Beispiel: FTTH

Der Rückweg von 5 bis 20 MHz enthielt bereits 1977 zwei Fernsehkanäle und ein Datenkanal.  1992 Glasfaserzubringer 22 Kilometer mit der Wellenlänge von 1310 nm 1994 nutzten wir den Up- und Downstream für das neue CATV-Medium Internet.

Neue Systeme für Kabelfernsehanlagen und Projekte

Das Ingenieurbüro IFAC überträgt von Anfang an eine Vielfalt von neuen Systemen in seinen Projekten und geht immer zukunftsweisende Wege, welche in der jeweiligen Zeit noch nicht eingesetzt wurden. Zum Beispiel nutzen wir seit 1977 den Rückweg in Schulen für Videoübertragungen. Seit 1983 wurde der Rückweg in Gemeinden zur Daten- und Telemetrieübertragung sowie als Gemeinde- und Informationskanal genutzt. Bereits seit 1994 führten wir in Kabelfernsehanlagen das Medium Internet ein.

Die erfolgreiche Beseitigung von Rauschen und Ingress seit 1977

Für uns sind Probleme im Rückweg keine Sonderfälle. Geräusche, Rauschen, Ingress usw. werden kurzfristig und professionell beseitigt.

Dank IFAC- Fachschulungen - mehr Fachwissen

Dank unseren Fachlehrgängen sind unzählige physikalische Vorgänge keine Problemfälle der Praxis, sondern ein ganz normales Basiswissen, das bekannt ist und von Anfang an zum System unserer Planung gehört.

Für jeden Einsatz das richtige Werkzeug Nicht James Bond 007 - sondern das Ingenieurbüro IFAC im Kabelfernseh - Einsatz für seine Bauherrschaft. Hier werden GAZ-Richstrahlmast und Parabolantennen zur Montage einer Kabelfernsehanlage eingeflogen.

	Glasfaser  > heute konsequent bis zum Abonnent >FTTH<.!
	Die zukunftsträchtige LWL-Technologie für uns eine Verpflichtung.
	Beispiel: Die Haubenmuffe verbindet
			OSLAM versorgt den CPON-Wandler. Wirtschaftliche Ansteuerung bis zum Teilnehmer mit einer SM-Faser! xPON-Systeme machen es seit Jahren möglich!
	Haubenmuffe verbindet SM-Fasern zur GPON -Technologie und  versorgen 144 Wohnungen!

Fiber to the Home (FTTH - Technologie) seit 2002

Seit 2002 werden unsere Projekte in FTTH-Technologie (Fibre to the Home) erstellt. Wir nehmen es mit unseren Ingenieurverpflichtungen sehr ernst und projektieren nur zukunftssichere Technologien. Wir kennen weltweit die besten Materialsysteme und erstklassige Generalimporteure, welche in der Schweiz zukunftssichere Systeme anbieten. Unsere Kabelfernsehanlagen entsprechen daher immer neuester Ingenieurtechnologie mit hoher und nachhaltiger Werterhaltung.

