Die Überwindung der „Breitbandkluft“ ist und bleibt ein Großprojekt in Deutschland. Trotz einer beachtlichen Zahl erfolgreicher neuer Breitbandprojekte sind immer noch viele Gebiete unterdurchschnittlich versorgt. Zunehmend ergreifen deshalb lokale Energieversorger zusammen mit der öffentlichen Verwaltung von Gemeinden und Kreisen die Initiative und gründen gemeinsam Netzbetreibergesellschaften mit eigener Infrastruktur. Technikbasis ist dabei häufig der G.fast-Ansatz.

Die Netzinfrastruktur ist zukunftssicher, wenn sie auf Glasfaser basiert. Insbesondere in dichter besiedelten, städtischen Gebieten setzen regionale und kommunale Netzbetreiber gerne auf FTTB (Fiber To The Building). Dabei endet der Glasfaser-anschluss im Keller, und die Teilnehmer sind über das sogenannte G.fast angeschlossen, eine auf kurze Leitungslängen optimierte, kupferbasierende Übertragungstechnik.

In der Variante mit 106 MHz ermöglicht G.fast über die hausinterne Kupferleitung Datenübertragungsraten von nahezu 1 GBit/s. Als Weiterentwicklung verspricht G.fast mit 212 MHz bis zu 1,8 GBit/s bei kurzen Leitungslängen.

Eine Entscheidung der Bundesnetzagentur (BNetzA) aus dem Dezember 2018 sorgt für Diskussion: Sollten FTTB-Anbieter mit G.fast und die Deutsche Telekom mit VDSL2 gleichzeitig die bestehenden Kupferleitungen in den Häusern nutzen, darf der FTTB-Betreiber die Frequenzen, die sich mit dem VDSL2-Signal überschneiden, nicht mehr nutzen, womit sich die Bandbreite reduziert. Der Grund dafür: Die vektorisierten VDSL-Anschlüsse der Telekom und die G.fast-Anschlüsse der FTTB-Anbieter im gleichen Kupferkabel würden sich gegenseitig stören. Deshalb wurde nun der Kompromiss beschlossen, dass verschiedene Breitbandtechniken nebeneinander und im selben Gebäude funktionieren müssen.

G.fast mit hohen Datenraten

Aber auch bei der Abschaltung der überschneidenden Frequenzen bleibt bei G.fast der ersten Generation noch eine Summendatenrate von bis zu 600 MBit/s und bei G.fast der zweiten Generation bis zu 1.600 MBit/s übrig, womit die meisten heute verfügbaren Breitbandanschlüsse nicht unmittelbar betroffen sind. Komplett entkoppeln lassen sich die Angebote unterschiedlicher Anbieter nur mit echten Glasfaseranschlüssen bis in die Wohnungen der Teilnehmer, also mit FTTH (Fiber To The Home), bei denen die Daten ausschließlich über einen Lichtwellenleiter laufen.

Eine Passive-Optical-Network-Architektur (PON) für FTTH/B. Quelle: Keymile

Laut einer Erhebung des Branchenverbands VATM zufolge waren 2018 rund 3,4 Millionen Haushalte in Deutschland direkt über Glasfaser erreichbar. Dies entspricht einer Steigerung um 18 Prozent gegenüber dem Vorjahr. Regionale und lokale Netzbetreiber, darunter auch viele Stadtwerke, haben rund 80 Prozent dieser Glasfaseranschlüsse realisiert. Dennoch sind in Deutschland erst drei Prozent der Haushalte mit Glasfaser (FTTH/FTTB) angeschlossen [1].

