Optischer PLC-Splitter: Funktion, Einsatz und Vorteile in Glasfasernetzen

Optischer PLC-Splitter ist ein passives Gerät, das ein Lichtsignal von einer Glasfaserleitung auf mehrere Ausgangsleitungen verteilt. Dadurch können Internetanbieter Dutzende von Teilnehmern anschließen, ohne für jedes Haus oder jede Wohnung ein separates Kabel vom zentralen Netzwerkknoten legen zu müssen.

Was ist ein optischer PLC-Splitter?

Ein PLC-Splitter (Planar Lightwave Circuit) ist ein optischer Verteiler, der das Lichtsignal mithilfe von winzigen, auf einem speziellen Substrat gefertigten Wellenleitern auf mehrere Kanäle aufteilt.

Im Gegensatz zu einem gewöhnlichen elektrischen Verteiler wandelt der PLC-Splitter das Licht nicht in Strom um. Das Signal durchläuft das Gerät vollständig optisch, und seine Leistung wird auf die Ausgänge verteilt.

Kernstück ist ein kleiner optischer Chip, der mit dem Eingangs- und den Ausgangsfasern verbunden ist. Das Licht gelangt zum Chip, wird im Wellenleitersystem aufgeteilt und zu mehreren Ausgängen geführt.

Ein Beispiel: Ein 1×8-Splitter besitzt einen Eingang und acht Ausgänge. So kann das Signal einer einzigen Glasfaserleitung auf acht Teilnehmer verteilt werden.

Ein wichtiger Vorteil ist, dass kein Stromanschluss erforderlich ist. Der passive optische Splitter enthält keine elektronischen Verstärker oder Prozessoren und funktioniert somit komplett ohne Stromversorgung.

Wer verstehen möchte, wie Licht Informationen über große Entfernungen überträgt, sollte sich mit dem Aufbau einer Glasfaser beschäftigen. Ausführliche Informationen dazu finden Sie im Beitrag Wie funktioniert Glasfaserinternet: Aufbau, Geschwindigkeit und Datenübertragung mit Licht.

Wie funktioniert ein optischer Splitter?

Das Funktionsprinzip des PLC-Splitters basiert auf der Verteilung der Lichtleistung auf mehrere optische Kanäle. Kommt das Signal in die Eingangsleitung, gelangt es in das Wellenleitersystem, wo es schrittweise in mehrere Ströme aufgeteilt wird.

Im PLC-Chip gibt es spezielle Verzweigungsbereiche, die das Licht auf verschiedene Wege leiten. In einem 1×8-Splitter wird das Signal beispielsweise zunächst in zwei, dann in vier und schließlich in acht Ausgänge aufgeteilt.

Der Splitter erzeugt dabei keine neuen, unabhängigen Signale: Jeder Ausgang erhält das gleiche Eingangssignal, jedoch mit geringerer Leistung. In GPON-Netzen verarbeitet die Teilnehmerausrüstung selbständig die für sie bestimmten Daten.

Die wichtigste Einschränkung einer optischen Aufteilung sind die Leistungsverluste. Je mehr Ausgänge ein Splitter hat, desto kleiner ist der Anteil des ursprünglichen Lichtstroms pro Ausgang.

Ein idealer 1×2-Splitter verteilt etwa die Hälfte der Eingangsleistung auf jeden Ausgang. Bei einem 1×8-Modell erhält jeder Port etwa ein Achtel, bei 1×32 ein Zweiunddreißigstel.

In der Praxis entstehen zusätzliche Verluste durch Eigenschaften der Wellenleiter, Verbindungen und andere Elemente der Glasfaserleitung. Bei der Netzplanung müssen daher nicht nur die Teilnehmerzahl, sondern auch das zulässige Signal-Dämpfungsbudget berücksichtigt werden.

Einsatz von PLC-Splittern in GPON-Netzen

Eine der wichtigsten Anwendungen von PLC-Splittern ist das passive optische GPON-Netz (Gigabit Passive Optical Network). Diese Technologie ermöglicht es Providern, viele Teilnehmer über eine gemeinsame Glasfaser-Infrastruktur zu versorgen.

Typischerweise besteht ein GPON-Netz aus drei Hauptkomponenten:

• OLT (Optical Line Terminal): Die zentrale Netzeinheit des Providers, die Daten sendet und empfängt.
• PLC-Splitter: Passiver Verteiler, der das optische Signal auf Teilnehmerleitungen verteilt.
• ONT (Optical Network Terminal): Die Teilnehmerbox, die das optische Signal für das Heimnetzwerk umsetzt.

Beim Downstream verlässt das Signal den OLT, wird über die Backbone-Faser zum Splitter geleitet und dort auf die angeschlossenen ONT verteilt.

