Breitbandtechnik
Breitband bezeichnet eine Bandbreite oder einen Frequenzbereich, der sehr groß, besser gesagt breit ist. Im Gegensatz zu Schmalband, das sehr klein bzw. schmal ist. Der Begriff Breitband fällt in der Regel immer im Zusammenhang mit digitalen Übertragungsverfahren und hohen Übertragungsgeschwindigkeiten.
Eine große Bandbreite ist das Synonym für viel Übertragungskapazität. Insbesondere bei der Übertragung von Daten ist das ein wichtiges Kriterium. Je mehr Bandbreite, desto mehr Daten können pro Zeiteinheit übertragen werden.
In der Vergangenheit führte die Nachfrage nach mehr Bandbreite zu immer neuen Übertragungstechniken. Da dabei jedesmal die Übertragungstechnik umgebaut oder ausgetauscht werden muss, geht man heute andere Wege. Statt jedesmal eine neue Technik zu installieren, versucht man in der technischen Weiterentwicklung kleinere dafür kontinuierliche Schritte zu gehen und die gerade aktuelle Technik bis an die physikalischen Grenzen auszureizen.
Häufige Breitband-Übertragungstechniken
- DSL
- ADSL
- ADSL2
- ADSL2+
- VDSL2
- Kabelmodemtechnik
- Powerline
- Satelliten
- UMTS
- WiMAX
- PtP-Ethernet
- GPON
- GEPON
Insbesondere DSL ist in Deutschland das Synonym für den Breitband-Internet-Zugang und wird nahezu ausschließlich von der Deutschen Telekom bereitgestellt. Die Regulierungsbehörde in Deutschland ist gegen die marktbeherrschende Stellung der Deutschen Telekom bisher nur ungenügend vorgegangen. Sie hat in abwartender Stellung darauf vertraut, dass Zugangstechniken, wie Powerline und Kabelnetztechnik, sich ohne Probleme durchsetzen werden. Da das Verlegen neuer Leitungen eine kostspielige Angelegenheit ist, war es naheliegend vorhandene Netze zu nutzen. Doch leider konnte Powerline technisch nicht überzeugen. Und die Kabelnetzbetreiber sind aufgrund der komplexen Struktur nicht schnell genug auf den Markt gekommen. Die Kabelnetze wurden in Deutschland zur Zeit der Bundespost aufgebaut. Deshalb war dieses Leitungsnetz ein Zeit lang im Besitz der Deutschen Telekom. Inzwischen haben die Kabelnetzbetreiber aufgeholt und sind teilweise schneller als die Deutsche Telekom mit VDSL.
Heute ist Funktechnik die Zukunft der Breitband-Zugangsnetze. Vor allem in ländlichen Gebieten. Dort ist die Reichweite von DSL begrenzt und erreicht nicht jeden Haushalt. Nachdem WLL gefloppt ist, schickt sich LTE an, die weißen Flecken oder besser Flächen auf der Breitband-Karte zu eliminieren.
Langfristig sind die Tage des Kupferkabels gezählt - egal, ob es für DSL, VDSL oder TV-Kabel genutzt wird. Glasfaserkabel und Funk sind die Techniken der Zukunft, um Breitband-Zugänge zu realisieren.
Bandbreitenbedarf
| Anwendung | Datenrate |
|---|---|
| Chatten | < 1 kBit/s |
| Telefonieren | 16 bis 80 kBit/s |
| Radio, MP3 | 32 bis 320 kBit/s |
| Audio, unkomprimiert | 1,5 MBit/s |
| Surfen, E-Mail | 1 bis 6 MBit/s |
| TV (analog) | 2 bis 3 MBit/s |
| DivX-Video | 4 bis 8 MBit/s |
| DVD-Video | bis 10 MBit/s |
| HD-Video (1 Kanal) | 6 bis 8 MBit/s |
| HD-TV (2 Kanäle) | bis 20 MBit/s |
| Backup, Datenfernzugriff | 100 bis 500 MBit/s |
Als die ersten Breitband-Internet-Zugänge bereitgestellt wurden, war vor allem die hohe Geschwindigkeit interessant. Die hohe Bandbreite und somit die hohe Übertragungsgeschwindigkeit versprach den Abruf von Internet-Seiten innerhalb von Bruchteilen einer Sekunde. Auf einen Klick wurde die Webseite sofort angezeigt. Die Internet-Nutzer interessierten sich daraufhin erstmals für neue Inhalte, wie zum Beispiel Audio und Video. Dank DSL ist die Video-Übertragung im Internet kein Problem mehr.
