7. Techniken für eine zukunftssichere Breitbandversorgung

Zukunftssichere Bandbreite

Zunächst sollte man definieren, was unter zukunftssicherer Bandbreite (Future-Proof Bandwidth) zu verstehen ist. Die Definition verändert sich im Laufe der Zeit mit den technischen Möglichkeiten und den Anforderungen. In der Frühzeit des Internets waren schon 128 kBit/s eine Bandbreite, die das Versenden von E-Mails und einfache Transaktionen erlaubte. Vor fünf Jahren noch war eine Bandbreite von 1 MBit/s großzügig und für fast alle Anwendungen ausreichend.

Wachsender Bandbreitenbedarf

Mit der Zunahme des multimedialen Datenverkehrs, der zwar auch durch Portale wie YouTube oder Flickr für Videos und private Bilder getrieben wurde, aber ebenso für Bildungsangebote und die Zusammenarbeit von Unternehmen benötigt wird, steigt der Bedarf deutlich an. Soll neben der Datennutzung im Internet auch Fernsehen in guter Qualität oder gar in hochauflösender Form (High Definition Television, HDTV) übertragen werden, stellen 32 MBit/s eine sinnvolle untere Grenze dar. Unter diesem Gesichtspunkt sind die von der Bundesregierung geforderten 50 MBit/s eine plausible Größe – allerdings unter Beachtung der zeitlichen Komponente und dem derzeit immer noch stark steigenden Übertragungsvolumen von Daten. Es ist nicht schwer, vor diesem Hintergrund zu prognostizieren, dass diese Grenze sich mittelfristig in Richtung auf 100 MBit/s und mehr verschieben wird. Für größere Unternehmen, die ihre Standorte bereits heute mit Glasfaser vernetzt haben, ist dies im Übrigen schon seit einiger Zeit Realität.

7.1 WiMAX und Powerline in Deutschland bislang erfolglos

Dominanz von DSL

Grundsätzlich gibt es mehrere Techniken, die einen zukunftssicheren Breitbandausbau mit 50 MBit/s und mehr ermöglichen. Da sich auch Techniken weiterentwickeln, wäre es kurzfristig gedacht, den Fokus nur auf eine Technik zu legen. Deutschland hat in der installierten Basis von Breitbandanschlüssen überwiegend DSL aufzuweisen. Zwar wurden 2006 mit größerem Aufwand durch die Bundesnetzagentur (BNetzA) Lizenzen für den Aufbau von WiMAX-Netzen vergeben, aber der richtige Durchbruch für diese Technik ist in Deutschland ausgeblieben und es sind nicht mal alle Anbieter tat-sächlich aktiv geworden. Der Marktanteil von WiMAX-Anschlüssen liegt zusammen mit den am Markt ebenfalls unbedeutenden Powerline-Anschlüssen (Powerline Communication, PLC) und dem Nischenprodukt DSL via Satellit immer noch unter 1% und spielt somit im Markt kaum eine Rolle. Es ist derzeit nicht zu erkennen, dass eine dieser Nischenlösungen in absehbarer Zeit größere Bedeutung erlangt.

7.2 Breitband via CATV ist spät gestartet

CATV in Deutschland noch unterentwickelt

Der Breitbandzugang über das Kabelfernsehnetz (CATV) liegt im Vergleich zu DSL mit 91% mit etwa 8% der Anschlüsse noch weit zurück. In anderen Ländern sieht das signifikant anders aus und beide Techniken sind oft gleichauf, teilweise liegt die Zahl der Breitbandanschlüsse über ein Kabelmodem sogar vor derjenigen von DSL-Anschlüssen. Technisch sind bereits heute über das CATV-Netz Bandbreiten oberhalb von 32 MBit/s verfügbar und in nächster Zeit wird es auch Realisierungen mit 100 MBit/s geben. Deutschland liegt bei Breitbandanschlüssen über das CATV-Netz im internationalen Vergleich zurück, weil es nach der Auflösung des Monopols der damaligen Deutschen Bundespost Ende der Neunzigerjahre und dem Verkauf der CATV-Netze ab dem Jahr 2000 einige Zeit gedauert hat, bis die einzelnen neuen CATV-Netzbetreiber wirtschaftliche Konzepte für den Umbau zu rückkanalfähigen Netzen für Triple-Play-Dienste (Sprache, Internetzugang und Fernsehen) entwickelt haben. Mittlerweile holen die CATV-Netzbetreiber allerdings bei der Zahl der gewonnenen Breitbandkunden deutlich auf und nutzen die relativ hohe Penetration von fast 40% der Haushalte mit Kabelfernsehanschluss.

