. Obwohl die Gesamtzahl der Nutzer von Glasfaser bis ins Gebäude (FTTC) sowie von VDSL und DOCSIS-basierten Hybrid-Glasfaser-/Koaxialkabeln (HFC) im Prognosezeitraum steigen dürfte, bleibt der Marktanteil relativ stabil. FTTC wird dabei etwa 12 % und HFC 19 % aller Anschlüsse ausmachen.
Die Einführung von 5G dürfte Festnetz-Breitbandanschlüsse im Prognosezeitraum bremsen. Bis zur tatsächlichen Einführung von 5G lässt sich das Ausmaß der Auswirkungen auf den Markt jedoch noch nicht abschätzen.
Dieser Artikel vergleicht passive optische Netzzugangstechnologien (PON) und aktive optische Netzzugangstechnologien (AON) anhand der Merkmale von Wohngebieten in China und analysiert deren Vor- und Nachteile. Darüber hinaus werden einige zentrale Probleme bei der Anwendung von FTTH-Zugangstechnologien in Wohngebieten in China aufgezeigt und geeignete Strategien für die Entwicklung dieser Technologien erörtert.
1. Merkmale des FTTH-Zielmarktes meines Landes
Derzeit ist der Hauptzielmarkt für FTTH in China zweifellos die Bewohner von Wohnanlagen in Groß-, Mittel- und Kleinstädten. Städtische Wohnanlagen sind in der Regel als Gartenanlagen angelegt. Ihre herausragenden Merkmale sind: hohe Haushaltsdichte. Einzelne Gartenanlagen umfassen üblicherweise 500 bis 3000 Einwohner, einige sogar Zehntausende. Wohnanlagen (einschließlich Gewerbegebäude) sind in der Regel mit Technikräumen für die Installation von Kommunikationszugangsgeräten und die Leitungsübergabe innerhalb der Anlage ausgestattet. Diese Konfiguration ist erforderlich, damit Telekommunikationsanbieter miteinander konkurrieren und verschiedene Telekommunikationsdienste integrieren können. Die Entfernung vom Technikraum zum Nutzer beträgt in der Regel weniger als 1 km. Große Telekommunikations- und Kabelfernsehbetreiber verlegen üblicherweise Glasfaserkabel mit geringer Adernanzahl (üblicherweise 4 bis 12 Adern) zu den Technikräumen von Wohngebäuden oder Gewerbegebäuden. Die Kabelressourcen für den Wohnkommunikations- und Kabelfernsehzugang innerhalb der Anlage gehören den jeweiligen Betreibern. Ein weiteres Merkmal des FTTH-Zielmarktes meines Landes ist das Vorhandensein von Branchenbarrieren bei der Bereitstellung von Telekommunikationsdiensten: Telekommunikationsbetreiber dürfen keine CATV-Dienste anbieten, und dieser Status quo wird sich auf absehbare Zeit nicht ändern.
2. Wahl der FTTH-Zugangstechnologie in meinem Land
1) Probleme, mit denen passive optische Netzwerke (PON) in FTTH-Anwendungen in meinem Land konfrontiert sind
Abbildung 1 zeigt die Netzwerkstruktur und -verteilung eines idealen passiven optischen Netzwerks (PON). Die Hauptmerkmale sind: Optische Linienabschlüsse (OLT) befinden sich im zentralen Rechenzentrum des Telekommunikationsanbieters, und passive optische Splitter (Splitter) sind so nah wie möglich an den optischen Netzwerkeinheiten (ONU) auf der Nutzerseite platziert. Der Abstand zwischen OLT und ONU entspricht dem Abstand zwischen dem zentralen Rechenzentrum des Telekommunikationsanbieters und dem Nutzer und ist vergleichbar mit der heutigen Entfernung zum Festnetzanschluss, die in der Regel mehrere Kilometer beträgt. Die Splitter befinden sich üblicherweise einige zehn bis mehrere hundert Meter von der ONU entfernt. Diese Struktur und Anordnung des PON verdeutlicht die Vorteile von PON: Das gesamte Netzwerk vom zentralen Rechenzentrum bis zum Nutzer ist ein passives Netzwerk; es werden erhebliche Glasfaserkabelressourcen vom zentralen Rechenzentrum zum Nutzer eingespart; durch die Eins-zu-Viele-Architektur wird die Anzahl der Geräte im zentralen Rechenzentrum reduziert und der Verkabelungsaufwand verringert.
