GPON – Gigabit Passive Optical Network

Abkürzung: GPON

GPON ist die verbreitetste Technik für Glasfaseranschlüsse in Deutschland. Mehrere Teilnehmer teilen sich eine Faser, die über passive Splitter aufgeteilt wird.

Definition

GPON ist ein passives optisches Netz nach der Normenreihe ITU-T G.984. Passiv bedeutet, dass zwischen der Vermittlungsstelle und dem Teilnehmer kein Gerät mit Stromversorgung liegt. Die Aufteilung auf viele Anschlüsse übernimmt ein optischer Splitter, der das Licht rein physikalisch auf mehrere Fasern verteilt.

Die Topologie ist damit Punkt-zu-Mehrpunkt. Ein Port am OLT (Optical Line Termination) versorgt über einen oder mehrere Splitterstufen eine ganze Gruppe von Teilnehmern. Am Ende jeder Faser sitzt ein ONT.

Das unterscheidet GPON von einem aktiven Punkt-zu-Punkt-Netz, bei dem jeder Teilnehmer eine durchgehende eigene Faser bis zu einem Switch hat.

Übertragung

Downstream und Upstream laufen über dieselbe Faser, getrennt durch unterschiedliche Wellenlängen:

Die Trennung der Wellenlängen ist der Grund, warum GPON und XGS-PON auf derselben Faserinfrastruktur parallel betrieben werden können. Netzbetreiber nutzen das, um bestehende Anschlüsse weiterlaufen zu lassen und neue Anschlüsse auf die schnellere Technik zu legen.

Im Downstream sendet das OLT einen durchgehenden Datenstrom, den alle angeschlossenen ONT empfangen. Jedes ONT filtert die für es bestimmten Rahmen heraus. Damit ein Teilnehmer nicht die Daten seiner Nachbarn mitlesen kann, wird der Downstream mit AES verschlüsselt, mit einem Schlüssel je ONT.

Im Upstream wäre ein gleichzeitiges Senden aller Teilnehmer nicht möglich, weil sich die Lichtsignale im Splitter überlagern würden. Deshalb arbeitet der Upstream im Zeitmultiplex. Das OLT weist jedem ONT Sendezeitfenster zu. Ein ONT, das sich nicht an seine Zeitfenster hält, stört alle anderen Teilnehmer am selben Port. Solche Geräte heißen Rogue ONT.

Splitverhältnis

Das Splitverhältnis gibt an, auf wie viele Fasern ein OLT-Port aufgeteilt wird. Verbreitet sind 1:32 und 1:64, die Norm erlaubt mehr. Die Aufteilung kann in einer Stufe erfolgen oder auf mehrere Splitter im Netz verteilt sein.

Jede Aufteilung kostet Leistung. Ein 1:32-Splitter dämpft das Signal rechnerisch um mindestens 15 dB, in der Praxis etwas mehr. Zusammen mit der Faserdämpfung und den Steckverbindungen ergibt das ein Leistungsbudget, das die maximale Reichweite bestimmt. Übliche Auslegung sind 20 km zwischen OLT und ONT.

Das Splitverhältnis ist auch der Grund für eine häufige Frage zur Geschwindigkeit. Die 2,488 Gbit/s im Downstream sind eine Bruttorate, die sich alle ONT an einem Port teilen. Wie viel davon beim Einzelnen ankommt, hängt vom gebuchten Tarif und von der gleichzeitigen Auslastung ab. Die Netzbetreiber planen die Belegung so, dass die zugesagten Raten erreicht werden, eine feste Garantie je Teilnehmer gibt die Technik aber nicht her.

Einordnung in die PON-Familie

• GPON, ITU-T G.984, seit 2003. Die Basis der meisten deutschen FTTH-Netze.
• XG-PON, ITU-T G.987. 10 Gbit/s Downstream, 2,5 Gbit/s Upstream. In Deutschland selten.
• XGS-PON, ITU-T G.9807.1. 10 Gbit/s symmetrisch. Die aktuelle Ausbaustufe für neue Netze und für Tarife oberhalb von 1 Gbit/s.
• NG-PON2, ITU-T G.989. Mehrere Wellenlängenpaare gleichzeitig. Im Zugangsnetz wenig verbreitet.
• 50G-PON, ITU-T G.9804. Nachfolgegeneration, Stand 2026 im Feld noch kaum anzutreffen.

Daneben existiert EPON nach IEEE 802.3ah und dessen Weiterentwicklung 10G-EPON. Diese Linie ist in Asien und in Kabelnetzen verbreitet, spielt im deutschen FTTH-Ausbau aber kaum eine Rolle. GPON und EPON sind nicht kompatibel.

Woran man die Technik erkennt

Für die Wahl eines eigenen ONT oder ONT-Sticks muss bekannt sein, welche Technik der Netzbetreiber einsetzt. Drei Anhaltspunkte helfen:

• Die Schnittstellenbeschreibung des Netzbetreibers nennt die PON-Variante. Sie ist nach § 73 TKG zu veröffentlichen.
• Das gestellte ONT trägt eine Typenbezeichnung, zu der sich die unterstützte Norm recherchieren lässt.
• Tarife oberhalb von 1 Gbit/s deuten auf XGS-PON hin, weil GPON diese Rate im Upstream nicht liefern kann.

Ein Anschluss ohne Splitter im Netz ist kein PON. In diesem Fall liegt ein aktives Punkt-zu-Punkt-Netz vor, für das andere Technik nötig ist.

Abgrenzung

AON (Active Optical Network) bezeichnet ein Glasfaser-Zugangsnetz mit aktiver Technik im Verteiler und einer eigenen Faser je Teilnehmer. Es braucht kein ONT im PON-Sinn, sondern arbeitet mit gewöhnlicher Ethernet-Optik.

FTTH, FTTB und FTTC beschreiben, wie weit die Faser reicht. Sie sagen nichts über die eingesetzte Übertragungstechnik aus. Ein FTTH-Anschluss kann als GPON oder als AON realisiert sein.

WDM-PON verteilt die Teilnehmer auf verschiedene Wellenlängen statt auf Zeitschlitze. Es ist im Zugangsnetz die Ausnahme und findet sich eher in Geschäftskundenprodukten und im Mobilfunk-Fronthaul.

Quellen

• ITU-T G.984.1 bis G.984.5: Gigabit-capable passive optical networks (GPON)
• ITU-T G.9807.1 (2016, mit Änderungen): 10-Gigabit-capable symmetric passive optical network (XGS-PON)
• ITU-T G.989.1: 40-Gigabit-capable passive optical networks (NG-PON2)
• Bundesnetzagentur: Entscheidung zum Netzabschlusspunkt für passive optische Glasfasernetze, Az. 2.00/105#1, Amtsblatt 02/2025, mit Darstellung der PON-Topologie und der Rolle von OLT, Splitter und ONT
• IEEE 802.3ah (EPON, inzwischen in IEEE 802.3 aufgegangen)