Im Laufe der vergangenen Jahre ist die Übertragungsgeschwindigkeit der Breitband-Anschlüsse immer weiter gestiegen. Bei DSL (ADSL) sind wir aktuell bei 16 MBit/s, manchmal sogar 20 MBit/s, angekommen. Mit VDSL sind sogar 25 bzw. 50 MBit/s möglich. Doch normalerweise braucht niemand, schon gar nicht die breite Kundenmasse, einen Breitband-Internet-Anschluss mit 50 MBit/s. Es gibt keine Anwendung für die eine Download-Rate von 6,5 MByte/s interessant wäre. Schon allein deshalb nicht, weil kein Server im Internet für einen einzelnen Nutzer soviel Bandbreite freigeben würde. Wer also braucht für die normale Internet-Nutzung 16 MBit/s oder sogar 50 MBit/s? Für das Abrufen und Verschicken von E-Mails und gelegentliches Surfen und Chatten benötigt man diese Bandbreite nicht. Beim Surfen merkt man von der hohen Geschwindigkeit ohnehin nichts. Kaum ein Server ist in der Lage, Dateien mit der gewünschten Bandbreite zu liefern.
| Anwendung | Downlink | Uplink |
|---|---|---|
| HDTV (3 Kanäle pro Haushalt/Anschluss: | 60 MBit/s | 1 MBit/s |
| Telefonie (3 Kanäle pro Haushalt/Anschluss: | 0,5 MBit/s | 0,5 MBit/s |
| Internet (P2P, Games, Surfen, E-Mail, Downloads): | 6 MBit/s | 3 MBit/s |
| Summe: | bis zu 66,5 MBit/s | bis zu 4,5 MBit/s |
Trotzdem werden die Breitbandzugänge mit hohen Bandbreiten ausgebaut. Das Ziel der Netzbetreiber ist, Multimedia-Anwendungen, wie Video on Demand anbieten zu können. Unter dem Begriff Triple Play mutieren die Netzbetreiber zum Vollanbieter für Internet, Telefonie (VoIP) und Fernsehen (IPTV) über einen Anschluss. Was früher zwangsläufig über mehrere Übertragungsmedien, Systeme und Anbieter verteilt war, soll in Zukunft von einem einzigen Anbieter kommen. Durch Triple Play wird die Datenmenge so hoch, dass Anschlüsse weit über 16 MBit/s vom Durchschnittskunden gebraucht werden. Das ist spätestens dann der Fall, wenn Fernsehen in HD-Qualität über den DSL-Anschluss bezogen wird. Womöglich für mehrere Nutzer/Geräte gleichzeitig. Im Zuge von NGN (All-IP) und Triple Play stellt sich die Frage, wie viel Bandbreite ein Haushalt respektive ein Anschluss wirklich braucht? Mit den zunehmenden multimedialen Anwendungen und deren Nachfrage steigt auch der Bandbreitenbedarf an.
Erkennbar ist, dass der Bandbreitenbedarf in Zukunft weit über 50 MBit/s liegen wird. Neuartige Anwendungen und Dienste werden den Bedarf auf fast 100 MBit/s ansteigen lassen. Auf Dauer wird man diese Bandbreite nur mit Lichtwellenleiter (Glasfaser) realisieren können. Momentan befindet sich der Engpass zwischen Teilnehmeranschluss und der Vermittlungsstelle (die letzte Meile).
Anwendung: IP-TV
Neben der Nutzung als Internet-Zugang wird der Breitband-Anschluss für die Übertragung von Fernsehprogrammen genutzt. Neben den üblichen TV-Sendern steht ein Angebot mit mehreren TOP-Filmen aus der digitalen Videothek (VoD, Video on Demand) zur Verfügung.
Für den TV-Empfang gibt es einen Media-Receiver, der zwischen Internet-Zugang und Fernseher geschaltet ist. Über dieses Gerät stehen mehrere Video-Ein- und Ausgänge zur Verfügung. Eine HDMI-Schnittstelle ist HDTV-fähig.
Anwendung: Datensicherung / Datenspeicherung im Internet
Denkbar wäre auch die Datensicherung oder Datenspeicherung im Internet. Über ein Hochgeschwindigkeitsnetz würden sich Dateien genauso schnell speichern und öffnen lassen, wie auf der lokalen Festplatte.
Anwendung: Download von Sicherheits-Updates und Software-Upgrades
- Updates von Sicherheitssoftware oder Betriebssystemen
Anwendung: Vernetzung über VPN
Mit der hohen Uplink-Datenrate eignet sich zum Beispiel VDSL für die Telearbeit oder Home-Office und zur Vernetzung von Standorten, Filialen und Unternehmen mit VPN. Bei normalem ADSL ist die Uplink-Datenrate zu niedrig um größere Datenmengen zu übertragen. Die aktive Nutzung des Internets erfordert nicht nur deutlich schnellere, sondern auch symmetrische Anschlüsse (identischer Down- und Uplink).
Breitbandige lokale Vernetzung
In der noch fernen Zukunft werden große Bandbreiten für die Haushalte über Lichtwellenleiter realisiert. Innerhalb des Hauses wird die Verteilung der Bandbreite über Funksysteme erfolgen.
| Vernetzungstechnik | Reichweite | Datenrate (Brutto) | Datenrate (Netto) |
|---|---|---|---|
| Fast Ethernet | 100 m | 100 MBit/s | 94 MBit/s |
| Gigabit Ethernet | 100 m | 1000 MBit/s | 940 MBit/s |
| WLAN IEEE 802.11g | 30 m | 54 MBit/s | bis 25 MBit/s |
| WLAN IEEE 802.11n | 30 m | 300 MBit/s | bis 100 MBit/s |
| Powerline HomePlug AV | 100 m | 200 MBit/s | bis 85 MBit/s |
| Powerline HomePlug AV2 | 100 m | 500 MBit/s | bis 160 MBit/s |
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