Die ideale Anordnung eines passiven optischen Netzes (PON) in einem Wohngebiet: Der optische Lastverteiler (OLT) befindet sich im zentralen Rechenzentrum des Telekommunikationsanbieters. Gemäß dem Prinzip, den Splitter so nah wie möglich am Nutzer zu platzieren, wird dieser im Verteilerkasten auf der Etage installiert. Diese ideale Anordnung kann zwar die Vorteile von PON deutlich hervorheben, führt aber unweigerlich zu folgenden Problemen: Erstens wird ein Glasfaserkabel mit hoher Faseranzahl vom zentralen Rechenzentrum zum Wohngebiet benötigt. Bei beispielsweise 3000 Wohneinheiten und einem Verzweigungsverhältnis von 1:16 wären fast 200 Fasern erforderlich. Da derzeit jedoch nur 4–12 Fasern verfügbar sind, ist eine Erweiterung des Glasfasernetzes sehr schwierig. Zweitens können die Nutzer ihren Anbieter nicht frei wählen, sondern sind auf die Dienste eines einzigen Telekommunikationsanbieters beschränkt. Dies führt unweigerlich zu einer Monopolstellung eines einzelnen Anbieters. Diese Marktsituation ist dem Wettbewerb mehrerer Anbieter nicht förderlich, und die Interessen der Nutzer können nicht effektiv geschützt werden. Drittens führt die Platzierung passiver optischer Verteiler im Bodenverteilerkasten zu einer starken Streuung der Verteilerknoten, was die Zuordnung, Wartung und Verwaltung erheblich erschwert. Sie ist sogar nahezu unmöglich. Viertens lässt sich die Auslastung der Netzwerkgeräte und ihrer Zugangsports nicht verbessern, da innerhalb der Reichweite eines einzelnen PON die Benutzerzugriffsrate kaum 100 % erreichen kann.
Realistisches Layout eines passiven optischen Netzes (PON) im Wohnbereich: OLT und Splitter befinden sich im Serverraum des Wohnbereichs. Vorteile dieses Layouts: Vom zentralen Serverraum zum Wohnbereich werden lediglich Glasfaserkabel mit geringem Querschnitt benötigt, und die vorhandenen Glasfaserressourcen reichen aus. Die Zugangsleitungen des gesamten Wohnbereichs sind im Serverraum verkabelt, sodass die Nutzer frei zwischen verschiedenen Telekommunikationsanbietern wählen können. Für Telekommunikationsanbieter ist das Netzwerk sehr einfach zu konfigurieren, zu warten und zu verwalten. Da sich Zugangsgeräte und Patchpanels im selben Raum befinden, wird die Portauslastung der Geräte deutlich verbessert, und die Zugangsgeräte können je nach steigender Nutzerzahl schrittweise erweitert werden. Dieses realistische Layout hat jedoch auch Nachteile: Erstens ist die Netzwerkstruktur ohne PON der größte Vorteil passiver Netzwerke, und das Netzwerk vom zentralen Serverraum zum Nutzer bleibt ein aktives Netzwerk. Zweitens werden durch den Verzicht auf PON keine Glasfaserressourcen eingespart. PON-Geräte sind teuer und die Netzwerkstruktur komplex.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass PON im FTTH-Einsatz in Wohngebieten zwei gegensätzliche Seiten aufweist: Gemäß der idealen Netzwerkstruktur und -anordnung kann PON seine ursprünglichen Vorteile durchaus ausspielen: Das gesamte Netzwerk vom zentralen Serverraum bis zum Endnutzer ist passiv, wodurch die Glasfaserressourcen im zentralen Serverraum erheblich reduziert werden und die Anzahl und Größe der Geräte im zentralen Serverraum deutlich vereinfacht werden. Gleichzeitig ergeben sich jedoch auch nahezu inakzeptable Nachteile: Ein massiver Ausbau der Glasfaserverkabelung ist erforderlich; die Verteilungsknoten sind weit verstreut, was die Zuweisung, Wartung und Verwaltung extrem erschwert; die Nutzer haben keine freie Wahl des Anbieters; der Wettbewerb zwischen mehreren Anbietern wird behindert, und die Interessen der Nutzer können nicht effektiv gewährleistet werden; die