IFAC zeigt seine Leistungen der kritischen Öffentlichkeit Bild für Bild

Die Entwicklung unserer Kabelfernsehprojekte von 1977 bis 2006

Die Technologie der einzelnen Netztypen

Das Koaxiale Netz von 1977 bis 1990 Das Streckennetz oder Trunk-Line ist die erste Netzebene ab einer Kopfstelle oder Zentrale. Die Streckenverstärker sind kaskadiert und unterliegen der Kaskadeabilitätsbe- rechnung. Das Linienetz oder zweite Netzebene zweigt vom Streckennetz ab. Die Linienverstärker sind minimal kaskadiert und werden in der Kaskadenberechnung einbe- zogen. Das Stammnetz zweigt vom Liniennetz ab und ist die Zuleitung zur Signalüber- übergabestelle (SÜS) am oder im Haus. Es bestehen zwei Arten SÜS-Spannungen, einmal ein fester Pegelwert oder ein individueller Pegel. Beim festen Pegelwert wird ein Hausverstärker benötigt. Wird der Pegel individuell angeboten, so bestimmen die Anzahl Antennensteckdosen im Haus die Höhe des SÜS-Pegelwertes, so dass ein Hausver-stärker enfällt. Der Rückweg Der Rückweg war bereits 1977 aktuell, aber nur für Telemetrie- oder Videoübertragung. Für den Rückweg hat jeder Verstärker ein aktives oder passives Rückwegmodul. Der Rückweg beginnt ab Antennensteckdose der Wohnung und endet in der Kopfstelle oder Zentrale. Die Frequenzbandbreite im Rückweg beträgt 5 bis 30 MHz. Das Hauptproblem sind die nicht HF-dichte Installationen, welche Ingressionen (HF-Einstrahlungen) erzeu-gen. Eine weitere Schwierigkeit ist das korrekte Einpegeln der Rückwegverstärker und die einwandfreie Montage sämtlicher HF-Stecker und HF-Verbinder. Hier sind qualifizierte Installateure gefragt, welche die Montagen der einzelnen Baugruppen beherrschen.

Der aktive und passive Rückweg

Ende 1984 war der Rückweg ein fester Bestandteil in Kabelfernsehanlagen. US-Fach-zeitschriften enthielten 1981 die erste Informationen über ein Daten-Controll-Protokoll. Das Betriebssystem UNIX sorgte dafür, dass das Internet rasch verbreitet wurde. 1982 adaptierte das ARPANET das TCP / IP Protokoll (Transmission Control Protocol / Internet Protocol). 1988 wurde von Zenith für US-Hochschulen die ersten Systeme entworfen.Der Zenith-Übertragungsmaster hatte bereits einen Upstrem von 5....30 MHz und einen Downstream von 120....500 MHz. Der Rückweg wurde plötzlich hochaktuell und damit kamen die Installations- und Materialprobleme in Form von Rauschen, Gräusche und Ingress. Seit 1994 sind Internetsysteme in unsere Projekte enthalten.

Das Prinzipschema für Hin- und Rückweg in Kabelfernsehnetzen.

Das Hybridenetz (HFC-Netz) für Kabelfernsehanlagen von 1991 bis 2002

1990 erstellte das Ingenieurbüro IFAC die erste 1310 nm Punkt- zu Punktverbindung und ersetzte mit dieser Technologie die Streckenverstärker.

Das erste Hybridenetz oder HFC-Netz entstand 1991 beim Ingenieurbüro IFAC  Dieser Netztyp besteht einmal ab Kopfstation / Zentrale aus einem Glasfasernetz und endet beim Fiber Node (Wandler optisch / elektrisch). Der optische Hinweg kennt zwei Wellenlängenbereiche, entweder 1310 nm oder 1550 nm. Nach der Umwandlung folgt das HF-Netz, das wie ein Liniennetz und Stammnetz aufgebaut ist. Bei einer Neupro-jektierung sollte man auf eine Kaskadierung von HF-Vertsärkern verzichten. Der Glasfaser - Rückweg für den Internetbetrieb Die HF-Frequenzbandbreite kann einmal 5 bis 30 MHz oder 5 bis 68 MHz betragen. Wir haben im HF-Rückweg die gleichen Probleme, welche auch im Koaxialnetz auftreten. Der optische Rückweg  hat im Normalfall eine Bandbreite von 200 MHz, wird aber durch den HF-Rückweg begrenzt. Der Wellenlängenbereich für den Rückweg kann einmal 1310 nm oder 1550 nm betragen. Es bestehen für den Rückweg zwei optische Sendertypen, der FP-Sender (Fabry-Perot) und der DFB-Sender (Distributed-Feed-Back). In letzter Zeit wird auch der optische DBR-Sender (Distributet Bragg Reflector) eingesetzt. Der DBR-Typ ist eine verbesserte DFB-Ausführung und unterdrückt die erste Seitenmode vom DFB-Sender. Der normale FP-Sender hat gegenüber dem DFB-Sender grössere Rauschanteile. Diese Rauschanteile werden mit einem isolierten FP-Sender und einem 5 MHz-Träger je Fiber-Node stark vermindert. Um das optische Rauschen zu reduzieren sollten die optischen Rückwegkreise etwa 30 Einheiten nicht übersteigen. Hybridenetze benötigen für den Down- und Upstream zwei getrennte Glasfaser.  Beachten Sie bitte die folgende Rückweg (Upstream) CNR-Messung im HFC-Netz.