7.3 DSL ist die führende Technik in Deutschland

Bandbreiten über Kupferdoppelader

Mit der in Deutschland weit verbreiteten DSL-Technik über die Kupferdoppelader der Telefonanschlussleitung sind – je nach Entfernung zum Kabelverzweiger – Bandbreiten bis zu 16 MBit/s problemlos möglich. Mit der neuen VDSL-Technik können es auch 50 MBit/s sein, sodass hochauflösendes Internetfernsehen (Internet Protocol Television, IPTV) möglich ist. Die DSL-Techniken nutzen die bestehende Kupferdoppelader für die Telefonie vom Kabelverzweiger (KVz) zum Haushalt. Die Nutzung der vorhandenen Kupferdoppelader spart zwar Investitionskosten, bringt aber Nachteile in Form von starker Dämpfung des Signals bei höheren Frequenzen mit sich. So ist DSL bei Entfernungen von über 1,5 km zwischen KVz und Hausanschluss kaum noch nutzbar.

KVz-Anbindung an Hauptverteiler

In vielen Fällen mit fehlender oder unzureichender Breitbandversorgung liegt das Problem in der breitbandigen Anbindung der Kabelverzweiger in den Ortschaften an die zentralen Hauptverteiler (HVt). Da sich diese Infrastrukturkomponenten in aller Regel im überbauten Raum befinden, ist die Verlegung von Leerrohren und Glasfasern ein investitionsintensiver Prozess. Zunächst mal sind aber noch keine Tiefbaumaßnahmen vom Kabelverzweiger zum Haushalt erforderlich.

7.4 Mobilfunk als alternativer Breitbandanschluss

Verfügbare Mobilfunktechniken

Der terrestrische zellulare Mobilfunk hat sich seit den Anfängen des digitalen Mobilfunks auf der Basis von GSM Anfang der Neunzigerjahre erheblich weiterentwickelt. Auf der Basis des Mobilfunksystems der dritten Generation UMTS können kommunikationsintensive Datenanwendungen auch mobil realisiert werden. Mit den verschiedenen Übertragungstechniken GPRS , EDGE , HSDPA, HSUPA und demnächst Long Term Evolution (LTE) sind auch immer größere Geschwindigkeiten möglich. Heute ist es in den meisten Gegenden Deutschlands möglich, mit bis zu 473 kBit/s auf der Basis von EDGE Daten herunterzuladen. Nur noch wenige Flecken sind noch mit der Vorgängertechnik GPRS und einer Download-Geschwindigkeit von nur 171 kBit/s versorgt. In den Ballungsgebieten wächst die Versorgung mit HSDPA und einer Download-Geschwindigkeit von bis zu 7,2 MBit/s im Internet. Mit dem zukunftsorientierten Mobilfunkstandard LTE des 3GPP sind sogar noch wesentlich höhere Bandbreiten möglich, allerdings befindet sich dieses System noch in der Pilotphase und Lizenzen für Betreiber werden voraussichtlich Anfang 2010 vergeben.

Ausreichend schneller Download

Diese Download-Geschwindigkeit reicht für die meisten heutigen Anwendungen im Internet bequem aus. Die Download-Geschwindigkeit ist sogar höher als über manche DSL-Anbindung im Festnetz. Zudem sind die Preise für die mobile Datenkommunikation in den letzten Jahren deutlich gefallen. So sind heute „echte“ Flatrates ohne Volumenbegrenzung für 40 Euro monatlich zu abonnieren. Je nach Anbieter und Angebot (z.B. Paketangebote) oder bei Begrenzung des monatlichen Volumens sind auch deutlich günstigere Preise zu finden.

Grenzen des Mobilfunks

Mobilfunk ist trotzdem nur in Ausnahmefällen eine dauerhafte Alternative für eine stationäre Breitbandnutzung gerade im ländlichen Raum. Zum einen sind die Zellen für die flächendeckende Versorgung mit deutlich unter einem Kilometer im Radius deutlich kleiner als für andere Mobilfunklösungen. Damit wird der Netzaufbau gerade im ländlichen Raum nur schwer wirtschaftlich darstellbar sein, wenn die Nutzerdichte in den Zellen zu gering wird. UMTS und HSDPA sind zudem primär mobile Lösungen. Das schließt nicht aus, dass unter optimalen Bedingungen auch mal im Haus Breitband genutzt werden kann.

Zum anderen ist Mobilfunk im Gegensatz zu den DSL-Anschlüssen ein auf Einzelpersonen ausgerichteter Dienst. Mobile Breitband-Lösungen funktionieren dann entweder über ein im Laptop eingebautes Modem oder über einen Web&Walk Stick via USB-Anschluss. Mit anderen Worten: Diese Lösungen sind auf eine Person und ein Endgerät ausgerichtet. Die Verwendung zusammen mit WLAN -Routern im Haus und der gleichzeitige Zugriff über verschiedene Endgeräte sind nicht ohne technische Speziallösungen möglich. Daher ist eine solche Lösung kaum familientauglich – es sei denn, jedes Familienmitglied hat einen eigenen Mobilfunkvertrag mit den angegebenen Kosten. So ist Mobilfunk bestenfalls für Single-Haushalte eine echte Alternative und auch dort können die bekannten Mobilfunk-Phänomene Funkabbrüche bei Downloads und niedrige Geschwindigkeiten bei hoher Netzlast auftreten.