Auslastung der Netzwerkgeräte und ihrer Zugangsports ist gering. Bei einer realistischen PON-Anordnung in Wohngebieten können die vorhandenen Glasfaserressourcen den Bedarf decken. Der Serverraum der Wohnanlage ist einheitlich verkabelt, was die Zuweisung, Wartung und Verwaltung der Anschlüsse erheblich vereinfacht. Nutzer können den Betreiber frei wählen, was die Auslastung der Geräteanschlüsse deutlich verbessert, gleichzeitig aber die beiden Hauptvorteile von PON als passives Netzwerk und die Einsparung von Glasfaserkabelressourcen zunichtemacht. Aktuell muss es zudem die Nachteile hoher PON-Gerätekosten und komplexer Netzwerkstrukturen in Kauf nehmen.
2) Wahl der FTTH-Zugangstechnologie für Wohngebiete in meinem Land – Punkt-zu-Punkt (P2P)-Zugangstechnologie für aktive optische Netzwerke (AON) in Wohngebieten
Die Vorteile von PON gehen in dicht besiedelten Wohngebieten offensichtlich verloren. Da die PON-Technologie derzeit noch nicht ausgereift ist und die Gerätepreise weiterhin hoch sind, halten wir die AON-Technologie für den FTTH-Zugang für wissenschaftlicher und praktikabler, denn:
— In der Regel werden Computerräume in der Gemeinde eingerichtet;
-Die P2P-Technologie von AON ist ausgereift und kostengünstig. Sie kann problemlos 100 Mbit/s oder 1 Gbit/s Bandbreite bereitstellen und eine nahtlose Verbindung mit bestehenden Computernetzwerken herstellen;
-Es besteht keine Notwendigkeit, die Verlegung von Glasfaserkabeln vom zentralen Maschinenraum zum Wohnbereich auszuweiten;
－－Einfache Netzwerkstruktur, niedrige Bau-, Betriebs- und Wartungskosten;
-Zentrale Verkabelung im Computerraum der Wohnanlage, einfache Nummerierung, Wartung und Verwaltung;
-Den Nutzern die freie Wahl des Anbieters zu ermöglichen, fördert den Wettbewerb zwischen mehreren Anbietern, und die Interessen der Nutzer können durch den Wettbewerb wirksam geschützt werden;
Die Auslastung der Geräteanschlüsse ist sehr hoch, und die Kapazität kann entsprechend der steigenden Anzahl von Zugriffsnutzern schrittweise erweitert werden.
Eine typische AON-basierte FTTH-Netzwerkstruktur. Die bestehende Glasfaserverbindung mit geringer Kernkapazität wird vom zentralen Rechenzentrum des Telekommunikationsanbieters zum Gemeinschaftsrechenzentrum genutzt. Das Vermittlungssystem befindet sich im Gemeinschaftsrechenzentrum, und die Verbindung zum Endgerät erfolgt über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung (P2P). Die Empfangsgeräte und Patchpanels sind einheitlich im Gemeinschaftsrechenzentrum untergebracht, und das gesamte Netzwerk nutzt das ausgereifte und kostengünstige Ethernet-Protokoll. Das Punkt-zu-Punkt-FTTH-Netzwerk von AON ist derzeit die in Japan und den USA am weitesten verbreitete FTTH-Zugangstechnologie. Von den weltweit aktuell 5 Millionen FTTH-Nutzern verwenden über 95 % die aktive P2P-Technologie. Ihre herausragenden Vorteile sind:
－－Hohe Bandbreite: Einfache Realisierung eines stabilen bidirektionalen 100M-Breitbandzugangs;
-Es unterstützt Breitband-Internetzugang, Kabelfernsehzugang und Telefonzugang und ermöglicht die Integration der drei Netze im Zugangsnetz;
－－Unterstützung der absehbaren neuen Geschäftsfelder der Zukunft: Videotelefonie, Video-on-Demand, digitales Kino, Remote-Office, Online-Ausstellungen, TV-Bildung, medizinische Fernbehandlung, Datenspeicherung und -sicherung usw.;
－－Einfache Netzwerkstruktur, ausgereifte Technologie und niedrige Zugangskosten;
— Nur der Computerraum in der Wohnanlage ist ein aktiver Knotenpunkt. Die Verkabelung des Computerraums sollte zentralisiert werden, um die Wartungskosten zu senken und die Auslastung der Geräteanschlüsse zu verbessern.