Typ.-CNR-Messung im Internet-Upstream - ein Projekt vom Ingenieurbüro IFAC

Analyzer Messung im Internet Rückweg mit 33 O/E-Wandler. Messung nach 33 Upstream FP- Laser - nicht isoliert. CNR- Rauschabstand 35.75 dB Für das Ingenieurbüro IFAC ein typischer Wert.

Die CNR-Rauschabstandsmessung im Internet-Upstream, ein sehr elementares Thema. Beim Ingenieurbüro IFAC gehören solche CNR-Messungen zu Standard.

Vom Hybridenetz zum FTTH - Netz Der Wandel der Netze zu neuen Kabelfernseh - Systemen

Die Spektrum-Analyser-Messung wurde durch die Firma C-Cor - Holland ausgeführt. Messtechniker der Firma C-Cor: Herr Fokke van der Fliet Messausrüstung: Spektrum-Analyzer IFFR, Typ 2398 Das Resultat ist in der oberen Grafik ersichtlich und beträgt *53.53 dB, bei einer Mess-bandbreite von 100 kHz. Umgerechnet auf die Internet Kanal-Bandbreite von 6 MHz ergibt das einen CNR-Wert von: CNR-Wert= CNR (100 kHz) -10*LOG (6 MHz / 0.1 MHz) = 53.53-17.78 dB= 35.75 dB CNR-Wert= 35.75 dB Wie schreibt der Systemlieferant: Der Grund für dieses gute Resultat liegt in der sorgfältigen Planung durch das Ingenieurbüro IFAC, wie z.B. die optimale Wahl der optischen und elektrischen Signalpegel, die Ausfilterung der Störsignale, sowie der Einsatz der modernsten O/E Wandler. Das Ingenieurbüro IFAC möchten diesen Satz ergänzen: Eine Grundvoraussetzung ist nicht nur der Projektverfasser der IFAC - Eckart Schnarr sondern auch die System- und Installationsunternehmung telcom cablenet aus Stans, vertreten durch die Herren Strasser und Herr Burri. Erst die sorgfältige Installation der Systeme von Seiten der Firma telcom cablenet lässt auch das Projekt vom Ingenieur erstrahlen. Für diese erstklassigen Leistungen bedankt sich das Ingenieurbüro IFAC bei der Unternehmung tecom cablenet aus Stans.                                 telcom cablenet - dass war Spitze! Gefordert ist auch die Bauherrschaft, welche die folgenden Service- und Unterhalts-arbeiten nur von Unternehmungen mit qualifiziertem Personal ausführen lassen sollte. Nicht selten besteht hier ein wirklicher Nachholbedarf, denn nicht jede Persönlichkeit aus dem Sektor Kabelfernsehen ist dazu geeignet - zukunftsweisende Installations- und Wartungsarbeiten von seinem Wissenstand her seriös auszuführen.

