Technolgien

Im Bereich der Telekommunikation wird unter Bandbreite die Datenübertragungsrate verstanden. Es ist die Datenmenge, die ein bestimmtes Übertragungsmedium, z.B. Kupferkabel, Glasfaser oder Funkwellen, in einer bestimmten Zeit übertragen kann. Sie wird in Bit pro Sekunde (Bit/s) gemessen. Beim Internetzugang ist die Geschwindigkeit des Sendens und Empfangens von Daten gemeint. In der Regel beziehen sich Angaben zur Datenübertragungsrate auf das Empfangen der Daten (Download) und nicht auf das Senden (Upload). Üblicherweise erfolgt die Angabe auch in Megabit pro Sekunde (Mbit/s) bzw. für zukünftige NGA-Netze auf Gigabit pro Sekunde (Gbit/s).

DSL nutzt für die Datenübertragung die bestehenden Telefonleitungen (Kupferkabel). Da die Sprachübertragung die zur Verfügung stehende Bandbreite nicht ausnutzt, können durch Aufsplittung in unterschiedliche Kanäle für Daten- und Sprachinformationen bislang unbelegte, höhere Frequenzen für eine schnelle Übertragung genutzt werden. Verschiedene DSL-Varianten unterscheiden sich in der Geschwindigkeit der Datenübertragung (üblich: DSL 1000 – DSL 16.000, das heißt, 1 Megabit bis 16 Megabit pro Sekunde (Mbit/s). Überregional (so genannter Backbone, deutsch Rückgrat) werden Glasfaserleitungen genutzt, die meist bis in den Hauptverteiler eines Ortes verlaufen. Von hier erfolgt die Weiterleitung über sogenannte Kabelverzweiger (KVz), auch „letzten Meile“ über Kupferleitungen in die Haushalte. Die Entfernung eines Kunden zum Hauptverteiler und die Qualität der Kupferleitung entscheiden, wieviel Bandbreite dem Kunden letztlich zur Verfügung steht. Ist die „letzte Meile“ länger als 4-5 km, ist durch die Dämpfungseigenschaften des Kupferkabels kein DSL-Anschluss mehr möglich. Neben der Deutschen Telekom bieten auch andere Anbieter DSL-Anschlüsse und nutzen dabei vollständig (so genannte „Reseller“) oder teilweise die Infrastruktur der Telekom.

VDSL ist eine Weiterentwicklung von DSL mit höherer Bandbreite. Die höhere Bandbreite wird durch den Einsatz von Glasfaserkabeln erreicht, indem das Glasfaserkabel dichter an die Kunden bis zu den sogenannten Kabelverzweigern ( KVz) herangeführt wird und dieser mit einem Multifunktionsgehäuse ( MFG) überbaut wird.
Es werden Geschwindigkeiten bis zu 50 Mbit/s erreicht. Diese Geschwindigkeit ist aber nur in einem Bereich von bis zu circa 400m möglich. Entscheidend ist die Qualität des verlegten Kabels. Diese Technologie wird vor allem in Städten bzw. kompakten Kommunen eingesetzt.

Supervectoring 35b ist eine Erweiterung des VDSL2-Standards. Vectoring wird dabei optimiert, so dass sich Bandbreiten von bis zu 300 Mbit/s (Download) und 40 Mbit/s (Upload) realisieren lassen – allerdings nur auf eine relativ kurze Entfernung von bis zu 300 Metern.

Die Glasfasertechnologie codiert die Daten als Lichtsignale und sendet in optischen Leitungen, auch Lichtwellenleiter (LWL). Daher ist die Übertragungsrate hoch und verlustarm (kaum Dämpfungseffekte im Gegensatz zur Kupferleitung). Glasfaser ermöglicht nahezu unbegrenzte Bandbreiten, üblich sind heute bis zu 100 Mbit/s. Immer mehr werden aber auch 1000 Mbit/s (1 Gbit/s) und für Unternehmen auch 10 GBit/s Anschlüsse geschaltet. Die Übertragung ist entfernungsunabhängig und es gibt gleiche Geschwindigkeiten beim Senden und Empfangen, eine sogenannte symmetrische Übertragung. Glasfaserleitungen sind die Grundlage für Hochgeschwindigkeitsnetze. Zurzeit wird Glasfaser immer noch vorrangig für die Datenfernübertragung zur Verbindung verschiedener überregionaler Netze genutzt (Backbone, das ist die Verbindung zu den großen Internetknoten).

Zwischenzeitlich zum Einsatz kommen aber Mischlösungen, in denen das Glasfasernetz dichter an die Haushalte herangeführt und nur noch die Reststrecke mit Kupferkabel überwunden wird. Diesen Ausbau nennt man FTTC (Fiber to the Curb auch Glasfaser bis zum KVz).

