GPON und FTTH: Die moderne Glasfaser-Technologie für schnelles Internet

GPON ist eine der am weitesten verbreiteten Technologien für Glasfaser-Internet, die hohe Geschwindigkeiten, stabile Verbindungen und die Möglichkeit bietet, viele Nutzer ohne Qualitätsverlust anzuschließen. Hinter den meisten FTTH-Anschlüssen ("Fiber to the Home") - also Glasfaser direkt in die Wohnung - steckt heute GPON, das von Internetanbietern bereitgestellt wird.

Was ist GPON und warum ist diese Technologie so beliebt?

GPON (Gigabit Passive Optical Network) ist ein gigabitfähiges passives optisches Netzwerk, das Daten per Glasfaserkabel bis in Wohnungen und Einfamilienhäuser überträgt. Das Hauptmerkmal von GPON ist der Verzicht auf aktive Komponenten zwischen Anbieter und Endnutzer. Alle Schlüsselelemente sind passiv: Sie benötigen weder Strom noch Wartung und sind äußerst langlebig.

Bei GPON wird ein Glasfaser-Kanal vom zentralen Knoten des Netzbetreibers mithilfe passiver Splitter auf Dutzende Anschlüsse aufgeteilt. Dieses Konzept ermöglicht es Anbietern, viele Haushalte gleichzeitig mit hoher Geschwindigkeit und niedrigen Infrastrukturkosten zu bedienen.

Im Vergleich zu ADSL, Ethernet bis ins Haus oder Kabelnetzen bietet GPON zahlreiche Vorteile:

• Hohe Geschwindigkeit - bis zu 2,5 Gbit/s im Download und 1,25 Gbit/s im Upload
• Minimale Latenz - wichtig für Gaming, Cloud-Dienste und Streaming
• Hohe Stabilität - Glasfaser ist unempfindlich gegenüber Störungen
• Keine aktiven Zwischenstationen - weniger Fehlerquellen
• Langlebige Infrastruktur (Glasfaser hält Jahrzehnte)

Die Popularität von GPON liegt in der einfachen Skalierbarkeit, Zukunftssicherheit (z. B. für XG-PON, XGS-PON) und der Möglichkeit, Netze selbst in Altbauten und dicht bebauten Gebieten schnell auszubauen. Deshalb setzen die meisten FTTH-Anschlüsse heute auf GPON - diese Technologie bietet das optimale Gleichgewicht aus Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit und Kosten.

Wie funktioniert GPON? Eine einfache Erklärung

GPON arbeitet mit einem einzigen Glasfaserkabel, das mithilfe passiver Splitter auf viele Haushalte verteilt wird. Diese Architektur wird als PON (Passive Optical Network) bezeichnet, da zwischen Anbieter und Nutzer keine aktiven, strombetriebenen Komponenten nötig sind. Dadurch ist das Netz besonders zuverlässig und wartungsarm.

Die Funktionsweise basiert auf einem Punkt-zu-Mehrpunkt-Prinzip:

• Beim Anbieter steht das OLT (Optical Line Terminal), das die gesamte Netzverwaltung übernimmt
• Zwischen den Gebäuden befinden sich Splitter, die das Signal auf 16, 32 oder 64 Anschlüsse verteilen
• Beim Kunden sorgt ein optisches Endgerät (ONT/ONU) für die Umwandlung des Lichts in ein elektrisches Netzwerksignal

Die Datenübertragung erfolgt in zwei Richtungen:

• Downstream: Vom Anbieter zu den Nutzern - kontinuierlich und als Broadcast
• Upstream: Von Nutzern zum Anbieter - zeitlich gesteuert per TDMA, um Kollisionen zu vermeiden

Das OLT sendet ein leistungsstarkes Signal, das gleichmäßig an alle angeschlossenen Nutzer verteilt wird. Im Upload erhalten ONTs "Zeitslots", in denen sie senden dürfen - so werden Datenkollisionen ausgeschlossen.

Eine detaillierte Erklärung zur Lichtübertragung, Reflexion und Modulation finden Sie im Artikel Wie Glasfaser-Internet funktioniert: Aufbau, Geschwindigkeit und Datenübertragung mit Licht.

Dank dieser Architektur bietet GPON hohe Geschwindigkeiten, große Netzkapazitäten und minimale Signalverluste über lange Distanzen - ideal für den modernen Internetzugang zuhause.

Woraus besteht ein GPON-Netz? OLT, Splitter, ONU/ONT

Ein GPON-Netz besteht aus drei Hauptkomponenten: dem Anbieterequipment, der passiven optischen Infrastruktur und dem Teilnehmer-Endgerät. Alle Komponenten arbeiten für den Nutzer unsichtbar - der gesamte Ablauf ist automatisiert und benötigt keine aktiven Geräte zwischen Anbieter und Wohnung.

