XGS-PON-Glasfaser: Wie funktioniert die Rationierung?

Um es vorweg zu nehmen:

Im täglichen Normalbetrieb innerhalb eines XGS-PON-Baumes, bei dem sich bis zu 32 Kunden eine Netto-Bandbreite von ca. 8,3 Gbit/sec sowohl im Download wie auch im Upload teilen, wird es nicht sehr oft passieren, dass die Gruppe der am jeweiligen Splitter angeschlossenen Kunden mehr Bandbreite nachfragt, als der PON-Baum insgesamt zu leisten in der Lage ist.

Im Regelfall ist es ja die allermeiste Zeit sogar so, dass man weit mehr als ein 1/32 der Gesamtbandbreite zugeteilt erhält und manchmal erhält man sogar annähernd die komplette Bandbreite der ganzen PON-Gruppe, welche man dann mit bis zu 8,3 Gbit auf der eigenen individuellen OTO-Dose als Einzelner zeitweise fast exklusiv benutzen kann.

Durch Grossverbraucher oder Speed-Test-Junkies kann es aber natürlich trotzdem gelegentlich vorkommen, dass die noch frei verfügbare Gruppen-Bandbreite an ihre Grenzen stösst und dann ist eine zwangsweise Rationierung der Bandbreitenzuteilung an einzelne Anschlüsse nicht mehr vermeidbar.

Meine Frage zielt jetzt nun nicht auf die unterschiedliche technische Umsetzung der Rationierung im Download und im Upload (im Download vermutlich veränderter Mix in der Zusammenstellung des Streams für die Broadcast-Übermittlung, und im Upload vermutlich Verringerung der Zeitscheibenzuteilung pro einzelnem Router), sondern auf den Rationierungsmechanismus generell.

Grundsätzlich vermute ich da mal zwei Möglichkeiten:

Variante A: An der Lastgrenze wird einfach immer nur der aktuell gerade grösste Verbraucher eingebremst und alle anderen Kunden erhalten weiterhin immer noch die von ihnen zu diesem Zeitpunkt gerade aktuell angeforderte Leistung

Variante B: Es werden alle Kunden des PON-Baumes anteilig eingebremst, prozentual zu ihrer aktuell gerade angeforderten Leistung

Vermutlich gibt es aber auch noch andere Varianten und Mischformen davon.

Weiss hier jemand wie die Swisscom ihren sicher vorhandenen XGS-PON-Rationierungsmechanismus aktuell wirklich implementiert hat?

Und vielleicht noch als zweite Frage: Gibt es sowas wie eine garantierte technische Mindestbandbreite für jeden XGS-PON-Router, welcher mit dem PON-Baum zu kommunizieren beginnen will?

(Hintergrund dieser Frage ist die Vermutung, dass es die eigentlich geben muss, da sonst ein einzelner Router welcher gerade einen Upload-Stream zum PON-Baum beginnen will, gar keinen freien Time-Slot mehr zur Übermittlung seines Signals erhalten würde)

P.S.: Persönlich würde ich eigentlich Variante A bevorzugen, denn sie ist Verursacher-gerecht und verhindert auch eine kollaterale “Schädigung” von unbeteiligten Kunden durch exzessive Speedtest-Junkies oder andere überbordende Benutzer im selben PON-Baum.

Und noch als Anhang für PON-Low-Level-Interessierte ein technisches Grundlagenpapier von Huawei zu den begleitenden XGS-PON-Features (interessant sind da vor allem die Kapitel 5 “Working Principle” und Kapitel 6 “Key Technologies”, welche auch beim Swisscom-XGS-PON zumindest teilweise in der Kommunikationstechnik eingesetzt werden:

https://actfornet.com/ueditor/php/upload/file/20200407/1586223371421399.pdf

Dieser Beitrag ist in Deutsch

Hobby-Nerd ohne wirtschaftliche Abhängigkeiten zur Swisscom

@Werner funktioniert wahrscheinlich wie beim PUS. Da gibt es auch nur ein oder zwei Fiberanbindungen mit 1Gbit/s mit 255 XDSL-Ports. Ich vermute mal das es nach dem Verursacher Prinzip funktioniert.

