Daten – Expresslieferung frei Haus
Seit Beginn der Digitalisierung Ende des 20. Jahrhunderts wird die Entwicklung der Netze von einem Thema bestimmt: Bandbreite. Wo früher Telefon, Daten und Bewegtbild auf verschiedenen Wegen übertragen wurden, hat sich Triple-Play inzwischen weitgehend durchgesetzt: Die Umstellung aller Festnetzanschlüsse auf Internet-Telefonie ist in Deutschland nahezu abgeschlossen. Die digitalen Versionen von terrestrischem Fernsehen und Kabel-TV sind zwar noch in Betrieb, verlieren aber zunehmend an Bedeutung. Die Dienste wandern in ein allumfassendes Netz. Anwendungen wie Streaming, VR-Gaming und SmartHome fachen den Bandbreitenhunger weiter an. Vor allem zeigen sie aber, dass auch private Haushalte inzwischen Datenmengen abrufen, die noch vor kurzem für Unternehmen reserviert waren. Nur ein Material ist derzeit in der Lage, die nötigen Bandbreiten bereitzustellen: Die Glasfaser. Aber wieso eigentlich?
Zauberwort Bandbreite
Mit Lichtgeschwindigkeit in die Zukunft
Die ersten Kupferkabel wurden in Deutschland noch zu Kaisers Zeiten verlegt. Einigen davon liegen sicher immer noch herum oder sind in alten Häusern verbaut. Lange Zeit haben sie ihre Aufgabe wirklich gut erledigt und im Prinzip könnten sie das immer noch. Aber der Verkehr hat stark zugenommen. Wie in den Gassen der Innenstadt kommt es in der Rushhour unweigerlich zum Stau. Wie sehen die Netze aus, über die der Datenverkehr der Zukunft läuft?
Warum ist die Glasfaser schneller als das Kupferkabel?
„Was ist schneller? Kupfer oder Glasfaser?“ Wenn man diese Frage heute Passanten in der Fußgängerzone stellt, wird die Antwort fast immer lauten: „Glasfaser natürlich.“ Aber trifft das wirklich zu? Und wenn es zutrifft: Woran liegt das? Wie in Wissenschaft und Technik üblich, ist die Antwort komplexer, aber auch spannender als gedacht.
Zunächst muss einmal klargestellt werden, dass wir in beiden Fällen von einer digitalen Signalübertragung sprechen. Im Kupferkabel werden die „Nullen und Einsen“ des digitalen Codes durch elektrische Signale übertragen. Einfach gesagt, wird der Strom immer wieder ein- und ausgeschaltet. In einer Glasfaser läuft diese Übermittlung mit Hilfe von Licht. Deshalb werden die Kabel im Fachjargon auch als Lichtwellenleiter (LWL) bezeichnet. Auf den ersten Blick könnte man jetzt sagen: „Dann ist ja alles klar, denn bekanntlich ist nichts schneller als das Licht.“ Das ist natürlich richtig. Richtig ist aber auch, dass sich grundsätzlich alle elektromagnetischen Wellen mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen – also auch Strom oder Funkwellen. Warum ist das Licht also in unserem Fall trotzdem der bessere Übertragungsweg?
Höherer Datendurchsatz
Da ist einmal das Thema Nummer eins: Die Bandbreite. Damit ist im Branchenjargon die Datenrate gemeint – also die Menge an Informationen, die in einer Sekunde übertragen wird. Die Kabelfernseh-Netze (CATV) sind mit rund 10 Gbit/s die leistungsstärksten Kupfernetze. Die optische Signalübertragung erlaubt, abhängig von der Faserart, inzwischen mehrere Tbit/s. Außerdem ist es mit der heutigen Technik möglich, viele Signale über ein und dieselbe Faser zu übertagen, indem jedem Signal eine bestimmte Wellenlänge (Farbe) zugewiesen wird. Inzwischen gibt es Netze, die parallel bis zu 160 Farben gleichzeitig unterstützen.
Höhere Reichweite
Ein weiterer Vorteil der Lichtwellenleiter ist ihre geringe Dämpfung: Mit den hochwertigen Fasern, die heute zur Verfügung stehen, lassen sich ohne Signalverlust Strecken bis zu 120 km überbrücken. Bei Kupferkabeln hingegen muss rund alle 500 Meter ein elektrischer Signalverstärker eingebaut werden. Das macht den Netzausbau erheblich umständlicher und kostet obendrein noch Energie und Geld.
