Passive Optical Network (PON) ist eine Netzwerkarchitektur, die stromlose optische Splitter nutzt, um Daten an mehrere Endpunkte wie Haushalte, Unternehmen oder in diesem Fall 5G-Stationen zu übertragen. Da 5G eine deutlich höhere Bandbreite und die Fähigkeit zur Verarbeitung hoher Datenraten erfordert, bietet PON eine robuste Lösung, um diese Anforderungen zu erfüllen.
Wo wird PON in 5G-Implementierungen eingesetzt?
PON-Technologie wird hauptsächlich im Fronthaul-Bereich von 5G-Netzen eingesetzt. Der Fronthaul verbindet die zentrale Basisbandeinheit (BBU) mit den verteilten Funkgeräten (RRH) oder Remote Radio Units (RRU). In diesem Fall dient PON als kostengünstige und effiziente Lösung für die Datenübertragung über große Entfernungen. Bei steigender Nachfrage lassen sich PON-Netze durch Hinzufügen weiterer Glasfasern und Splitter problemlos skalieren. Dies macht sie ideal für 5G-Implementierungen, bei denen häufig zahlreiche Antennen dicht beieinander platziert werden.
Kann PON die erforderliche Bandbreite bereitstellen?
Ja, es kann die erforderliche Bandbreite für 5G-Fronthauls bereitstellen. Mit der Einführung von 10G PON (XGS-PON) und 25G PON (NG-PON2) hat sich die Bandbreitenkapazität von PON-Netzen deutlich erhöht. Beispielsweise kann 10G PON 10 Gbit/s sowohl für Downstream- als auch Upstream-Verkehr bereitstellen, während 25G PON Geschwindigkeiten von bis zu 25 Gbit/s bietet. Darüber hinaus bietet PON symmetrische Bandbreite, d. h. Download- und Upload-Geschwindigkeiten sind gleich – ideal für die Echtzeit-Datenverarbeitung.
In 5G-Implementierungen können mehrere Remote Radio Units (RRU) latenzfrei über eine einzige PON-Verbindung bedient werden. Durch die Konfiguration der dynamischen Bandbreitenzuweisung (DBA) kann das optische Leitungsterminal (OLT) die Bandbreitenzuweisung an jede RRU während Spitzenverkehrszeiten automatisch anpassen und so einen effizienten Datenfluss gewährleisten.
Was benötigen Sie für die PON-Installation in 5G-Stationen?
PON ermöglicht Hochgeschwindigkeits-Breitbandverbindungen, minimale Latenzzeiten und unbegrenzte Skalierbarkeit in 5G-Implementierungen. Zu den wichtigsten Komponenten einer PON-Struktur gehören:
- Optical Line Terminal (OLT): Es befindet sich in der Vermittlungsstelle des Dienstanbieters und verwaltet den Datenverkehr zum und vom Netzwerk. Ein OLT kann bis zu 128 ONUs gleichzeitig verarbeiten und ist daher ideal für Punkt-zu-Mehrpunkt-Netzwerke (PTMP).
- PLC-Splitter: Dieser passive optische Splitter verteilt das optische Signal vom OLT an mehrere ONUs. Im Gegensatz zu aktiven Komponenten benötigt er keinen Strom und ist wartungsarm.
- Optical Network Unit (ONU): Wird beim Kunden installiert und wandelt optische Signale für die 5G-Funkübertragung zurück in elektrische Signale um.
- Vorkonfektionierte Glasfaserkabel (SC-Stecker): Diese Kabel übertragen Daten mit hoher Geschwindigkeit zwischen OLT, Splittern und ONUs. Sie sind in verschiedenen Konfigurationen erhältlich (2, 4 oder 12 Litzen, Erdverlegung usw.).
- Optische Transceiver (SFP+/XFP): Optische Transceiver werden an BBUs zum Senden und Empfangen optischer Signale benötigt.
Wie nutzt man PON in 5G-Implementierungen?
