Ist die universelle Aggregation der Schlüssel für eine umfassende Glasfasernutzung am Netzwerk-Edge?

Netzbetreiber tätigen jedes Jahr Investitionen in Milliardenhöhe, wobei ein großer Teil dieser Aufwendungen in die Glasfaserausstattung am Metro-Edge fließt. Ziel ist die Gewährleistung einer immer besseren Benutzererfahrung bei gleichzeitiger Kostenkontrolle, um wettbewerbsfähig zu bleiben.

In der Vergangenheit wurden für unterschiedliche Servicetypen, wie beispielsweise Festnetz-, Business- und Mobilfunk-Services sowie Shared-Fiber- oder Passive Optical Network (PON)-Services, jeweils eigene, isolierte Netzwerke aufgebaut. Die Nutzung eigenständiger Netzwerkarchitekturen zur Unterstützung unterschiedlichen Servicetypen ist jedoch kostenintensiv, komplex und ineffizient, sodass sowohl die Investitionskosten als auch die Betriebskosten steigen. Betreiber interessieren sich bei der Suche nach Lösungen für ihre geschäftlichen Herausforderungen verstärkt für universelle Aggregationslösungen, die zur Unterstützung des Datenverkehrs unterschiedlicher Servicetypen jeweils genau die richtige Geschwindigkeit sowie optimale Feeds und Routing-Funktionen zur Verfügung stellen.

 

Konsolidierung der Netzwerkarchitektur

Die Nutzung von Glasfasertechnik in der Access-Leitung zur Unterstützung von Services kann recht schwierig sein, da die Ausführung der Access-Leitung je nach Standort variieren kann. In Nordamerika haben Access-Leitungen zwischen den Vermittlungsstellen (Central Offices, COs) und den Teilnehmerstandorten eine durchschnittliche Länge von ca. 7 Meilen, während die Leitungen in Europa und Asien nur 2 bis 3 Meilen lang sind. Längere Glasfaseranschlussleitungen im Access-Bereich bringen für die Betreiber einige Herausforderungen mit sich, da die physische Ausstattung nicht nur einen höheren Wert hat, sondern auch höhere Kosten verursacht.  Diese und weitere Kosten lassen sich mit der Universal-Aggregation-Lösung von Ciena lösen, die spezifisch für den Access-Bereich der nächsten Generation und den kostengünstigen Metro-Access entwickelt wurde und auf eine Maximierung des ROI abzielt.

Netzbetreiber können die Kosten für die PON-FTTx-Implementierung deutlich senken, indem sie mithilfe der UA (Universal Aggregation)-Lösung von Ciena die Kosten der langen Zuleitungen durch die Implementierung von gemischten PON-basierten/aktiven Access-Architekturen minimieren.

Argumente für eine hohe Bandbreite zu niedrigen Kosten

Da die Kunden immer mehr Videos streamen, häufiger Online-Games spielen und vermehrt von zuhause aus arbeiten, werden für die entsprechenden Services immer höhere Geschwindigkeiten bzw. Verbindungsraten benötigt. Als Technologie der letzten Meile, die zwischen dem Teilnehmer und dem Netzbetreiber zum Einsatz kommt, sind PON-Anwendungen in der Regel symmetrisch auf 1 Gbit/s für bis zu 32 Teilnehmer bzw. auf 32 Mbit/s pro Teilnehmer beschränkt. Durch den Einsatz der steckbaren symmetrischen 10G/10G-XGS-PON-Lösung von Ciena (X=10, G=Gigabit, S=Symmetrical) können Netzbetreiber sowohl Investitionskosten einsparen als auch die PON-Reichweite erhöhen und dabei die zehnfache Bandbreite für bis zu vier Mal mehr Teilnehmer (128) bereitstellen sowie zahlreiche Anwendungen mit erhöhtem Bandbreitenbedarf unterstützen. Die universelle Aggregation wird von mehreren Packet-Networking-Plattformen von Ciena unterstützt, so auch vom Router 5170.

Bei den meisten typischen PON-Implementierungen wird in einer Vermittlungsstelle oder einer kontrollierten Umgebung ein Optical Line Terminal (OLT)-Chassis installiert und dann passiv (über eine Glasfaserzuleitung) an Optical Network Units (ONUs) angeschlossen. Dies lässt sich, wie unten dargestellt, mit dem 10G-PON-Transceiver im 5170 von Ciena realisieren.  

Implementierung einer universellen Aggregationslösung in der Vermittlungsstelle

Die kosteneffiziente Single-Rack-Lösung 5170 von Ciena unterliegt im Hinblick auf die Platzierung der OLT-Transceiver-Ports keinerlei Einschränkungen, sodass Tausende Teilnehmer unterstützt werden können. Für diesen Anwendungsfall wird aus Gründen der Konsistenz jedoch von 1024 Teilnehmern ausgegangen. Jeder einzelne OLT-Transceiver von Ciena kann mithilfe von passiven optischen Splittern (1:32, 1:64 oder 1:128) bis zu 128 Anschlüsse unterstützen (ein Anschluss kann mehrere Geräte umfassen).