Aufbau einer Gigabit-fähigen Infrastruktur bis 2025

Die in der „Netzallianz Digitales Deutschland“ zusammengeschlossenen Telekommunikationsunternehmen haben sich im Frühjahr 2017 mit dem damaligen Bundesminister für Verkehr und digitale Infrastruktur auf einen Stufenplan verständigt, um bis zum Jahr 2025 in Deutschland eine Gigabit-fähige Infrastruktur aufzubauen [2]. Auch die aktuelle Bundesregierung orientiert sich an der Maßgabe „Übertragungsgeschwindigkeiten im Gigabit-Bereich“. Diese Zielvorgabe sollten auch Städte, Gemeinden und Kommunen bei ihren Planungen und Investitionsvorhaben zur Breitbandversorgung berücksichtigen – besonders wenn es darum geht, wie ausbau- und zukunftsfähig eine vorhandene Breitbandinfrastruktur ist. Modernisieren Netzbetreiber ihre im Einsatz befindliche Kupferinfrastruktur, die sogenannte „letzte Meile“, entscheiden sie sich in der Regel für VDSL2 und Vectoring. Je nach Vectoring-Typ lassen sich Datenraten von bis zu 300 MBit/s erzielen.

Aktive und passive Glasfasernetze

Bei Glasfasernetzen unterscheiden Experten unabhängig von FTTH und FTTB zwei Ansätze: aktive und passive Zugangstechniken. In der aktiven Variante, den Ethernet-P2P-Netzen (Punkt zu Punkt), kommt eine dedizierte Glasfaser vom zentralen Einspeisepunkt bis zu einem Endanwender zum Einsatz. Im Unterschied dazu nutzt die PON-Architektur (Passive Optical Network) die Glasfaser als Shared Medium auf der ersten Strecke gemeinsam für mehrere Kunden. Erst ein optischer Splitter teilt die Signale auf einzelne Anschlüsse auf. Während bundesweit und überregional tätige Netzbetreiber vorwiegend PON-Architekturen nutzen, haben regionale und lokale Betreiber oft P2P-Architekturen im Einsatz.

Eine Punkt-zu-Punkt-Architektur (P2P) für Glasfasernetze bis in die Gebäude oder Haushalte auf Basis von IP/Ethernet. Quelle: Keymile

GPON und XGS-PON

In PON-Architekturen sind mit der aktuellen GPON-Technik Datenübertragungsraten von 2,5 GBit/s im Download und 1,25 GBit/s im Upload erreichbar, womit sich die einzelnen Nutzer heute sehr gut versorgen lassen. Zukünftig sind jedoch verstärkt symmetrische Übertragungsraten (Downstream/Upstream) nötig, beispielsweise für Cloud-Services. Diese Anforderung greift die neue XGS-PON-Technik (10-Gigabit-fähiges PON) auf, die symmetrische Übertragungsraten von 10 GBit/s ermöglicht. Netzbetreiber, die jetzt PON-Systeme beschaffen, sollten von vornherein die Nachfrage nach Symmetrie und immer höheren Datenraten berücksichtigen und auf Lösungen setzen, die eine spätere Aufrüstung auf XGS-PON unterstützen.

Die Netzwerkausrüster arbeiten zudem bereits an der übernächsten Generation NG-PON2 (Next-Generation Passive Op­tical Network 2). Ziel von NG-PON2 ist es, mittels Wellenlängen-Multiplexings auf der Glasfaser Datenraten von bis zu 40 GBit/s zu erreichen. Wichtig für aktuelle Investitionsentscheidungen ist, dass sowohl XGS-PON als auch NG-PON2 kompatibel mit vorhandenen GPON-Netzen sind. Für Netzbetreiber heißt dies: Sie können die entsprechenden Baugruppen ohne zusätzliche Investitionen in der passiven Infrastruktur parallel betreiben.

Politik soll Hilfestellung leisten

In der mittelfristigen Zielsetzung einer flächendeckenden Breitbandversorgung im Gigabit-Bereich – am besten mit einem Glasfaseranschluss bis in die Häuser – sind sich Politik, Wirtschaft und Bürger einig. Der Staat soll dabei helfen: Um die Zielvorgabe zu erreichen, bis Ende 2025 ganz Deutschland über Gigabit-Netze zu versorgen, hat sich die Telekommunikationswirtschaft im Rahmen der Netzallianz Digitales Deutschland zu Investitionen in Höhe von gut acht Milliarden Euro jährlich verpflichtet, und der Bund will über vier Jahre weitere zehn bis zwölf Milliarden Euro investieren.

Norbert Böttcher ist Produkt-Manager bei Keymile, www.keymile.com.