-Den Nutzern die freie Wahl des Anbieters ermöglichen, was dem Wettbewerb zwischen den Telekommunikationsanbietern förderlich ist;
-Die Glasfaserkabelressourcen vom zentralen Rechenzentrum zur Gemeinde werden effektiv geschont, und es besteht keine Notwendigkeit, die Verlegung von Glasfaserkabeln vom zentralen Rechenzentrum zur Gemeinde zu erweitern.
Wir sind der Ansicht, dass die Wahl der AON-Technologie für den FTTH-Zugang wissenschaftlicher und praktikabler ist, da die Entwicklung von PON-Standards und -Technologien mit Unsicherheiten behaftet ist:
Der Standard ist gerade erst erschienen, mit mehreren Versionen (EPON & GPON), und der Wettbewerb der Standards ist hinsichtlich seiner zukünftigen Verbreitung ungewiss.
Die Entwicklung entsprechender Geräte erfordert 3–5 Jahre Standardisierung und Reife. In den nächsten 3–5 Jahren wird es schwierig sein, hinsichtlich Kosten und Beliebtheit mit den derzeitigen Ethernet-P2P-Geräten zu konkurrieren.
-PON-optoelektronische Geräte sind teuer: Hochleistungsfähige, schnelle Impulsübertragung und -empfang; die derzeitigen optoelektronischen Geräte sind noch weit davon entfernt, die Anforderungen an die Herstellung kostengünstiger PON-Systeme zu erfüllen.
Derzeit liegt der durchschnittliche Verkaufspreis ausländischer EPON-Anlagen bei 1.000 bis 1.500 US-Dollar.
3. Beachten Sie die Risiken der FTTH-Technologie und vermeiden Sie es, unüberlegt Unterstützung für einen Komplettzugang anzufordern.
Viele Nutzer benötigen FTTH, um alle Dienste gleichzeitig nutzen zu können und wünschen sich Breitband-Internet, Kabelfernsehen (CATV) und einen herkömmlichen Festnetzanschluss – also Triple Play –, um die FTTH-Technologie in einem Schritt zu erhalten. Wir halten es für ideal, Breitband-Internet, Kabelfernsehen (CATV) und Festnetztelefonie gleichzeitig nutzen zu können, doch birgt dies erhebliche technische Risiken.
Aktuell bieten von den weltweit 5 Millionen FTTH-Nutzern über 97 % der FTTH-Zugangsnetze ausschließlich Breitband-Internetdienste an. Dies liegt daran, dass die Kosten für die Bereitstellung herkömmlicher Festnetztelefonie über FTTH deutlich höher sind als die Kosten der bestehenden Festnetztechnologie. Zudem stellt die Nutzung von Glasfaser für die Übertragung herkömmlicher Festnetztelefonie ein Problem für die Stromversorgung dar. Obwohl AON, EPON und GPON Triple-Play-Zugänge unterstützen, sind die EPON- und GPON-Standards erst kürzlich veröffentlicht worden, und es wird einige Zeit dauern, bis die Technologie ausgereift ist. Der Wettbewerb zwischen EPON und GPON sowie die zukünftige Verbreitung dieser beiden Standards sind ungewiss. Die passive Punkt-zu-Mehrpunkt-Netzwerkstruktur von EPON ist für die dicht besiedelten Wohngebiete Chinas nicht geeignet. Darüber hinaus benötigen EPON- und GPON-basierte Geräte mindestens fünf Jahre Standardisierungs- und Reifezeit. In den nächsten fünf Jahren wird es schwierig sein, mit den aktuellen Ethernet-P2P-Geräten hinsichtlich Kosten und Verbreitung zu konkurrieren. Derzeit erfüllen optoelektronische Geräte noch nicht die Anforderungen an kostengünstige PON-Systeme. Es ist ersichtlich, dass das blinde Streben nach einem FTTH-Vollservicezugang mittels EPON oder GPON in dieser Phase unweigerlich enorme technische Risiken mit sich bringen wird.