OLT - Optical Line Terminal

Das OLT ist das "Gehirn" des GPON-Netzes und befindet sich beim Anbieter. Es erzeugt das optische Signal, teilt die Bandbreite zu, weist Zeitslots zu und steuert die Netzstruktur. Ein OLT-Port kann je nach Teilungsverhältnis Dutzende oder sogar Hunderte Anschlüsse bedienen.

Optische Splitter

Splitter sind passive Lichtverteiler, die ein eingehendes Signal auf 8, 16, 32, 64 oder mehr Ausgänge verteilen. Sie benötigen keinen Strom und funktionieren über Jahre wartungsfrei. Die Platzierung hängt von der Netzarchitektur ab:

• Im Hausflur
• In Verteilerdosen auf der Etage
• Im Außengehäuse
• Im Schacht oder an Masten

Splitter können kaskadiert werden - z. B. ein 1:4-Splitter im Schacht und ein 1:8-Splitter im Hausflur, um ganze Wohnviertel flexibel zu versorgen.

ONU / ONT - Teilnehmer-Endgeräte

ONT (Optical Network Terminal) bzw. ONU (Optical Network Unit) sind Geräte in der Wohnung oder im Haus des Nutzers. Sie empfangen das Lichtsignal, wandeln es in Ethernet um und regeln die Nutzer-Authentifizierung - quasi "optische Modems". Oft sind ONTs mit WLAN-Routern kombiniert und werden als GPON-Router bezeichnet.

Wichtige Aufgaben eines ONT:

• Entschlüsselt den Downstream-Stream
• Sendet Daten im Upstream exakt im eigenen Zeitslot
• Gewährleistet Sicherheit durch Authentifizierung
• Überwacht die Verbindungsqualität

Die Verantwortung des Anbieters endet meist am optischen Stecker oder ONT, doch viele Provider liefern Kombigeräte und übernehmen auch diesen Support.

OLT, Splitter und ONT bilden zusammen eine zuverlässige und skalierbare Infrastruktur für stabiles Gigabit-Internet mit minimaler Latenz.

GPON vs. PON - Unterschiede und Entwicklung

GPON ist ein Standard aus der PON-Familie (Passive Optical Network), also passiven optischen Netzen. PON ist der Überbegriff, GPON eine konkrete Ausprägung mit eigenen Geschwindigkeiten, Protokollen und Architektur. Im Gegensatz zu Kupfer- oder aktiven Glasfasernetzen kommen bei PON keine Verstärker oder Switches auf dem Übertragungsweg zum Einsatz - alles funktioniert über passive Komponenten.

Die wichtigsten Typen passiver Netze sind:

• EPON - japanischer Standard, basiert auf Ethernet
• GPON - internationaler ITU-T-Standard mit hoher Effizienz
• XG-PON - Nachfolger von GPON, bis zu 10 Gbit/s Downstream
• XGS-PON - symmetrisch, 10 Gbit/s Down- und Upstream, für Unternehmen
• NG-PON2 - Multiwellenlängen-Standard bis 40 Gbit/s

Das Besondere an GPON ist die Verwendung der GEM-Technologie (GPON Encapsulation Method), die eine effiziente Verpackung verschiedener Protokolle und geringe Overhead-Kosten ermöglicht. GPON bietet bis zu 2,5 Gbit/s im Download und 1,25 Gbit/s im Upload - ideal für FTTH-Anschlüsse.

EPON arbeitet auf Basis von Ethernet, ist aber bei hoher Auslastung weniger effizient. Deshalb setzen europäische und russische Provider meist auf GPON.

XG-PON und XGS-PON sind Weiterentwicklungen, die abwärtskompatibel sind: Für 10 Gbit/s müssen nur OLT und ONT getauscht werden, Splitter und Glasfaser bleiben erhalten.

GPON ist somit die am weitesten verbreitete und vielseitigste PON-Variante - mit Fokus auf höhere Geschwindigkeit und Symmetrie bei gleichbleibend niedriger Latenz, ohne aktive Infrastruktur und mit hoher Lebensdauer.

FTTH: Was ist das und wie kommt Glasfaser in die Wohnung?

FTTH (Fiber To The Home) bezeichnet die Anschlussvariante, bei der das Glasfaserkabel direkt in die Wohnung oder ins Haus gelegt wird - der modernste und zuverlässigste Internet-Zugang, der das volle Potenzial von GPON, XGS-PON oder künftigen NG-PON2-Technologien ausschöpft.

