Gigabit Passive Optical Network

Gigabit Passive Optical Network (GPON) ist eine shared-medium-Technologie auf Basis von passiven optischen Netzen (PON). Sie ermöglicht es, dem Nutzer Datenraten von bis zu 2,5 Gigabit/s in Downstream- und 1,25 Gigabit/s in Upstreamrichtung pro Zelle bereitzustellen. An die Bezeichnung angelehnt sind Erweiterungen des technischen Standards mit Abkürzungen wie XG-PON oder XGS-PON.

Verbreitung

Deutschland

Im Rahmen eines Pilotprojektes begann die Deutsche Telekom 2009, GPON auf Basis der FTTB-Netztopologie in den Dresdner Stadtteilen Striesen und Blasewitz einzuführen, um DSL beziehungsweise VDSL-Internetzugänge mit Breitbandformat anbieten zu können. 75 Prozent der Haushalte in dem Gebiet wurden mit dieser Technik ans Breitbandnetz angeschlossen. Für Gebäude mit weniger als fünf Wohneinheiten wurden jedoch zunächst lediglich die Glasfaserkabel verlegt, die zugehörige GPON-Anschlusstechnik aber wegen zu hoher Investitionskosten nur vereinzelt als FTTH-Anschlüsse in EFH oder MFH mit <5 WE installiert. (Diese neu verlegten Leitungen sollten erst später – im Rahmen von FTTH-Anschlüssen, sobald technisch verfügbar – reguläre Verwendung finden.<ref>Vgl. T-Home startet Rollout für GPON-Technik in Dresden. In: teltarif.de, 12. November 2008 – die Telekom beantwortete die Frage „Nach Abschluss des Pilotbetriebs wird die Deutsche Telekom […] eine grundsätzliche Entscheidung zum künftigen Einsatz von GPON treffen. Ein wesentliches Entscheidungskriterium ist die Frage, ob sich durch die neue Technik die Anschlussbereiche mit Glasfaser-Infrastruktur unter vertretbarem wirtschaftlichen Aufwand mit DSL-Breitbandtechnik versorgen lassen.“ mit „Nein“ und stellt die GPON-FTTB-Entwicklung (zugunsten von FTTH) ein.</ref>) Somit blieben ca. 25 Prozent der Haushalte in dem Gebiet noch mehrere Jahre ohne Breitbandanschluss.<ref>DSL-Ausbau Striesen/Blasewitz – AF0954/11. (PDF; 110 kB) Archiviert vom Vorlage:IconExternal am 1. Februar 2014; abgerufen am 28. September 2022.  – Antwort der Dresdner Oberbürgermeisterin auf die Anfrage eines Stadtrats, 13. April 2011</ref> Erst ab Ende 2012 wurden diese restlichen Wohnungen angeschlossen.<ref>Heiko Weckbrodt: Bürgerinitiative: Hoffentlich bekommt nun jeder Striesener schnellen Internet-Zugang. In: Oiger. 24. Oktober 2013, abgerufen am 23. November 2025. </ref>

GPON wird bisher bei allen FTTH-Ausbauten der Deutschen Telekom und vieler anderer Netzbetreiber verwendet. Auch die FTTB-Ausbauten des Kölner Anbieters NetCologne und des Münchner Netzbetreibers M-net basieren auf GPON.

Österreich

Der Kabelnetzbetreiber UPC Austria (mittlerweile Magenta Telekom) bieten die Technologie seit 2019 auf ihren Netzen in Teilen des Gebiets an.<ref>Glasfaser- & Kabelnetz mit Hochleistung. Abgerufen am 5. April 2021 (). </ref> Ebenso bietet die teilstaatliche A1 Telekom Austria hauptsächlich in Ballungsgebieten, aber auch bei Neubauten FTTH auf GPON Basis an.<ref>Das A1 Glasfasernetz wächst um 6.500 Kilometer. In: A1 #ConnectLife. 24. Februar 2021, abgerufen am 4. April 2021. </ref> In ländlichen Gebieten gibt es sowohl regionale Projekte auf Gemeinde-Ebenen als auch überregionale Unternehmen (wie ÖGIG und NÖGIG), die dann passive FTTH Netze auf GPON Basis bauen und anderen Dienstebetreibern zur Verfügung stellen.<ref>nöGIG - zuverlässige Glasfaser für das Land Niederösterreich. In: nöGIG - unser Netz. unsere Zukunft. Abgerufen am 16. Februar 2025 (). </ref><ref>Unsere ECHTE Glasfaser. FTTH Netz Waldviertel, abgerufen am 16. Februar 2025. </ref>