PON bietet eine kostengünstige Lösung mit hoher Kapazität für die großen Datenmengen, die zwischen BBUs und RRUs übertragen werden. Hier finden Sie eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Installation von PON im Fronthaul von 5G-Stationen:
Schritt 1: Netzwerkplanung
Vor der Installation ist eine sorgfältige Planung entscheidend. Sie sollten festlegen, wo das OLT (in der Regel an einem zentralen Standort wie einem Rechenzentrum) und wo die ONUs (in der Nähe der RRUs) installiert werden. Stellen Sie sicher, dass die Glasfaserlänge zwischen OLT und jeder ONU innerhalb des empfohlenen Bereichs für eine optimale Signalstärke liegt, typischerweise bis zu 20 km.
Schritt 2: OLT an BBU anschließen
Die BBU verfügt in der Regel über optische Hochgeschwindigkeitsanschlüsse (z. B. CPRI, eCPRI) für den Anschluss an das Fronthaul-Netzwerk. Setzen Sie zunächst einen kompatiblen optischen Transceiver (SFP+/XFP) in die BBU-Basis ein. Montieren Sie die OLT in einem Server-Rack und stellen Sie sicher, dass sie an eine stabile Stromquelle angeschlossen ist. Schließen Sie anschließend ein Ende des Glasfaserkabels an den SFP+-Transceiver in der BBU und das andere Ende an den entsprechenden Anschluss der OLT an.
- BBU-Konfiguration: Konfigurieren Sie die BBU so, dass die optische Verbindung zum OLT erkannt wird. Richten Sie die entsprechenden Fronthaul-Protokolle (eCPRI oder CPRI) ein, um eine reibungslose Kommunikation zwischen BBU und RRUs über die OLT zu gewährleisten.
Schritt 3: Glasfaserkabel verlegen
Verlegen Sie die Glasfaserkabel entlang der geplanten Routen und verwenden Sie gegebenenfalls Schutzrohre, um Beschädigungen zu vermeiden. Alternativ können Sie sich für die direkte Erdverlegung von Glasfaserkabeln entscheiden. Dank ihrer hochfesten Panzerung können diese Kabel ohne zusätzliche Leitungen direkt unter der Erde verlegt werden. Aufgrund der metallischen Komponenten im Inneren ist es jedoch wichtig, das Kabel bei Außeneinsätzen zu erden.
Schritt 4: PLC-Splitter installieren
Installieren Sie die passiven optischen Splitter an strategischen Punkten im Netzwerk, an denen das optische Signal an mehrere ONUs verteilt werden muss. So kann ein OLT mehrere RRUs bedienen. Platzieren Sie die Splitter in Anschlusskästen oder Schränken in der Nähe der Glasfaserverzweigung zu den ONUs und verbinden Sie die eingehende Glasfaser vom OLT mit dem Eingang des Splitters.
Schritt 5: ONUs an die RRUs anschließen
Die ONUs dienen als Schnittstelle zwischen dem PON und den 5G-Funkeinheiten. Installieren Sie jede ONU in der Nähe der RRUs und verwenden Sie gegebenenfalls ein wasserdichtes Gehäuse. Verbinden Sie die Ausgangsfasern des Splitters mit der Glasfaserleitung jeder ONU und verwenden Sie Ethernet-Kabel, um die ONUs mit den entsprechenden RRUs zu verbinden.
Schritt 6: Netzwerk konfigurieren
Nach Abschluss der Konfiguration konfigurieren Sie im nächsten Schritt das PON-Netzwerk. Führen Sie zunächst End-to-End-Tests durch, um sicherzustellen, dass die Daten korrekt vom OLT zu den ONUs und von den ONUs zu den RRHs/RRUs übertragen werden. Verwenden Sie ein optisches Leistungsmessgerät, um die Stärke der optischen Signale von den ONUs zu den RRUs zu überprüfen und sicherzustellen, dass die Signalstärke ausreichend ist. Zur Optimierung Ihres PON-Netzwerks können Sie an jeder ONU die entsprechenden Einstellungen vornehmen, z. B. VLANs, dynamische Bandbreitenzuweisung (DBA) und QoS-Richtlinien.
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