Der große Vorteil von FTTH ist der vollständige Verzicht auf Kupfersegmente. In älteren Architekturen wie FTTB ("Fiber To The Building") oder FTTN ("Fiber To The Node") wurde das letzte Stück bis zur Wohnung mit Kupferkabeln oder Koaxialleitungen überbrückt. FTTH eliminiert diese "Schwachstelle" komplett - das Licht gelangt direkt zum Nutzer.

Ein typischer FTTH-Anschluss sieht so aus:

1. Das Glasfaser-Kabel des Anbieters führt bis zum Straßenverteiler
2. Von dort wird es bis zur Hausverteilung im Gebäude gelegt
3. Anschließend führen Techniker ein dünnes, wohnungsinternes Glasfaserkabel bis in die Wohnung
4. Dort wird ein ONT installiert, das das Signal in Ethernet umwandelt
5. Der Nutzer verbindet dann einen WLAN-Router mit dem ONT

Die Vorteile dieser Struktur sind offensichtlich:

• Minimale Signalverluste auf der gesamten Strecke
• Keine Störungen wie bei Kupferkabeln
• Hohe, stabile Geschwindigkeiten - unabhängig von der Entfernung
• Kein Kontaktverschleiß, keine Oxidation oder elektromagnetische Einflüsse
• Das Netz ist bereit für Upgrades, ohne dass neue Kabel verlegt werden müssen

Im Gegensatz zu FTTB, wo mehrere Wohnungen einen Kupfer-Switch teilen, erhält bei FTTH jeder Nutzer eine eigene Glasfaserleitung. Die Geschwindigkeit kann so auf 1-10 Gbit/s und mehr gesteigert werden.

Dank der einfachen Skalierbarkeit und hohen Zuverlässigkeit ist FTTH zum Goldstandard für neue Wohnanlagen geworden und wird auch im Altbau verstärkt eingesetzt. In Kombination mit GPON bietet diese Architektur den schnellstmöglichen und störungsärmsten Zugang zum Internet.

GPON-Geschwindigkeit: Tatsächliche Bandbreite und Grenzen

GPON ist eine der schnellsten verfügbaren Breitbandtechnologien, doch die realen Geschwindigkeiten hängen von der Netzarchitektur und der Anzahl der Nutzer pro OLT-Port ab. Laut Standard unterstützt GPON 2,488 Gbit/s im Downstream und 1,244 Gbit/s im Upstream - das ist die Gesamtkapazität, die über Splitter auf alle Anschlüsse verteilt wird.

Typische Verzweigungsverhältnisse liegen bei 1:32 oder 1:64 - d. h. bis zu 32 oder 64 Teilnehmer teilen sich eine Leitung. Da die Auslastung im Alltag unterschiedlich ist (nicht alle streamen gleichzeitig 4K-Videos), erleben Nutzer in der Praxis sehr stabile Geschwindigkeiten - meist zwischen 300 und 1.000 Mbit/s, abhängig vom gewählten Tarif.

Die GPON-Geschwindigkeit wird beeinflusst durch:

• Das gewählte Splitterverhältnis des Anbieters
• Qualität und Länge der Glasfaserleitung
• Signalverluste und Störpegel an Splittern
• Leistungsfähigkeit von OLT und Sensibilität des ONT
• Status des Heimnetzes (Router, WLAN)

Trotz geteiltem Band bleibt GPON stabiler als jede Kupfer-Technologie. Glasfaser ist praktisch störungsfrei, verliert keine Geschwindigkeit auf Distanz und bietet niedrige Latenz (meist 2-4 ms) - wichtig für Gaming und Videokonferenzen.

Die einzige wirkliche Grenze ist der Standard selbst. Für Tarife über 1 Gbit/s wechseln Anbieter auf XG-PON oder XGS-PON, die 10 Gbit/s ermöglichen und voll kompatibel mit bestehender Infrastruktur sind.

GPON bietet somit hohe, reale Geschwindigkeiten für die meisten Haushalte. Die wenigen Einschränkungen lassen sich durch sinnvolle Splitterverhältnisse und hochwertige Technik leicht ausgleichen.

Vorteile und Nachteile von GPON

GPON ist eine der gefragtesten Breitbandtechnologien, weil sie hohe Geschwindigkeit, Stabilität und günstige Skalierbarkeit vereint. Wie jede Technik hat sie aber auch Schwächen, die beim Anbieterwechsel oder Netzaufbau zu beachten sind.