Im Zugangsnetz ist die Ablösung verschiedener Kupferkabel durch Glasfaser ein unaufhaltsamer Trend. Allerdings wird Glasfaser Kupferkabel nicht über Nacht vollständig ersetzen. Es ist unrealistisch und unvorstellbar, dass alle Dienste über Glasfaser zugänglich sind. Jeder technologische Fortschritt und jede Anwendung verläuft schrittweise, und FTTH bildet da keine Ausnahme. Daher ist die Koexistenz von Glasfaser und Kupferkabeln in der Anfangsphase der FTTH-Entwicklung und -Förderung unvermeidlich. Diese Koexistenz ermöglicht es Nutzern und Telekommunikationsbetreibern, die technischen Risiken von FTTH effektiv zu minimieren. Erstens kann die AON-Zugangstechnologie in der Anfangsphase genutzt werden, um kostengünstigen FTTH-Breitbandzugang zu realisieren, während Kabelfernsehen (CATV) und herkömmliche Festnetztelefonie weiterhin über Koaxial- und Twisted-Pair-Leitungen erfolgen. In Villen kann der CATV-Anschluss ebenfalls kostengünstig über Glasfaser realisiert werden. Zweitens bestehen in China branchenspezifische Hürden bei der Bereitstellung von Telekommunikationsdiensten. Telekommunikationsbetreiber dürfen keine CATV-Dienste anbieten. Im Gegenteil, Kabelnetzbetreiber dürfen keine herkömmlichen Telekommunikationsdienste (wie Telefonie) anbieten, und diese Situation wird sich voraussichtlich noch lange nicht ändern. Da sich daran nichts ändern lässt, kann ein einzelner Betreiber keine Triple-Play-Dienste über das FTTH-Zugangsnetz anbieten. Glasfaserkabel haben eine Lebensdauer von bis zu 40 Jahren, Kupferkabel hingegen nur etwa 10 Jahre. Wenn die Kommunikationsqualität von Kupferkabeln aufgrund ihrer Lebensdauer nachlässt, müssen keine neuen Kabel verlegt werden. Es genügt, die Glasfaserausrüstung aufzurüsten, um die Dienste der bisherigen Kupferkabel bereitzustellen. Sobald die Technologie ausgereift und die Kosten akzeptabel sind, kann die Glasfaserausrüstung jederzeit aufgerüstet werden, sodass Sie von den Vorteilen und der hohen Bandbreite der neuen FTTH-Technologie profitieren können.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die derzeitige Koexistenz von Glasfaser und Kupferkabeln, die Nutzung von AONs FiberP2P FTTH für Breitbandinternet, während Kabelfernsehen und herkömmliche Festnetztelefonie weiterhin auf Koaxial- und Twisted-Pair-Anschlüsse setzen, die Risiken der FTTH-Technologie effektiv minimiert und gleichzeitig die Vorteile der neuen FTTH-Zugangstechnologie sowie deren hohe Bandbreite schnellstmöglich nutzbar macht. Sobald die Technologie ausgereift und kostengünstig ist und alle Markteintrittsbarrieren beseitigt sind, kann die Glasfaserausrüstung jederzeit aufgerüstet werden, um einen umfassenden FTTH-Zugang zu realisieren.
Veröffentlichungsdatum: 10. April 2021