Festnetz-Architektur

Das Festnetz (ehemals Telefonnetz) ist ein Telekommunikationsnetz, über das analoge Telefonanschlüsse und breitbandige Internet-Anschlüsse von verschiedenen Providern und Netzbetreibern bereitgestellt werden.

In Deutschland gibt es nur wenige Netzbetreiber, die eine dezentrale Festnetztechnik betreiben. Dazu gehören neben der Deutschen Telekom, einige kleine Stadtnetzbetreiber und überregional agierende Netzbetreiber.

Festnetz-Netzarchitektur

Die zentralen Knotenpunkte im Festnetz werden als Vermittlungsstellen (VSt) bezeichnet. Sie sind per Glasfaser vermascht miteinander verbunden. Von den lokalen Vermittlungsstellen führen Leitungen zu Kabelverzeigern (KVz) und das letzte Stück über die Teilnehmeranschlussleitung (TAL) zum Teilnehmeranschluss (TA), an dem der Anschlussinhaber ein Endgerät anschließen und betreiben kann.

VSt - Vermittlungsstelle

Das Festnetz ist eine Kombination aus Maschen- und Sternnetz. Es besteht aus vielen untereinander verbundenen Vermittlungsstellen (VSt), von denen es etwa 10.000 in Deutschland gibt. Die übergeordneten Vermittlungsstellen sind in einem Maschen-ähnlichen Netz miteinander verbunden. Von dort aus geht es sternförmig zu den Teilnehmeranschlüssen.

KVz - Kabelverzeiger

Auf dem Weg zwischen Vermittlungsstelle und Teilnehmeranschluss befindet sich häufig noch ein Kabelverzweiger (KVz). In Deutschland gibt es über 300.000 Kabelverzweiger. Es handeln sich im Prinzip um Verteilerschränke, die in der Regel am Straßenrand stehen.
Bei der Umstellung vom Telefonnetz auf ein Breitbandnetz wurden die passiven Kabelverzweiger zu Multi-Service Access Nodes (MSAN) umgebaut, in denen verschiedene Anschlusstechniken bereitgestellt werden. Zum Beispiel für VDSL und ein emulierter bzw. nachgebildeter analoger Telefonanschluss (POTS). Geeignet sind MSAN-POTS-Anschlüsse nicht für ein Telefon, sondern auch für Sonderdienste wie Hausnotruf, Aufzugtelefon, EC-Cash-Terminals, Gefahrenmeldeanlagen oder Fernwartungszugänge.

TAL - Teilnehmeranschlussleitung / Letzte Meile

Die Teilnehmeranschlussleitung (TAL) ist der Leitungsweg von der Vermittlungsstelle zum Teilnehmeranschluss (TA) beim Kunden. Dieser Leitungsweg wird auch als "letzte Meile" bezeichnet.
Weil in Deutschland die Teilnehmeranschlussleitung in der Regel von der Deutschen Telekom kontrolliert wird, muss sie die Leitungen zu regulierten Sätzen an die Wettbewerber vermieten, die darüber ihren Kunden Telefon- und DSL-Anschlüsse anbieten können. Dafür muss die Deutsche Telekom die TAL auf das Netz des jeweiligen Anbieters schalten (Ausnahme VDSL-Vectoring).

Die Qualität der Teilnehmeranschlussleitung (Kupferleitung) hängt von deren Leitungslänge und dem Durchmesser der Kupferadern ab. In Deutschland sind Kupferadern mit einem Durchmesser von 0,25 bis 0,8 mm, je nach Länge der Leitung verbaut. Lange Leitungen reichen bis zu 6 km. Je länger, desto dickere Kupferadern werden verwendet.

TA - Teilnehmeranschluss

Der Teilnehmeranschluss bezeichnet einen definierten Endpunkt, bei dem es sich in der Regel um eine Anschlussdose bzw. Anschlusssystem für ein Endgerät handelt. An dieser Anschlussdose kann zum Beispiel ein Telefon oder ein anderes Endgerät angeschlossen werden.