Störungsfrei
Quarzglas, aus dem die meisten Glasfasern bestehen, ist ein sprödes und empfindliches Material. Kupfer dagegen lässt sich nahezu beliebig verformen. Welche Materialvorteile sollten die Lichtwellenleiter also bieten? Ganz einfach: Das Quarzglas ist nichtleitend und daher resistent gegen elektromagnetische Einflüsse. Kupfer dagegen ist einer der besten Leiter überhaupt. Daher kann es immer wieder zu Signalstörungen kommen: Zum Beispiel durch nahe Gewitter oder einfach nur durch elektrische Geräte, die in der Nähe betrieben werden. Bekannt ist auch das Phänomen des „Übersprechens“, bei dem sich parallel geführte Gespräche auf benachbarten Leitungen gegenseitig überlagern.
Auch Temperaturänderungen können den Fasern wenig anhaben. Wird Kupfer erwärmt, steigt sein elektrischer Widerstand und hemmt die Signalübertragung. Einen ähnlichen Effekt gibt es bei Lichtwellenleitern nicht.
Zukunftssicher
Obwohl ihre Herstellung kostspieliger ist, wird die Glasfaser mit zunehmendem Bandbreitenbedarf immer wirtschaftlicher. Vor allem, da die Fasern und Netzkomponenten vergleichsweise wartungsarm sind. Das Beste ist aber, dass die Technologie auf absehbare Zeit skalierbar ist. Die Netze können mit wenig Aufwand an die stetig wachsenden Bandbreitenanforderungen angepasst werden, denn die Fasern und Splitter lassen sich unverändert weiterbenutzen. Nur die Endgeräte muss man eventuell austauschen.
Und wie kommen die Fasern ins Haus?
„Das ist alles schön und gut, aber man hört dauernd, dass der Glasfaserausbau in Deutschland noch zu wünschen übrig lässt.“ Wann kommt also der Durchschnittsbürger in den Genuss dieser fabelhaften Technologie? Auch hier ist die Antwort etwas komplexer als die Frage:
Ein Glasfasernetz muss man sich wie einen Baum vorstellen, bei dem das Wasser vom Stamm, über immer kleinere Äste und Zweige zu den einzelnen Blättern verteilt wird. In der Telekommunikation nennt man den Stamm Backbone- oder Transportnetz. Die Blätter wären die sogenannten Teilnehmeranschlüsse, also die Anschlussdosen, an die der Nutzer seine Endgeräte (Router, Telefon, Computer, Fernseher, …) anschließt. In Deutschland besteht das Transportnetz inzwischen fast ausschließlich aus Glasfasern. Je näher wir zu den Blättern des Baumes kommen, umso häufiger treffen wir noch auf Kupferkabel. Als besonders kritisch gilt zurzeit die sogenannte „letzte Meile“, also die Strecke vom bekannten grauen Verteilerkasten am Straßenrand zum Haus des Nutzers.
Der Verband der Anbieter von Telekommunikations- und Mehrwertdiensten (VATM) gibt an, dass Ende 2020 bundesweit rund 1,87 Mio. von 41,5 Mio. Haushalten mit Glasfasern versorgt wurden. Das entspräche gerade einmal 4,5 % der Haushalte. Der Branchenverband geht aber auch davon aus, dass das Netz bis 2026 auf rund 25 Mio. Haushalte erweitert wird. Für den Ausbau stellt das Breitbandförderungsprogramm des Bundes rund 12 Milliarden Euro zur Verfügung, die vor allem dort eingesetzt werden sollen, wo die Datenraten noch unter 100 Mbit/s liegen.
Das bedeutet viel Arbeit für die beteiligten Unternehmen. Dieser Aufwand lohnt sich aber, denn schnelles Internet ist der Schlüssel zur digitalen Zukunft.
LASER COMPONENTS unterstützt Sie nicht nur mit Fachwissen (LC-Campus). Wir bieten Ihnen auch einfach zu bedienende Werkzeuge für den Netzwerkausbau an: Unser Sortiment reicht von vorkonfektionierten Faser-Assemblys, über Spleißzubehör bis hin zu Geräten für die Abnahme-Messungen. In unserem YouTube-Praxiskanal finden Sie außerdem Tipps für die Wartung.
Der Link führt zu einem Videokanal auf YouTube: https://www.youtube.com/channel/UCaWFJ6TjC24JSwhAFp11YPw
Klassische „Pigtails“ hinterlassen bei der Installation von FTTH-Teilnehmeranschlüssen meist Faserreste, die bei der Arbeit oft hinderlich sind und...