Fragen wir doch mal @Roger G

Dieser Beitrag ist in Deutsch

@Werner Boah, viel zum Lesen 😀 Darum etwas kürzer:

  • Ein PON Tree hat bis 64 User (nicht 32)
  • Es gibt (Heute) keine Einschränkung oder Rationierung

Kleines Beispiel mit nur 2 Users auf einem Tree: Wenn der eine andauernd mit z.B. 8gbps das Internet downloaded (konstante 8 gbps, also völlig hypothetisch) und ein zweiter einen Speedtest macht, dann teilen sie sich die gesamte Bandbreite. Das heisst, der Downloader wird in der Zeit des Speedtests nur 4gbps Speed haben und der Tester auch nur 4gbps messen.

Es gibt bereits fast volle PON Trees, doch auch mit so vielen aktiven Usern ist die reduzierte BB nur beim Speedtest sichtbar. Macht man den Test ein paar min später sieht das Resultat wieder völlig anders aus. Gibt es Streamer, die konstant mehrere gbps übertragen (DS und/oder US), dann kann es zu dauernden Einschränkungen kommen. Dies regelt dann aber die AGB und Zusatzbestimmungen.

Dieser Beitrag ist in Deutsch

Roger G.
Swisscom (Schweiz) AG, Product Manager Wireline Access

@Roger G

Danke für Deinen Feedback.

Verstehe ich Dein Beispiel nun richtig, dass dies bedeutet:

Bei einer tatsächlichen Überlastung eines PON-Tree müssten bis zu 64 Kunden solidarisch anteilig mitleiden?

Dieser Beitrag ist in Deutsch

Hobby-Nerd ohne wirtschaftliche Abhängigkeiten zur Swisscom

@Werner schrieb:

@Roger G

Danke für Deinen Feedback.

Verstehe ich Dein Beispiel nun richtig, dass dies bedeutet:

Bei einer tatsächlichen Überlastung eines PON-Tree müssten bis zu 64 Kunden solidarisch anteilig mitleiden?

Ja natürlich, aber das ist schon seit x Jahren auf Kupfer/Coax auch so. Selbst BX hat hinter dem FAN eine Uplink, der die verfügbare Bandbreite einschränkt.

Dieser Beitrag ist in Deutsch

Roger G.
Swisscom (Schweiz) AG, Product Manager Wireline Access

Es wahrscheinlich auch noch nie jemanden gegeben, der sich beschwert hat im realen Leben. Ausser bestimmte Fan-Boys, deren Auslastung laut Twitter immer bei 100% ist. Mir würden noch ein paar #-Tags dazu einfallen, die ich mir aber aus Jugendschutzgründen verkneife.

Dieser Beitrag ist in Deutsch

@Werner schrieb:

Bei einer tatsächlichen Überlastung eines PON-Tree müssten bis zu 64 Kunden solidarisch anteilig mitleiden?

Was darf man anderes erwarten von einem mit Zeitschlitzen arbeitendem “Shared Medium”? Die Zeitschlitze des “Shared Medium” werden in Überlastsituationen möglichst fair aufgeteilt und anteilsmässig an alle Netzwerkteilnehmern verteilt. So arbeiten Zeitschlitzsysteme wie der Mobilfunk und EuroDOCSIS (Internetanschluss über Fernsehkabelnetzwerk). Bei Mobilfunk kommt noch eine Priorisierung der gut zahlenden Kundschaft hinzu. Kunden mit teurerem Abo erhalten in Überlastsituationen mehr Zeitschlitze zugeteilt, als Kunden mit billigeren Abos.

Internetanschlüsse über Glasfaser mit PON (z.B. XGS-PON) sind immer ein “Shared Medium” und weisen die entsprechenden Nachteile eines “Shared Medium” auf. Siehe dazu:

https://mobilecommunity.ch/wbb/index.php?thread/326-salt-fiber-oder-salt-unlimited-surf-f%C3%BCr-heimnetzwerk/&postID=2526#post2526

Dieser Beitrag ist in Deutsch

@Anonym

Dass Bandbreiten an den diversen Knotenpunkten immer schon beschränkt waren und weiterhin auch sein werden, ist mir schon klar, auch dass man bei jedem Gesamt-Netzdesign immer noch zusätzliche Annahmen treffen muss über die an jedem Knoten gerade noch akzeptablen Überbuchungsfaktoren.