Eine direkte Anbindung von Endkunden an das Glasfasernetz wird jedoch mehr und mehr realisiert. Je dichter das Glasfaserkabel beim Kunden liegt, desto höher ist die Bandbreite. Man unterscheidet hier unterschiedliche Ausbaustufen des Glasfasernetzes:

• FTTC (Fiber To the Curb (VDSL): Die Glasfaserleitung wird bis zum Bürgersteig, d.h. Kabelverzweiger (KVz) verlegt, anschließend läuft die Übertragung der Daten über z.B. Kupferkabel
• FTTB (Fiber to the Building/Basement): Die Glasfaserleitung wird bis in den Keller eines Gebäudes verlegt.
• FTTH (Fiber to the Home): Die Glasfaserleitung wird bis in die Wohnräume eines Hauses (an die "Steckdose") verlegt

Die verschiedenen Ausbaustufen ermöglichen höhere Übertragungsraten auch in ländlichen Räumen, bedingen aber einen höheren Investitionsaufwand. Die Tiefbaukosten betragen dabei mehr als die Hälfte der gesamten Ausbaukosten.

UMTS ist Mobilfunkstandard seit 2004 und weist heute im Vergleich zu anderen Technologien relativ niedrige Übertragungsraten auf. Eine Weiterentwicklung mit höheren Übertragungsraten stellen die Technologien HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) und HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) dar. Es werden Geschwindigkeiten von bis zu 30 Mbit/s erreicht. Die tatsächlich verfügbare Datenrate ist meist nicht exakt zu ermitteln, da sich mehrere Nutzer die Funkzellen teilen (shared medium).

Das TV-Kabel war ursprünglich ausschließlich für den Empfang von Fernseh- und Radioprogrammen (DOCSIS 2.0) vorgesehen.

Mit dem Ausbau des Rückkanals (Senden von Signalen) wird das TV-Kabel internetfähig gemacht. Diesen Ausbau nennt man DOCSIS 3.0.

Die Daten werden mit Kabelmodems auf die analogen Signale des Kabelfernsehnetzes aufmoduliert und so über diese Koaxialkabel übertragen. Auch hier handelt es sich aus ähnlichen Gründen wie bei DSL in der Regel um eine Hybridtechnik. Durch den neuen DOCSIS 3.1 – Standard können Datenraten bis zu 10 GBit/s im Downstream und 1 GBit/s im Upstream realisiert werden.

Dies wird zunehmend in den vorhandenen Kabelnetzen realisiert, selten an neuen Standorten.

Der Mobilfunkstandard LTE ist der Nachfolger der UMTS Technologie. Er bietet Datengeschwindigkeiten bis zu 500 Mbit/s. Allerdings teilen sich auch hier mehrere Nutzer die Funkzellen, so dass die Geschwindigkeiten im Einzelnen meist niedriger liegen. LTE wird auf den Frequenzen der Digitalen Dividende, 800 Megahertz (MHz), 1,8 Gigahertz (GHz) und 2,6 Gigahertz (GHz) eingesetzt. Diese Frequenzen wurden im April 2010 von der Bundesnetzagentur über eine Auktion an die Netzbetreiber Vodafone, Deutsche Telekom und O2 versteigert. LTE bietet für den ländlichen Raum insbesondere über die Nutzung der 800 Megahertz Frequenz eine wirtschaftliche Lösung für eine Breitbandanbindung an das Internet.

WLAN ist ein Funknetzwerk im nicht lizensierten Bereich (meist bei 2,4 GHz), das lokal über kürzere Strecken den Zugang zum Internet ermöglicht. Die WiMAX-Technologie (Worldwide Interoperability for Microwave Access) ist eine technologische Weiterentwicklung von WLAN (weniger störanfällig, größere Reichweiten und Bandbreiten). In Deutschland sind drei bundesweite Lizenzen für WiMAX im Frequenzbereich 3,4 – 3,6 GHz an die Firmen vergeben worden.

Mehr als 100 Mbit/s im Download und 40 Mbit/s im Upload sind mit VDSL2 möglich. Um diese Geschwindigkeit zu erreichen, verbessert die VDSL-Erweiterung die Verbindung zwischen Endkunden und Verteilerkasten. Hier kommt es aufgrund der noch vorhandenen Kupferkabel weiterhin zu einem Absinken der Datenrate. Grund dafür ist neben der Entfernung auch die Beschaffenheit der Leitung. Die besteht nämlich aus vielen Kabel-Bündeln: Wenn mehrere Kupfer-Aderpaare zusammenlaufen, kommt es zu Störsignalen, die wiederum den Datenfluss behindern. Dieses elektromagnetische Phänomen nennt man Übersprechen (Crosstalk). Vectoring sorgt dafür, dass sich die Störeinflüsse im Rahmen halten und die Datenrate wieder steigt. Die Technik ist vergleichbar mit der Außengeräuschunterdrückung bei Kopfhörern.

DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification) ist eine um 1997 entwickelte Spezifikation für Schnittstellen von Kabelmodems und dazugehörigen Peripheriegeräten. DOCSIS ist dabei ein Standard, der die Anforderungen für Datenübertragung in einem Breitbandkabelnetz festlegt. Der wichtigste Anwendungsbereich von DOCSIS besteht in der schnellen Übertragung von Daten über bestehende Kabelfernsehnetze. Es steht damit in direkter Konkurrenz zu DSL und ermöglicht im Vergleich dazu durch die Verwendung von Koaxialkabeln (statt der ungeschirmten Kupfer-Doppelader bei Telefonanschlüssen) erheblich höhere Reichweiten und durch die konzeptionelle Auslegung auf Frequenzmultiplexübertragungen erheblich höhere Datenraten.

FMC (Fixed Mobile Convergence) ist ein Begriff aus der Telekommunikation und beschreibt das Zusammenwachsen (Konvergenz) von Fest- und Mobilnetzen.

Backbone (engl. Rückgrat) bezeichnet den übergeordneten Kernbereich eines Telekommunikationsnetzes. Lokale Leitungen verbinden sich mit diesen zentralen „Backbone“- Leitungen und speisen ihre Daten ein. Aufgrund der benötigten hohen Übertragungskapazität sind diese in der Regel mit Glasfaser realisiert. Die Daten werden über die Leitungen auf dem Land und über die unterseeischen Leitungen übertragen. Zur redundanten Absicherung der Leitungsführung in einem Netz sind die Knotenpunkte mehrfach miteinander verknüpft. So kann der Ausfall einzelner Verbindungen abgedeckt werden.

Eine Dark Fiber (unbeschaltete Glasfaser) ist eine vom Netzbetreiber oder Infrastrukturbesitzer nicht genutzte Glasfaser, die an Dritte vermietet werden kann.

Die Glasfaserleitungen enden in einem Multifunktionsgehäuse (MFG), der sich nahe bei einem Kabelverzweiger (KVz) befindet. Oftmals wird ein KVz direkt mit einem MFG überbaut.
Auf der letzten Meile werden Kupfer- (bei FTTC‑/VDSL-Netzen) oder Koaxialkabel (bei Kabel-/DOCSIS 3-Netzen) verlegt. FTTC kann ein Zwischenschritt in Richtung FTTB bzw. FTTH sein.

Die Glasfaserleitungen werden bis zum Gebäude geführt, während innerhalb des Gebäudes
Kupfer-, Koaxial- und/oder LAN-Kabel verwendet werden.

Es handelt sich um ein lokales Netz, das von einer Ortsverteiler (OVP) bis in das Haus und in die Wohnung einschließlich der gebäudeinternen Verkabelung, welche aus Glasfaserleitungen besteht.

Über Glasfaserkabel (auch Lichtwellenleiter bzw. LWL genannt) werden Informationen mit Lichtsignalen übermittelt. Damit ist eine sehr große Datenrate bei geringer Störanfälligkeit über weite Entfernungen möglich.

„Weiße NGA-Flecken“ sind Gebiete, in denen es gegenwärtig noch keine NGA-Netze gibt und in denen in den

kommenden drei Jahren von privaten Investoren wahrscheinlich auch keine NGA-Netze errichtet werden.

Als „graue NGA-Flecken“ sind Gebiete zu betrachten, in denen in den kommenden drei Jahren lediglich ein NGA-Netz verfügbar sein oder ausgebaut werden wird und kein anderer Betreiber den Ausbau eines weiteren NGA-Netzes in diesem Zeitraum plant. Betreibt ein und dasselbe Unternehmen in einem Gebiet sowohl ein leitungsgebundenes als auch ein drahtloses NGA- Netz, so ändert dies nichts an der („Farb-“) Kategorie des Gebiets.

„Schwarze NGA-Flecken“ sind Gebiete, in denen mindestens zwei NGA-Netze unterschiedlicher Betreiber existieren oder in den kommenden drei Jahren ausgebaut werden.

Die öffentliche Hand muss zeitlich unbegrenzt offenen, diskriminierungsfreien Zugang zu den durch sie verlegten Leerrohren (mit oder ohne Kabel), über die sie verfügungsberechtigt ist, geben. Der Betreiber der geförderten Leerrohre muss Drittanbietern mindestens sieben Jahre einen offenen, diskriminierungsfreien Zugang auf die passive und aktive Infrastruktur gewähren.