Das optische Netz - der Wandel der Kabelfernsehnetze von 2002 bis heute Dieser Netztyp ist von der Kopfstation / Zentrale bis zum Haus oder Wohnung eine reine optische Technologie und ist als FTTH ( Fiber To The Home) bekannt. Es werden folgende Wellenlängenbereiche in einer Glasfaser gleichzeitig genutzt: - Hinweg (Downstream) für Radio- und Fernsehen 1550 nm - Hinweg (Downstream) für Daten, Internet, Telefon 1490 nm - Rückweg (Upstream) für Daten, Internet, Telefon 1310 nm Damit ist die Zeit vom Hybridenetz abgelaufen und ein Wandel der Netze vom Hybride- zum FTTH-Netz eine Tatsache. Die frequenzmässige Bandbreite für Radio- und Fernsehen beträgt 47 bis 862 MHz und hat eine geschichtliche Basis. Der Down- und Upstream ist eine Gigabit Ethernet Technologie und berücksichtigt das Internetstreaming und das Internetfernsehen Beim Teilnehmer ist ein CPON-System ( Customer Premises Optical Node) installiert. Das CPON-System bietet dem Teilnehmer folgende Signale an: - Radio und Fernsehen im Frequenzbereich 47 bis 862 MHz - Daten, Internet und Telefon in Gigabit Ethernet Technik Es fehlen,  beim vorliegenden optischen Netz die Fiber-Node- und Verstärkerkabinen so wie die Verteilkonsolen, diese werden nicht mehr benötigt.Service- und Unterhaltsarbei-ten sind daher erheblich reduziert. Eine neue Zeit der FTTH - Glasfaser - Netztechnologie ist angbrochen.

Die FTTC-, FTTB- und FTTH- Systeme im Einsatz seit 2003

Das obere und untere Prinzipschema eignet sich für FTTC-, FTTB- und FTTH- Anschlüsse - die Systeme sind identisch und können sogar gemischt erstellt werden.

Das obere System kann optisch versorgen: 32 optische Quartiersanschlüsse (FTTC) oder 32 optische Hausanschlüsse (FTTB) oder 32 optische Wohnungsanschlüsse (FTTH)

Die zukunftssicheren Projekte vom unabhängigen Ingenieurbüror IFAC haben eine bestechende Architektur.

Jedes einzelne System kann optisch versorgen: 4096 optische Quartiersanschlüsse (FTTC) oder 4096 optische Hausanschlüsse (FTTB) oder 4096 optische Wohnungsanschlüsse (FTTH) und damit sind diese Systeme nicht ausgelastet!

> beachten Sie zum Thema FTTH unsere Seite "Hausinstallationen", denn FTTH-Systeme sind auch ein Thema für Hausinstallationen.

Das Besondere für zukunftsträchtige Kabelfernsehnetze Die LWL-Systeme sind unbegrenzt ausbaubar. Für die Signalübertragung zum Verbraucher wird nur eine "einzige SM-Faser" benötigt. Es kann das "Gigabit-Ethernet"  realisiert werden. Mit VDSL-Technologie über Kabelfernsehnetze übersteigt die Kapazität von DOCSIS. Die gesamte Topologie ist einfach überschaubar und zukunftssicher. Es werden keine freistehenden Wandler- noch Verstärkerkabinen oder Konsolen benötigt Die Erstellungs- Wartungs- und Unterhaltskosten sind extrem günstig. Sämtliche Parameter werden übertroffen.

Erfahrungen der Vergangenheit geben Sicherheit für die Zukunft

Die optische Technologie-Weitsicht von 1991 ist unsere Kompetenz für die Zukunft

Das Glasfasernetz der Regionalen Kopfstation Oberthurgau (R-K-O) ein IFAC-Projekt von 1991 ein Vorläufer der heutigen FTTH - Netztechnologie war damals seiner Zeit mit der 1550 nm - EDFA-Technologie um Jahre voraus. Nur wenige Ingenieure realisierten 1991 Hybridenetze bis zum oberen 862 MHz Frequenzbereich.  

Erbium dotierter Faserverstärker (EDFA) seit 1991

Das Ingenieurbüro IFAC projektierte 1991 weltweit das erste Glasfasernetz mit Faserverstärkern. Ein solcher Faserverstärker ist bekannt unter dem Namen "EDFA"   (Erbium - Dotierter - Faser - Amplifier). Der Auftraggeber war die Regionale Kopfstation Oberthurgau (R-K-O).