Was aber bei einem POM-Baum eben besonders interessiert ist, dass für den Upload, anders als beim Download, nicht einfach ein gemeinsames Broadcast-Signal an alle angeschlossenen Router gesendet werden kann, sondern sowieso ein zentral geregelter Zeitscheiben-Zuteilungsmechanismus pro Einzelrouter erforderlich ist, um zu verhindern, dass mehr als ein Einzelrouter zum gleichen Zeitpunkt ein IP-Paket im Upstream sendet, denn wenn man dies in der PON-Architektur zuliesse, würden sich die einzelnen Upload-Signale von mehreren Routern im optischen Splitter gegenseitig überlagern und schlussendlich den kompletten Upload im ganzen PON-Baum zum Zusammenbruch bringen.

Also zweifellos muss in jedem POM-Baum ( also auch im XGS-PON der Swisscom) auf dem OLT (oder vielleicht im Netzwerk auch noch eine Stufe höher) einen zentralen Zuteilungsmechanismus geben, der zumindest im Upload die einzelnen Router in ihren jeweils zugeteilten individuellen Bandbreiten direkt aktiv steuert.

Also nichts von Warteschlangen, oder jeder am PON-Baum ist einfach ein wenig langsamer, sondern schon rein PON-Architekturbedingt muss es im Upload zwangsweise ein aktive regelbasierte Steuerung geben.

Meine Frage ist nun ganz einfach:

Nach welchen Regeln ist die zwangsweise sowieso notwendige Bandbreitenzuteilung für die einzelnen Kunden im XGS-PON der Swisscom implementiert und sind diese aus Sicht der “PON-Gemeinschaft” eines einzelnen PON-Baumes auch fair?

Was übrigens im Upload sicher auch funktionieren würde, wäre jedem PON-Teilnehmer einfach nur noch seinen rein rechnerischen Anteil Gesamtbandbreite/Anzahl Teilnehmer fix zuzuteilen, was dann allerdings bewirken würden, dass XGS-PON im Upload für den einzelnen Teilnehmer nie mehr schneller werden würde als ca. 140 Mbit/sec., was aber in Realität ja ganz sicher nicht so ist.

Dies einfach nur noch zur Begründung, dass da ganz sicher ein zentral gesteuertes aktives Ressourcen-Zuteilungsmanagment im POM-Baum mitläuft, welches aktiv und ununterbrochen regelt, welcher Einzel-Router zu jedem Zeitpunkt gerade wieviele Upstream-Timeslots aktiv benutzen darf.

Dieser Beitrag ist in Deutsch

Hobby-Nerd ohne wirtschaftliche Abhängigkeiten zur Swisscom

Im XGS-PON Standard (ITU G.9807.1) gibt es ab Kapitel C.6.1.6 “Media access control” genügend Lesestoff zum Thema “Zeitschlitzzuteilung XGS-PON”.

https://www.itu.int/rec/T-REC-G.9807.1

Diesen Lesestoff habe ich nicht durchgelesen und versucht zu verstehen, da mich die Thematik zu wenig interessiert…

Dieser Beitrag ist in Deutsch

Ach @Werner

Meinst Du wirklich, dass @Roger G hier Die “Deine Antwort” geben wird?

Da es erst noch öffentlich ist 😉

Braucht es für jeden User die Volle “Bandbreite/Geschwindigkeit” ins Internet oder doch nur bei Bedarf?

Was ja dadurch wohl gewährleistet sein sollte.

OT: Entschuldigt

IMO:

Evolution.

Ich sage mal “Maslowsche Pyramide”.

Wir “Hier” sind schon weit darüber.

Darum können/finden solche Diskussionen überhaupt statt.

Ich frage mich nur noch, wann es so weit ist, bis es…

…und erst dann geht es weiter.

Dieser Beitrag ist in Deutsch

#user63

@5018 schrieb:

Es wahrscheinlich auch noch nie jemanden gegeben, der sich beschwert hat im realen Leben. Ausser bestimmte Fan-Boys, deren Auslastung laut Twitter immer bei 100% ist. Mir würden noch ein paar #-Tags dazu einfallen, die ich mir aber aus Jugendschutzgründen verkneife.

Jetzt einfach so direkt von BWL-er zu BWL-er, Dein Statement empfinde ich jetzt eigentlich spontan als rein polemischen Kommentar, Sorry dafür.

Hat auch rein gar nichts direkt mit der Swisscom und XGS-PON zu tun, sondern rein mit der Frage wie knappe Güter denn “fair und zumindest einigermassen gerecht” verteilt werden.

