GPON goes Green

Die Bundesregierung hat sich zum Ziel gesetzt, den Energieverbrauch bis 2013 um 40 Prozent zu reduzieren. Um die Nutzung des Internets zu sichern und gleichzeitig die Co2-Bilanz zu verbessern, braucht es allerdings mehr als die traditionellen TK-Technologien – energieeffiziente Strategien sind gefragt.

Weltweit haben derzeit rund 1,5 Milliarden Menschen Zugang zum Internet. Hört sich viel an, ist aber weniger als ein Viertel der momentanen Weltbevölkerung. Dabei verbringen die Nutzer heute ihre Online-Zeit immer noch in erster Linie mit Klassikern wie Surfen, E-Mails abrufen, übers Internet telefonieren und mit Freunden in sozialen Netzwerken. In absehbarer Zeit werden aber auch neue Dienste wie 3D-Gaming im Web, 3D HDTV, Storage-Applikationen, Video-Dienste und weitere Services hinzukommen, die weitaus höhere Anforderungen an die Übertragungsraten sowie die Systemtechnik stellen. Das Problem dabei: Diese neuen Dienste stellen das Internet von morgen vor große Energieprobleme.

Das ökologische Desaster

Die genannten neuen Dienste sind wahre Bandbreitenfresser mit einem sehr viel höheren Energiebedarf. Eine Faustregel von Experten dafür lautet, dass eine Verdopplung der Frequenz eine Quadrierung des Energiebedarfs zur Folge hat. "Es wäre also fatal, wenn die Netze mit der herkömmlichen Technologie weiter ausgebaut würden", sagt Elmar Fort, Business Development Manager bei ZTE Deutschland. Der Energiebedarf würde enorm in die Höhe schießen.

Ein dramatisches Beispiel: Wenn jeder der rund 6,5 Milliarden Menschen auf der Welt Zugang zum Internet hätte, dann wäre der Energieverbrauch rein für die Internetnutzung in zehn Jahren so hoch, wie der Gesamtenergiebedarf aller Menschen heute. Die komplette Energie, die wir heute zur Verfügung haben und etwa für Mobilität, Heizung oder Beleuchtung einsetzen, würde vom Internet aufgezehrt werden – unvorstellbar. "Um dieses ökologische wie ökonomische Desaster abzuwenden, ist es nötig, die Technologie für die Telekommunikation in Bezug auf Energieeffizienz von Beginn der Entwicklung an zu optimieren", so Fort.

Des Herstellers Pflicht

Auch die Netzbetreiber haben die Notwendigkeit des Energiesparens längst erkannt und sind auf der Suche nach ressourcenschonender Technologie. Zu Recht wünschen sie sich von den Herstellern ihrer Systemtechnologie eigene grüne Netzkonzepte und Entwicklungsstrategien. Energiesparen, Emissionsreduzierung und Umweltschutz werden so zu wichtigen Indikatoren für die Produktqualität in der Telekommunikationsindustrie. Damit man energieeffiziente TK-Technologien an den Start bringen kann, sind die Hersteller von Systemkomponenten gefragt, die Auswirkungen von Produkten und Verfahren auf die Umwelt während der gesamten Produktlebensdauer zu beobachten.

Wichtig ist ein ganzheitlicher Ansatz über den kompletten Produktlebenszyklus: Er fängt an bei der Materialauswahl, bei der Forschung und Entwicklung und zieht sich über die oft beachtete Phase der Produktion bis hin zu Verpackung, Lieferung, Betrieb und natürlich zur Entsorgung. Ressourcensparende Technologien können vorausschauende TK-Unternehmen in ein grünes Konzept gießen. Folgende Punkte sollten dabei im Fokus stehen: Produktionsprozess, Netztechnik, Produkte und Betriebskosten.