Die Suche nach einem EDFA-Laser für die Übertragung von je 50 Radio- und Fernsehprogrammen

Die EDFA Technologie war für die damalige Zeit reine Utopie. Zwar war die 1550 nm LWL-Technik schon ein Begriff, aber je 50 Radio- und Fernsehprogramme und dann noch 40 km ohne weitere Verstärker zu übertragen, das war doch nicht möglich. In Europa war kein Systemhersteller bereit, mehrere EDFA-Laser für unser Vorhaben zu liefern. Einige Systemhersteller erkannten nicht einmal die Vorteile ihrer eigenen Geräte. Wir sind halt auf Systemhersteller gestossen, welche das "alte Europa" verkörpern.

In USA 1991 gefunden

Die weltweite Suche endete erfolgreich in den USA, dort fanden wir schliesslich einen Systemhersteller, welcher uns bessere entwickelte EDFA Geräte liefern konnte und sicherte unsere Bedenken mit einer 15 Jährigen Garantie ab. Damit erlosch die Garantie erst 2006. Die Bauherrschaft war mit der Leistung vom Ingenieurbüro IFAC hoch erfreut. N.B.: EDFA-Laser sind keine ausgefallen!

Die Dispersion einer Glasfaser

Wir verstehen unter Dispersion die Abhängigkeit der Phasengeschwindigkeit und damit die verzögerte Laufzeit in einer Glasfaser zur Geschwindigkeit der effektiven Wellenlänge. Bei 1310 nm ist die Dispersion gegenüber 1550 nm sehr klein. Für Weitverkehrsnetze ist andererseits die 1550 nm Wellenlänge, wegen der kleineren Faserdämpfung besser geeignet.

Die unbrauchbare Bildqualität

Die Übertragungsbandbreite einer Single Mode Glasfaser wird hauptsächlich durch die modale Dispersion stark beeinflusst. So können zwei aufeinander folgende Impulse am Ausgang einer Glasfaserstrecke nicht mehr einzeln erkannt werden. Wird eine höhere Anzahl von Fernsehkanäle übertragen, bedeutet dieser Nachteil eine Abflachung der Signale - aber auch eine unbrauchbare Bildqualität.

Die geschiftete DSF - Faser bei 1550nm (Dispersion - Shifted - Fiber)

Die Abflachung der Signale bei 1550 nm Wellenlänge wird bereits bei einer Distanz von 15km festgestellt. Dieses Problem kann durch den Einsatz von geschifteten Single Mode Faser kompensiert werden. Diese Kompensationsmöglichkeit kann auch durch die Anwendung eines extern modulierten DFB (Distributed - Feed - Back) - Senders erreicht werden. Doch Vorsicht, der Systemhersteller muss ausdrücklich die Distanz mit der Anzahl belegter Fernsehkanäle bestätigen. 

Suche nach geschifteter Glasfaser

Ein Schweizer Glasfaserhersteller konnte uns die geforderten geschifteten Glasfaser liefern, und wir sahen kein Probleme mehr, unser Projekt (1991) zu realisieren. Es war ein Glücksfall, dass auch die Bauherrschaft die zukunftsträchtige EDFA- Technologie unterstützte und einsetzen wollte.

Die Bauherrschaft war über das Ergebnis begeistert - >15 Jahre ohne EDFA - Ausfall!

Heute wissen wir, dass das 1550nm EDFA - Projekt von 1991 eine echte Erfolgsstory ist. Bis heute ist kein einziges EDFA - System ausgefallen. Die Bildqualität ist ausgezeichnet, die Rauschabstände liegen bei 50 dB. Folge: Die Bauherrschaft war und ist begeistert.

Die Voraussetzung, eine fachlich motivierte Bauherrschaft

Die Voraussetzung für ein solches Projekt ist in erster Linie ein zuverlässiger Systemhersteller. Aber auch erstklassige Installateure und eine Bauherrschaft, welche das ganze Vertrauen dem Ingenieur geben und sein Vorhaben unterstützen.