Wie oben dargestellt, steigt die Anzahl der benötigten Glasfaserzuleitungen (9, 16, 32) (wie auch die Kosten) mit der Bandbreite. Mit 8 Glasfaserleitungen können 128 Teilnehmer mit 78 Mbit/s versorgt werden, mit 16 Glasfaserleitungen 64 Teilnehmer mit 155 Mbit/s und mit 32 Glasfaserleitungen 32 Teilnehmer mit 311 Mbit/s.

Zur weiteren Senkung der Glasfaserzuleitungskosten können Netzbetreiber den 5170 in einem Kabelverzweiger (KVZ) mit kontrollierten Umgebungsbedingungen implementieren. Ebenso möglich wäre es, den 5171 von Ciena mit kohärenter Optik zu nutzen, um von einem erweiterten Temperaturbereich zu profitieren und Implementierungen in mehreren Hundert Kilometern Entfernung zu ermöglichen. 

KVZ-basierte Implementierung einer universellen Aggregationslösung

Wie oben dargestellt, bleibt die Anzahl der erforderlichen Glasfaserzuleitungen (2) konstant, sodass wertvolle Glasfaserkomponenten frei werden und die Bandbreite näher an den Netzwerk-Edge verschoben wird. Dies ist besonders deshalb von Bedeutung, weil sich der Edge immer stärker als ein wichtiger Standort für Konnektivität, Computing und Speicherung herauskristallisiert.

Mit 8 Glasfaserleitungen für die Verzweigung und den Anschluss können 128 Teilnehmer mit 78 Mbit/s versorgt werden, mit 16 Glasfaserleitungen 64 Teilnehmer mit 155 Mbit/s und mit 32 Glasfaserleitungen 32 Teilnehmer mit 311 Mbit/s.

Investitionskosteneinsparungen einer herkömmlichen PON-Architektur im Vergleich zu einer PON/FTTx-Architektur

In der Tabelle und Abbildung unten sind die Investitionskosteneinsparungen dargestellt, die mit der Universal-Aggregation-Plattform von Ciena bei unterschiedlichen optischen Teilungsverhältnissen einer Glasfaserzuleitung in Abhängigkeit von der Zuleitungsdistanz (Strecke zwischen Vermittlungsstelle (CO) und Verteilerkasten (KVZ)) realisiert werden können. Für das Geschäftsmodell wird die Implementierung in einem Brownfield-Szenario zugrunde gelegt. Die Netzwerkkosten umfassen die folgenden Bestandteile:

• CO/OLT-Knoten: Elektronik (Ciena 5170), Software und Stromversorgung
• Zuleitung: Kabel (Material- und Installationskosten)
• KVZ: optische Splitter, Elektronik (5170 von Ciena), Stromversorgung, Gehäuse, CEV

Unabhängig davon, ob sich Ihre Glasfaseranschlussleitung für den Access-Bereich nun in Nordamerika (Länge ca. 7 Meilen) oder in Europa bzw. Asien (Länge ca. 2-3 Meilen) befindet, kann die Universal-Aggregation-Lösung von Ciena deutliche Erhöhungen der Bandbreite sowie Kosteneinsparungen ermöglichen. Im Vergleich zu herkömmlichen PON-Implementierungen bedeutet dies die zwei- bis vierfache Anzahl an Teilnehmern und das Zehnfache der Bandbreite.

Investitionskosteneinsparungen einer herkömmlichen PON-Architektur im Vergleich zu einer KVZ-basierten universellen Aggregationslösung

Statt eigenständige, isolierte Architekturen für die Unterstützung unterschiedlichen Servicearten einzurichten, können die Betreiber ihre Netze nun aufwerten, indem sie PON-, IP- und Ethernet-Services gleichzeitig auf ein und derselben Aggregationsplattform von Ciena unterstützen.

Bleiben Sie dran, wenn ich im nächsten Teil dieser Beitragsreihe über die Universal-Aggregation-Lösung für Shared-Fiber-Konzepte für 10G PON einen betriebskostenorientierten Business Case vorstelle, bei dem die Zuleitungsinfrastruktur des Netzbetreibers geleast wird. Wenn Sie herausfinden möchten, wie Sie das volle Potenzial Ihrer Metro-Access-Glasfaserkomponenten erschließen können, schauen Sie sich an, wie Ciena Ihnen bei der Weiterentwicklung Ihrer Paketnetze helfen kann.

Was steckt in Ihrem Netzwerk-Edge?