Produkte begrünen

Ein Hauptaugenmerk sollte natürlich auf den Produkten selbst liegen. Hier können die Hersteller etwa das Design optimieren, speziell platzsparende Konstruktionen entwickeln und bevorzugt grüne Einzelkomponenten verwenden. In der Praxis von TK-Lösungen bedeutet das im Klartext folgende Hauptpunkte bei Produkten: Stromverbrauch, Wärmeentwicklung, Lärm, Bandbreite und Umweltanpassung müssen auf den Prüfstand. Das Ziel dabei sollte es sein, schädigende Einflüsse für die Umwelt zu minimieren. Doch wie kann das klappen? Bei ZTE setzt man zum Beispiel für GPON beim ODN (Optical Distribution Network) zur Übertragung zwischen Optical Line Terminal (OLT) und Optical Network Unit (ONU) nur passive Bauelemente ein. Der Vorteil dabei ist, dass sie ohne Leistungsaufnahme und ohne elektromagnetische Emission funktionieren.

Da nicht überall passive Komponenten zum Einsatz kommen können, ist es auch wichtig, den Stromverbrauch durch optimiertes Power Management zu senken. Beispiel: Aktuelle Entwicklungen senken den Verbrauch von einer ONT von 7,5 auf 1,5 Watt. Somit können 6 Watt über weite Strecken des Tages eingespart werden.

Srom sparen mit Stil

Den Stromverbrauch drosseln ist ein vielversprechender Ansatz für grüne TK-Produkte. Aber noch längst nicht der einzige. Am besten kombiniert man Stromsparkomponenten mit optimierten Leiterplatten- und ASIC-Designs. Damit kann die Wärmeentwicklung gezielt reduziert und dadurch den Stromverbrauch erheblich gesenkt werden. Wie eine Start-Stopp-Automatik im Auto sollte eine intelligente Statusüberwachung der Service-Ports und Funktionsmodule gewährleistet sein. Damit können Produktingenieure die Abschaltung oder einen Schlaf-Modus für unbenutzte Ports, Module und Boards implementieren.

Außerdem gut: Eine MDU/MTU (Multi-Dwelling Unit/Multi-Tenant Unit) mit regelbaren Lüftern oder Konvektionskühlung kann den Stromverbrauch, die Wärmeentwicklung und den Geräuschpegel erheblich senken. Das ist nicht nur grün, sondern spart auch Geld. Ein weiterer Hebel zum Ansetzen ist das Luftkanalsystem. "Eine bessere Luftführung und Kühlung verbessert den Wirkungsgrad der Lüfter um bis zu 40 Prozent und erlaubt einen wesentlich leiseren Betrieb", erklärt Elmar Fort von ZTE ein Beispiel aus der Praxis.

Standards bringen Orientierung

Nicht nur in der IT-Branche sind Standards wichtig: Auch bei der Entwicklung grüner TK-Produkte können sich Hersteller bei allen Verfahren an internationale Standards halten, etwa für Materialauswahl, Fertigung, Verpackung und Lieferung. Der Vorteil dabei: Es gibt einen verbindlichen Leitfaden und es werden Umwelt- und Gesundheitsschäden von Anfang an vermieden. Beispiele für Standards bei ZTE: Hier ist als erstes Konformität mit den RoHS-, CE-, EMV- und NEBS-Standards zu nennen, hinzu kommen die Umweltmanagement-Standard ISO 14004/1400.

Betriebskosten sparen

Man sollte auch nicht vergessen, dass die TK-Branche sehr schnelllebig ist und es deshalb nötig ist, noch einen weiteren Betriebskostenpunkt mit in die Kalkulation einzubeziehen. Gemeint ist die Wartungs- und Bedienungsfreundlichkeit. Grüne TK-Produkte sollten zukunftssicher sein und sich problemlos weiterentwickeln oder upgraden lassen. Darunter fällt etwa Migrationstauglichkeit, um bestehende Systeme auch mit Anbindungsmöglichkeiten an neue Systemarchitekturen wie NGN (Softswitch) und IMS einzusetzen. Auch das ist auf lange Sicht eine grüne Strategie, denn man muss die TK-Komponenten dann weniger oft austauschen.