Da das abgehende Signal physisch auf alle Splitterausgänge gelangt, verarbeitet jedes ONT nur den für es bestimmten Datenverkehr. Zum Schutz der Kundendaten ist die Downstream-Übertragung in GPON verschlüsselt.

Im Upstream funktioniert es anders: Die Teilnehmergeräte senden ihre Daten in speziell zugewiesenen Zeitfenstern, die vom OLT gesteuert werden. So werden Kollisionen auf der gemeinsamen Faser vermieden.

Mit einem 1×32-PLC-Splitter lassen sich beispielsweise 32 Teilnehmer anschließen. Sie teilen sich jedoch die Gesamtbandbreite des GPON-Ports, sodass die individuelle Geschwindigkeit von Tarif und Netzlast abhängt.

Weitere Informationen zur Netzarchitektur und Besonderheiten der Anbindung finden Sie unter GPON: Was ist das und wie funktioniert modernes Glasfaserinternet?.

Arten von optischen Splittern und Signalverluste

Optische Splitter unterscheiden sich nach der Anzahl der Ausgänge und dem Teilungsverhältnis. Je mehr Teilnehmer an einer Leitung angeschlossen werden sollen, desto mehr Ausgänge muss der Verteiler besitzen.

Die gängigsten PLC-Splitter-Typen sind:

Diese Werte sind Richtwerte und hängen von der jeweiligen Gerätespezifikation ab.

Die Dämpfung eines PLC-Splitters zeigt, wie stark die optische Signalstärke beim Durchlaufen des Verteilers abnimmt. Ein Verlust von rund 10 dB entspricht etwa einer Verzehnfachung der Leistungsminderung.

Die Anzahl der Ausgänge lässt sich nicht beliebig erhöhen. Providergeräte und Teilnehmerterminals haben ein begrenztes optisches Budget - also eine maximal zulässige Verlustsumme. Neben dem Splitter beeinflussen auch Kabellänge, Spleiße und optische Steckverbinder den Wert.

Neben PLC-Splittern gibt es auch FBT-Splitter (Fused Biconical Taper). Hier erfolgt die Lichtaufteilung durch Verschmelzen und Ziehen der Glasfasern bei Erwärmung.

Der Hauptunterschied zwischen PLC und FBT liegt in der Herstellungstechnologie. PLC-Splitter sorgen für eine stabile Leistungsverteilung zwischen vielen Ausgängen über einen breiten Wellenlängenbereich. FBT-Splitter werden meist in einfachen Setups mit wenigen Kanälen eingesetzt - die genauen Eigenschaften variieren je nach Modell.

Vorteile und Einschränkungen von PLC-Splittern

Der größte Vorteil von PLC-Splittern ist die Möglichkeit, viele Teilnehmer anzuschließen, ohne für jeden eine eigene Glasfaser zu verlegen. Das spart Kosten für die Kabelinfrastruktur und erleichtert die Netzerweiterung.

Weitere Vorteile:

• Betrieb ohne Stromversorgung: Der Splitter benötigt keine Energiequelle und keinen Notstrom.
• Kompaktheit: Dank kleiner Abmessungen passt das Gerät in Verteilerkästen oder Glasfaserschränke.
• Zuverlässigkeit: Der Verzicht auf aktive Elektronik reduziert Fehlerquellen.
• Skalierbarkeit: Provider können Splitter mit unterschiedlicher Ausganganzeige je nach Teilnehmerzahl einsetzen.

Allerdings gibt es auch Einschränkungen. Die wichtigste: Mit zunehmender Teilnehmerzahl steigen die optischen Verluste. Ist das Signal zu schwach für den Empfänger, wird die Verbindung instabil oder bricht ab.

Außerdem erhöht ein PLC-Splitter nicht die Netzbandbreite. Alle an einen GPON-Port angeschlossenen Teilnehmer teilen sich die Übertragungskapazität; die tatsächliche Geschwindigkeit hängt von der Auslastung und den Einstellungen ab.

Daher sollten bei der Splitterwahl Teilnehmerzahl, Leitungslänge und das zulässige Verlustbudget sorgfältig berücksichtigt werden.

Fazit

Optische PLC-Splitter ermöglichen die Verteilung von Lichtsignalen auf mehrere Teilnehmer - ohne zusätzliche Energieversorgung oder aktive Netzwerktechnik. Dadurch lassen sich kompakte, kostengünstige GPON-Netze realisieren.

Bei der Wahl des Splitters sollten Teilungsverhältnis und Dämpfung beachtet werden. Für kleinere Anschlusszahlen eignen sich Modelle mit 1×4 oder 1×8 Ausgängen, während für größere Verteilpunkte 1×16, 1×32 oder 1×64 Splitter genutzt werden. Die endgültige Auswahl hängt vom optischen Budget und den Geräteanforderungen des Netzes ab.