Könnte also genau so gut um die Verteilung von knappem Gas oder knappen Medikamenten gehen 🙂

Marktwirtschaftlich gesehen ist der Zuteilungsmechanismus für knappe Güter ja der Preis, also im Prinzip eine Versteigerung, aber wenn alle Konsumenten sowieso den selben regulierten Preis für das selbe Produkt bezahlen, muss man zu allen Zeitpunkten, wo die Nachfrage das Angebot übersteigt sich auf irgendwelche Regeln festlegen, wer denn jetzt das nachgefragte Gut in welcher Menge überhaupt noch erhalten soll.

Auf diese konkreten Zuteilungs-Regeln zielt nun meine ursprüngliche Frage und die Antwort “es hat sowieso von allem immer genug” ist da wirklich nicht hilfreich, da diese Aussage sich schon sehr häufig als kreuzfalsch erwiesen hat.

Dieser Beitrag ist in Deutsch

Hobby-Nerd ohne wirtschaftliche Abhängigkeiten zur Swisscom

Ich halte das für eine sehr theoretische Diskussion. Bei VDSL gab es auch Bottlenecks. Die Auslastung wurde einfach überwacht und wenn ein Schwellenwert erreicht war, dann wurde weiter ausgebaut. Das ging dann ganz schnell. Man lernt ja dazu. Wenn es wirklich. zu Engpässen kommen würde, dann gäbe es wohl definitiv ein Gegensteuern.

Viel interessanter sind doch heute die ganzen Dokumente, die der Bundesrat veröffentlicht hat. Ich habe da lange gelesen und bin teilweise aus dem Staunen nicht mehr herausgekommen. 🙂

Dieser Beitrag ist in Deutsch

@5018

OT: Ich hatte nie Zweifel, dass wir uns gegenseitig gut verstehen und dies wird sicher auch weiterhin so bleiben.

Möglicherweise habe ich mich mit der Idee der Erklärung miner Frage auch zu stark in die technischen Hintergründe von XGS-PON hineinbegeben, aber nach welchem Mechanismus Kunden, welche für die selbe Abo-Stufe den gleichen Preis bezahlen an der Lastgrenze dann doch individuell eingebremst werden, halte ich trotzdem immer noch für eine berechtigte Frage.

P.S. Selbst darüber begonnen nachzudenken habe ich übrigens, weil ich jemanden getroffen habe, welcher zur Erstellung einer statistischen Graphik seines Internet L-Anschlusses rund um die Uhr auf seinem PC einen automatisierten Prozess hat, welcher alle 15 Minuten seinen XGS-PON -Anschluss für die Laufzeit von je 30 Sekunden auf Höchstgeschwindigkeit im Up- und im Download testet, und dabei selbst davon ausgeht, dass er damit natürlich seine Nachbarn gar nicht beeinträchtigen kann, da er ja nur seinen eigenen Anschluss benutzt und ja sowieso nur die Bandbreite erhält, welche sonst gar niemand braucht und die ja sonst nur ungenutzt “rumliegen” würde…

Dieser Beitrag ist in Deutsch

Hobby-Nerd ohne wirtschaftliche Abhängigkeiten zur Swisscom

Ja, da mag es 1-2-3 Kunden geben. Aber ich wette, die anderen am Baum haben das nie gemerkt. Man bedenke einfach, welchen Speed man beim Surfen so braucht.

Und @Werner: aber sicher.

Ich war echt angetan davon, was der Bundesrat so für Vorstellungen hat, welche Speeds die Kunden in den nächsten 1-5 Jahren so brauchen. Die müssen was geraucht haben. Aber gute Argumentation, um die Subventionen zu rechtfertigen.

Dieser Beitrag ist in Deutsch

@5018 schrieb:

…..

Ich war echt angetan davon, was der Bundesrat so für Vorstellungen hat, welche Speeds die Kunden in den nächsten 1-5 Jahren so brauchen. Die müssen was geraucht haben. Aber gute Argumentation, um die Subventionen zu rechtfertigen.