Das grüne Konzept von ZTE

ZTE setzt schon seit langem auf ressourcensparende Technologien und hat für seine GPON-Lösung ein grünes Konzept entwickelt. Im Detail sieht die FTTX-/GPON-Lösung folgendes vor:

Optimiertes Design

·　　　 Das ODN (Optical Distribution Network) zur Übertragung zwischen Optical Line Terminal (OLT) und Optical Network Unit (ONU) besteht aus passiven Bauelementen mit der Leistungsaufnahme null, geringem Rauschen und geringen elektromagnetischen Emissionen;

·　　　 Die Systeme haben eine hohe Portdichte, beispielsweise können 16.384 User auf 9 Höheneinheiten (HE) mit zukünftigem Geschwindigkeitsbreitband versorgt werden.

·　　　 Optimiertes Power Management kann den Stromverbrauch einer OTN von 7,5 auf 1,5 Watt reduzieren. Somit können 6 Watt über weite Strecken des Tages eingespart werden.

·　　　 Optimiertes Leiterplattendesign kann die Kühlwirkung verstärken und den Stromverbrauch erhblich senken.

·　　　 Intelligente Statusüberwachung der Service-Ports und Funktionsmodule ermöglicht Abschaltung oder Sleep-Modus für unbenutzte Ports, Module und Boards.

·　　　 MDU/MTU (Multi-Dwelling Unit/Multi-Tenant Unit) mit regelbaren Lüftern oder Konvektionskühlung kann Stromverbrauch, Wärmeentwicklung und den Geräuschpegel erheblich senken.

·　　　 Das verbesserte Luftkanalsystem ermöglicht eine bessere Luftführung und Kühlung, verbessert den Wirkungsgrad der Lüfter um 40 Prozent und erlaubt eine wesentlich leiseren Betrieb.

Platzsparende Konstruktion

Die GPON-Lösung von ZTE spart Ressourcen wie Schränke, Gestelle und Kollokationsfläche und optimeirt die optischen Verteilsysteme.

·　　　 Durch die kompakte Bauweise der Systeme werden Rohstoffe und Energie bei der Herstellung gespart.

·　　　 Hauptanlage und Hilfsstromversorgung sowie Kabel lassen sich in ein und demselben Gestell unterbringen, um Platz im Geräteraum zu sparen.

·　　　 Kombiniertes Stecken verschiedener Funktionskarten möglich.

Geringe OPEX

Die GPO-Lösung von ZTE ist bedienungs- und wartungsfreundlich.

·　　　 Einfache Administration der Systeme mit dem Managementsystem.

·　　　 Unterstützung der Batch-Konfiguration der User-Terminals.

·　　　 Unterstützung von Hot Plug&Play, so dass keine Konfiguration auf der User-Seite notwendig ist, Geräte und Services können automatisch aktiviert werden.

·　　　 Perfekte Funktionen für das Betriebs- und Wartungsmanagement, z. B. Ferndiagnose für ONU/ONT und ODN, Routine-Netzwartung und Selbstdiagnose auf der Benutzerseite.

·　　　 Die Lösung vereinfacht das dezentrale Management und Upgrades.

Investitionsschutz

Die GPON-Produkte von ZTE sind zukunftssicher und lassen sich problemlos weiterentwickeln oder auf NG PON (Next Generation PON) oder WDM PON upgraden.

·　　　 Migrationstauglichkeit zu bestehenden herkömmlichen Systemen als auch Anbindungsmöglichkeiten an neue Systemarchitekturen wie NGN (Softswitch) und IMS.

·　　　 Sicherstellung von Redundanzmechanismen.

Grüne Komponenten

ZTE hält sich bei allen Verfahren strikt an die internationalen Standards, u. a. bei Materialauswahl, Fertigung, Verpackung und Lieferung von GPON-Produkten. Hierdurch werden Umwelt- und Gesundheitsschäden von Anfang an vermieden.

·　　　 Konformität mit den RoHS-, CE-, EMV- und NEBS-Standards.

·　　　 Konformität mit dem Umweltmanagement-Standard ISO 14004/1400.

·　　　 Extrem niedrige Emissionen von CO₂, SO₂, NO₂, H₂S und anderen schädlichen Gasen.

·　　　 Geringe Geräuschentwicklung.

(Quelle: Funkschau, Heft 12/2010)