Vorteile von GPON

1. Hohe Geschwindigkeit: Schon Standard-GPON liefert Gigabit-Speed - mehr als genug für den Haushalt. Die Geschwindigkeit bleibt auch über größere Distanzen stabil, anders als bei Kabel- oder DSL-Netzen.
2. Niedrige Latenz: Die passive Architektur ohne aktive Knoten zwischen Anbieter und Nutzer sorgt für niedrige Ping-Zeiten (meist 2-4 ms). Perfekt für Gaming, Videoanrufe und VPN.
3. Zuverlässigkeit: Keine aktiven Bauteile, die ausfallen oder überhitzen könnten. Splitter sind passive Komponenten und funktionieren jahrzehntelang.
4. Energieeffizienz: Die Technik verbraucht kaum Strom, die Außeninfrastruktur benötigt keine Energie.
5. Einfache Skalierung: Ein OLT-Port kann Dutzende Nutzer bedienen - der Anbieter muss lediglich Splitter und ONTs ergänzen, aber nicht das Hauptkabel.

Nachteile von GPON

1. Geteilte Bandbreite: Die verfügbare Geschwindigkeit wird unter allen Teilnehmern einer Splittergruppe aufgeteilt. Bei zu hohen Verzweigungsverhältnissen (z. B. 1:128) kann es zu Engpässen kommen.
2. Hohe Anforderungen an die Installation: Schlechte Spleißungen oder billige Splitter verschlechtern das Signal erheblich.
3. Schwierige Verlegung in Altbauten: In manchen Häusern ist die Verlegung von Glasfaser schwierig oder optisch nicht ansprechend möglich.

Insgesamt überwiegen die Vorteile von GPON deutlich - für Gigabit-Internet zuhause ist es die optimale Wahl.

Wie wird GPON in der Wohnung installiert? Ablauf und Voraussetzungen

Die Installation von GPON ist für den Nutzer unkompliziert, erfordert aber vom Techniker Präzision. Ziel ist es, die Glasfaser ins Zimmer zu bringen und das Endgerät (ONT) korrekt zu installieren, um das Lichtsignal in Ethernet umzuwandeln.

1. Prüfung auf GPON-Verfügbarkeit
   Der Anbieter prüft, ob das Gebäude bereits an eine Glasfaserleitung angeschlossen ist und freie OLT-Ports vorhanden sind. In neuen oder modernisierten Häusern liegt die Glasfaser meist schon im Hausflur.
2. Verlegung der Glasfaser ins Zimmer
   Das dünne Hauskabel wird meist
   • in Kabelkanälen,
   • an der Wand entlang,
   • in vorhandenen Leerrohren oder
   • am Sockel entlang
   verlegt. Die Glasfaser ist zwar flexibel, muss aber sorgfältig installiert werden - scharfe Knicke sind zu vermeiden.
3. Anschluss an den Splitter
   Im Hausflur befindet sich eine optische Box mit dem Splitter. Der Techniker verbindet Ihr Kabel mit einem freien Port.
4. Installation von ONT/ONU
   Das Endgerät wird in der Wohnung nahe dem Kabelanschluss platziert. Manche ONT sind WLAN-Router, andere reine Endgeräte, an die Sie einen eigenen Router anschließen.
5. Geräteeinrichtung
   Der Anbieter konfiguriert das OLT (ONU-Nummer, Profil, VLAN), das ONT verbindet sich in der Regel automatisch mit dem Netz - der Nutzer muss meist nichts einstellen.
6. Signalprüfung
   Es wird die optische Dämpfung gemessen (dBm). Übliche Werte liegen zwischen −8 und −28 dBm. Bei schwachem Signal werden ggf. Stecker getauscht oder die Leitung nachjustiert.

Anschließend ist das Internet einsatzbereit. Sie müssen nur noch ggf. den WLAN-Router einrichten, falls dieser nicht im ONT integriert ist.

Fazit

GPON hat sich dank hoher Geschwindigkeit, Stabilität und einfacher Skalierbarkeit als Standard für Glasfaser-Internet zu Hause etabliert. Die passive Netzarchitektur sorgt für Zuverlässigkeit und Energieeffizienz, während der Glasfaseranschluss direkt in die Wohnung Störungen minimiert und das Gigabit-Potenzial voll ausschöpft.

Die Technologie ist zukunftssicher: Weiterentwicklungen wie XG-PON, XGS-PON und kommende Standards ermöglichen Geschwindigkeiten von mehreren Dutzend Gigabit, ohne dass neue Kabel verlegt werden müssen. GPON bietet für Anbieter und Nutzer den optimalen Mix aus Geschwindigkeit, Kosten und Langlebigkeit - der beste Weg für moderne FTTH-Netze.