7.5 LTE-Mobilfunk ist eine interessante Option

Long Term Evolution (LTE)

Eine attraktive Alternative zu den kabelgebundenen Breitbandinfrastrukturen bietet die Nutzung der durch die Digitalisierung der Rundfunkfrequenzen frei gewordenen Bandbreiten im Bereich von 790 und 862 MHz („digitale Dividende“). Die Bundesregierung und der Bundesrat haben den Weg hierfür frei gemacht und die Bundesnetzagentur bereitet die Vergabe der Lizenzen für Anfang 2010 vor. In Verbindung mit neuen Mobilfunktechniken wie Long Term Evolution (LTE) sind Geschwindigkeiten von über 50 MBit/s zu realisieren. Somit kann mit LTE nicht nur eine schnelle Datenübertragung ermöglicht werden, sondern auch eine Fernsehübertragung oder eine Videokonferenz.

Gute Ausbreitungsbedingungen

Die Frequenzlage der ehemaligen Radiofrequenzen bietet gegenüber der 3-GHz-Frequenz für WiMAX den Vorteil, wesentlich besser in Gebäuden empfangen zu werden. So entfällt vermutlich in vielen Fällen die Notwendigkeit einer Außenantenne. Auch sind die Zellen größer als die UMTS-Zellen, die maximal 1 km Radius haben, und benötigen anders als andere Funktechniken keine direkte Sichtverbindung (Line of Sight, LOS) von Sender und Empfänger. Es ist zu erwarten, dass der Aufbau von LTE-Netzen weniger Investitionsmittel benötigt als für herkömmliche Mobilfunknetze (UMTS) (?). Allerdings befindet sich LTE noch im Pilotstadium mit derzeit drei erfolgreich laufenden Projekten in Deutschland und es ist noch unklar, wer die Betreiber dieser Frequenzen sein werden und wie die Ausbaupläne aussehen können.

7.6 Glasfaser ist mehr als ein Modebegriff

Kabelgebundene optische Übertragung

Nahezu unbegrenzte Bandbreite und eine fast ungedämpfte Übertragung ist nur mit einer durchgängigen Glasfaserverbindung bis zum Hausanschluss möglich. Schon heute erfolgt die Übertragung in den nationalen und internationalen Backbone-Netzen mittels Glasfaser. In den internationalen und nationalen Backbone-Netzen sind Glasfaserstrecken schon seit Jahren selbstverständlich. Im Mobilfunk werden die bislang häufig anzutreffenden Richtfunkstrecken zunehmend durch Glasfasern ersetzt, da durch die mobile Internetnutzung das übertragene Datenvolumen erheblich steigt. Auch große Unternehmen haben ihre Standorte schon in wesentlichen Teilen mit Glasfasern vernetzt. Die derzeit in vielen Kommunen zu beobachtende unzureichende Breitbandversorgung ist in den meisten Fällen auf lange Kupferkabelstrecken zwischen den Hauptverteilern und den Kabelverzweigern in den Ortsteilen zurückzuführen. Die Kabelverzweiger sind die letzte aktive Netzkomponente vor dem Hausanschluss. Eine Verbesserung in der Breitbandversorgung verlangt in der Regel die Verlegung von Glasfaserkabeln von den Netzknoten bis zu den einzelnen Kabelverzweigern in den Ortschaften als Ersatz der heutigen Kupferkabel. Für eine nach heutigen Bedürfnissen ausreichende Breitbandversorgung mit 16, 25 oder auch 50 MBit/s kann die bestehende Kupferdoppelader zunächst weiter genutzt werden.

FTTx-Lösungen

Die Verlegung von Glasfasern bis zu den Kabelverzweigern wird als Fiber to the Curb (FTTC), zu Deutsch etwa „Glasfaser bis zum Bürgersteig/Bordstein“, bezeichnet und stellt den ersten oft auch kurzfristig zu realisierenden Ausbau des Glasfasernetzes dar. Die Erweiterung der Glasfaser bis zum Haus (FTTB) oder auch bis in den einzelnen Haushalt (FTTH) ist der zweite und erheblich aufwendigere Schritt. Neben dem Ersatz des teuren Kupfers durch den unbegrenzt verfügbaren Glasfaserrohstoff sind in einem Glasfasernetz kaum weitere aktive Komponenten erforderlich. Die Vielzahl von Kabelverzweigern (etwa ein Kabelverzweiger je 200 Haushalte) kann damit entfallen. Dies reduziert den Serviceaufwand im Netz und den Stromverbrauch für die Signalverteilung.

Verwandte Artikel:

1. Politische Rahmenbedingungen für den Breitbandausbau neu definieren
2. Rahmenbedingungen für den Breitbandausbau von Dr. Jürgen Kaack
3. Wie viel Breitband braucht der Mensch? Glasfaser auch bis zum letzten Aussiedlerhof?
4. Breitband-Ausbau in Deutschland hängen geblieben?
5. Bain-Studie zum „Next Generation“-Wettbewerb im Telekommunikations-sektor – Ausbau der Breitbandnetze: Wettbewerbs- oder politikgetrieben?

Pages: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11