Schweiz

→ Hauptartikel: Glasfasernetz#Schweiz

UPC Schweiz bietet ebenfalls seit 2019 diese Technologie in Teilen der Versorgungsgebiete an.<ref>Schnellstes Internet mit Glasfaserkabel | 1 Gbit/s | UPC. Abgerufen am 5. April 2021. </ref>

Technik

GPON arbeitet mit einer generischen Verkapselung (GEM), mit der Ethernet-Frames und Daten im Zeitmultiplex (TDM) über eine GPON-Verbindung übertragen werden können. Im Gegensatz zu BPON könnten mit GPON in beiden Richtungen Datenraten im Gigabit-Bereich realisiert werden. So definiert die ITU-Empfehlung G.984 für den Downlink Datenübertragungsraten von 1,25 Gbit/s und 2,5 Gbit/s. Der Uplink wird mit Geschwindigkeiten von 125 und 622 Mbit/s sowie mit 1,25 und 2,5 Gbit/s unterstützt. Zwischen der Vermittlungsstelle und den Endkunden befinden sich ein bis zwei passive optische Strahlteiler (Splitter), die das Signal an bis zu 64 Endkunden weiterverteilen. Die Splitter benötigen keine externe Stromversorgung. Dies ist der wesentliche Unterschied zu einem aktiven optischen Netz (AON). Alle Endkunden empfangen dasselbe Signal, können aber aus dem Datenstrom nur den für sie bestimmten Anteil entschlüsseln.

Zur Sicherung der Daten im Downstream (vom Netzbetreiber zum Kunden) nutzt GPON eine symmetrische AES-Verschlüsselung. Der Schlüssel wird nicht aus der Modem-ID oder Seriennummer abgeleitet. Vielmehr generiert das Modem (ONU) einen zufälligen Schlüssel und übermittelt diesen auf Anforderung der Vermittlungsstelle (OLT) über den PLOAM-Kanal (Physical Layer Operations, Administration and Maintenance). Aufgrund der Schlüssellänge wird dieser in zwei Fragmente aufgeteilt und zur Redundanz drei Mal in Folge übermittelt. Schlägt die Schlüsselübertragung drei Mal in Folge fehl, so wird das Modem (ONU) von der Vermittlungsstelle (OLT) gesperrt. Die Modem-ID dient im GPON-Standard ausschließlich der Identifikation und Autorisierung des Endgeräts beim Verbindungsaufbau. Sie muss daher dem Netzbetreiber bekannt sein und beim Wechsel des Modems gegebenenfalls geändert werden.<ref name=":0">Recommendation G.984.3 (01/14). (PDF; 2,8 MB) In: G.984.3 : Gigabit-capable passive optical networks (G-PON): Transmission convergence layer specification. International Telecommunication Union (ITU), Januar 2014, S. 90–92, archiviert vom Vorlage:IconExternal; abgerufen am 24. Januar 2026 (). </ref>

Im Gegensatz zum Downstream erfolgt die Datenübertragung im Upstream (vom Kunden zum Netzbetreiber) im GPON-Standard standardmäßig unverschlüsselt. Da passive optische Strahlteiler (Splitter) eine hohe Richtwirkung besitzen, gelangen die Signale einer ONU physikalisch nicht zu den anderen Anschlüssen im selben Strang, sondern ausschließlich zur Vermittlungsstelle (OLT), wodurch ein Abhören durch andere Teilnehmer ausgeschlossen wird.<ref name=":0" />

Für die Übertragung von Video hat die ITU separate Wellenlängen definiert. Mehrere Netzbetreiber übertragen auf diesem Weg Kabel-TV-Signale. Da aber Videosignale auch mittels IP-Protokoll über GPON übertragen werden können, ist es denkbar, dass die separaten Wellenlängen auch ungenutzt bleiben.

Siehe auch

• Optische Anschlussleitung (OPAL)
• Digital Subscriber Line Access Multiplexer (DSLAM)

Einzelnachweise

<references />