Das Ingenieurbüro IFAC möchte sich hier besonders bei Herrn Waldvogel (HTL-Ingenieur), damaliger EW-Chef in Amriswil und Präsident der Regionalen Kopfstation Oberthurgau "RKO", bedanken. Seine Weitsicht und das Vertrauen zum Ingenieur war für uns eine sehr grosse Hilfe und eine Voraussetzung für diesen grossartigen Erfolg und eine Empfehlung für den Einsatz von weiteren zukunftsträchtigen Technologien.

	Weinfelden profitierte von unseren LWL-Erfahrungen, hier entstand 1991 nicht nur ein 862 MHz Hybridenetz, sondern in Weinfelden kam 1991 die FTTC- und FTTB- Technologie zum Einsatz.

Das Prinzip des EDFA

Im EDFA ist das Kernelement eine Erbium dotierte Einmodenfaser. Das Erbium absorbiert die Wellenlängen 1470 - 1500 nm, 980 nm, 800 nm, 670 nm und 530 nm. Daher kann mit diesen Wellenlängen die Faser gepumpt werden. 1480 nm und 980 nm sind die Pumpwellenlängen, wobei die Wirtschaftlichkeit bei 980 nm liegt.

Photonen wirken als Verstärker

Zur Funktion sei kurz nur Folgendes gesagt: Es werden Elektronen durch die Pumpleistung zum Übergang auf ein höheres Energieniveau angeregt. Die Elektronen wechseln dort rasch in das relativ breite Laserniveau. Von den einfallenden Signalphotonen können die Elektronen zum Übergang in den Grundzustand angeregt werden. Das Signalphoton wird dabei zusammenhängend verstärkt. Die Energieintensität nimmt durch mehrfache Anregung entlang der Faser zu.

Nur jene Photonen können im EDFA verstärken, deren Energie dem Laserniveau entspricht. Die Bandbreite ist durch das Laserniveau festgelegt. Ein 1550 nm EDFA hat eine Bandbreite von etwa 1530 nm bis 1570 nm. Wer nun die frequenzmässige Bandbreite berechnet, dem wird es sofort klar, welche Zukunft uns noch bevorsteht.

Die Vorteile seit 1991

Der Erbium dotierte Faserverstärker hat folgende Vorteile:

*eine Ausgangsleistung von > 27dBm wird für einen Glasfaserkern von 9 µm zum Problem.

Die Glasfasertypen

Wir unterscheiden zwei Glasfasertypen

1. Multimode Gradientenindexfaser mit einem Kerndurchmesser von 50 und 62,5 µm

2. Monomodefaser mit normaler oder geschobener Dispersion

50 µm Gradientenindexfaser							62,5 µm Gradientenindexfaser

9,2 µm Monomodefaser normal						8.1 µm Monomodefaser geschoben

Der LWL-Farbcode für Bündeladern (z.T. auch als Hülle bezeichnet) In Europa werden wesentlich zwei LWL-Farbcode eingesetzt: 1. Der ältere Farbcode in der Reihenfolge     Rot     Grün     Gelb     Blau     usw.

	2. Der Standard Code gemäss DIN VDE 0888 in der Reihenfolge:     Rot     Grün     Blau     Gelb      usw.

1 = Rot 2 = Grün				1 = Rot 2 = Blau

Einige LWL-Steckertypen

E2000/APC         SC/PC         SC/APC         FC/PC        FC/APC          ST

	Die Glasfaser-Technologie von FTTC bis FTTH

	3 x Triple-Play
	Koaxkabel                              FTTH                              FTTD / FTTH       Antennensteckdose           optische Steckdose              optische Steckdose          für Hybridenetze                   HFC - Daten                              Daten
	Für den Down- und Upstream nur eine Faser!

NB: Unser Thema LWL - Technologie wird fortgesetzt.

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