Gouverner, c’est prévoir

Als ich meinen eigenen Eintritt in die weltweite Computer-Kommunikation damals mit einem 9′600 Baud Modem und noch vor der Einführung des World Wide Web gestartet habe, konnte ich mir auch noch nicht vorstellen, wo wir nach nur gut 30 Jahren mit unseren immer noch weiter steigenden Kommunikationsbedürfnissen bereits schon angekommen sind 🙂

Dieser Beitrag ist in Deutsch

Hobby-Nerd ohne wirtschaftliche Abhängigkeiten zur Swisscom

@GrandDixence schrieb:

Im XGS-PON Standard (ITU G.9807.1) gibt es ab Kapitel C.6.1.6 “Media access control” genügend Lesestoff zum Thema “Zeitschlitzzuteilung XGS-PON”.

https://www.itu.int/rec/T-REC-G.9807.1

Genau das ist das Grundlagendokument, danke für den Link. Wer sich so tief in die Materie einarbeiten will, findet auch die verschiedenen Möglichkeiten und Anforderungen an die ONT. Ich tu’s nicht, dafür haben wir die richtigen Jungs, die das Wissen haben.

Dieser Beitrag ist in Deutsch

Roger G.
Swisscom (Schweiz) AG, Product Manager Wireline Access

@Werner schrieb:

P.S. Selbst darüber begonnen nachzudenken habe ich übrigens, weil ich jemanden getroffen habe, welcher zur Erstellung einer statistischen Graphik seines Internet L-Anschlusses rund um die Uhr auf seinem PC einen automatisierten Prozess hat, welcher alle 15 Minuten seinen XGS-PON -Anschluss für die Laufzeit von je 30 Sekunden auf Höchstgeschwindigkeit im Up- und im Download testet, und dabei selbst davon ausgeht, dass er damit natürlich seine Nachbarn gar nicht beeinträchtigen kann, da er ja nur seinen eigenen Anschluss benutzt und ja sowieso nur die Bandbreite erhält, welche sonst gar niemand braucht und die ja sonst nur ungenutzt “rumliegen” würde…

@Werner Du kannst ihm gerne sagen, dass wir ihn bereits erkannt und auf der Watchlist haben 😁 Schick ihm auch den Link auf die AGB und besonderen Bestimmungen (Nutzung für normale private Zwecke… spezielle Anwendungen nur nach Absprache mit Swisscom, etc.).

Dieser Beitrag ist in Deutsch

Roger G.
Swisscom (Schweiz) AG, Product Manager Wireline Access

@GrandDixence schrieb:

Im XGS-PON Standard (ITU G.9807.1) gibt es ab Kapitel C.6.1.6 “Media access control” genügend Lesestoff zum Thema “Zeitschlitzzuteilung XGS-PON”.

https://www.itu.int/rec/T-REC-G.9807.1

Diesen Lesestoff habe ich nicht durchgelesen und versucht zu verstehen, da mich die Thematik zu wenig interessiert…

@GrandDixence @Roger G Würde gerne mal das Dokument lesen habe aber keinen Zugriff darauf.

Dieser Beitrag ist in Deutsch

@Roger G

Mache ich natürlich gerne, da ja aber die Swisscom selbst den 10 Gig-Speedtest-Server jedem ohne Einschränkungen der Benutzung zur Verfügung stellt, wird das vielleicht nicht ganz einfach zu vermitteln sein 🙂

Einfacher wäre es natürlich, wenn ich ihm auch gleichzeitig glaubwürdig sagen könnte, dass seine Speedtest-Statistiken, anders als er bisher meint, als unerwarteter Kollateralschaden auch zusätzlich an der gerade laufenden Bandbreite von jedem seiner PON-Nachbarn knabbern. 🙂

Dieser Beitrag ist in Deutsch

Hobby-Nerd ohne wirtschaftliche Abhängigkeiten zur Swisscom

@user109 schrieb:

@GrandDixence schrieb:

Im XGS-PON Standard (ITU G.9807.1) gibt es ab Kapitel C.6.1.6 “Media access control” genügend Lesestoff zum Thema “Zeitschlitzzuteilung XGS-PON”.

https://www.itu.int/rec/T-REC-G.9807.1

Diesen Lesestoff habe ich nicht durchgelesen und versucht zu verstehen, da mich die Thematik zu wenig interessiert…

@GrandDixence @Roger G Würde gerne mal das Dokument lesen habe aber keinen Zugriff darauf.

Umpf, ja sorry, habe ich nicht realisiert, dass man ITU Mitglied sein muss. Ich darf es daher nicht einfach öffentlich weiter geben. Ev. findet es man im Netz, aber da muss man sich wohl auch registrieren. Ein Beispiel:

https://de.scribd.com/document/537223958/T-REC-G-9807-1-201606-I-PDF-E#

Dieser Beitrag ist in Deutsch

Roger G.
Swisscom (Schweiz) AG, Product Manager Wireline Access