Digitalisierung des Festnetzes

Die technische Entwicklung führte in den 80er und 90er Jahren dazu, dass digitale Signalprozessoren mit hoher Rechenleistung zur Übertragung von digitalen Signalen auf langen Kupferkabeln verfügbar wurden. Anfangs waren sie noch teuer, später sank der Preis aufgrund günstiger Herstellungsverfahren und steigender Nachfrage.
Mit der Digitalisierung wurde die alte analoge Vermittlungstechnik mit dem System 55/55v mit den Edelmetall-Motor-Drehwählern (EMD) und teilweise noch älteren mechanischen Hebdrehwählern vollständig ausgetauscht.
Das analoge Telefonnetz war störanfällig und mit der Vermittlung von Gesprächen schnell überlastet. Eine Umstellung aus wirtschaftlichen Gründen war geboten.

Die Digitalisierung des analogen Telefonnetzes bedeutet, dass nur noch der Übertragungsweg vom Endgerät zur Vermittlungsstelle analog ist, sofern es sich um einen analogen Telefonanschluss handelt. In der Vermittlungsstelle wird dann das analoge Signal in ein digitales Signal umgewandelt und über das Telefonnetz digital übertragen. In der Ortsvermittlungsstelle des Empfängers werden die digitalen Signale wieder in analoge Signale umgewandelt, sofern auch dieser Telefonanschluss analog ist. Bei ISDN ist es noch einfacher. Dort findet die Analog-Digital-Wandlung im Telefon statt. Oder im Terminal-Adapter an dem ein analoges Telefon, ein Fax oder ein Anrufbeantworter angeschlossen sein kann.

Entwicklung zum diensteunabhängigen Kommunikationsnetz

Die Digitalisierung der Kommunikationsnetze und Bandbreiten-Anforderungen bei der Übertragung von Daten hat es erforderlich gemacht, sich Gedanken über eine diensteunabhängiges Kommunikationsnetz zu machen. Der Traum eines jeden Netzplaners ist es, dass auf seinem Netz jede Art von Anwendung und Dienst etabliert werden kann, ohne jedesmal aufs Neue eine vollständig neue Netzarchitektur und -technik entwickeln zu müssen.
Die Digitalisierung des öffentlichen analogen Telefonnetzes führte zur Entwicklung der Plesiochronen Digitalen Hierarchie (PDH). Die Umstellung der analogen auf die digitale Sprach- und Datenübertragung ermöglichte eine höhere Auslastung des existierenden Netzes und eine zusätzliche Qualitätsverbesserung.

Modernisierung des Festnetzes zum Breitbandnetz

Die Einführung von Breitband-Internet-Anschlüssen mit DSL und VDSL hat dazu geführt, dass ein Parallelbetrieb von klassischem Telefonnetz (Analog und ISDN) und Breitband-Infrastruktur (DSL/VDSL) notwendig war.
Die ISDN-Technik hat nach 20 bis 30 Jahren das Ende ihrer Lebensdauer erreicht. Und die Verfügbarkeit von ISDN-Technik hat mit der Verbreitung von Voice over IP stark nachgelassen. Gleichzeitig ist die Zahl der Experten, die mit ISDN-Technik umgehen können immer geringer geworden. Die vollständige Umstellung auf Breitband- und IP-Technik war für die Netzbetreiber ein zwingender Schritt, ein stabiles und funktionierendes Netz zu erhalten.

Klassische Netzarchitektur

In der klassischen Netzarchitektur des Festnetzes (altes Telefonnetz) werden die Teilnehmer über das Telefonkabel, die Teilnehmeranschlussleitung (TAL), an einer Vermittlungsstelle (VSt) angeschlossen. Dort befindet sich die Anschlusstechnik für analoge Telefonanschlüsse und DSL (DSLAM). Die Leitungslänge zwischen Teilnehmer und Vermittlungsstelle variiert je nach Entfernung. In großen Städten ist die Entfernung kürzer. In ländlichen Gebieten länger. Teilweise ist die Leitung zu lang, so dass kein DSL oder wenn, dann nur mit einer geringen Geschwindigkeit möglich ist.

Zukünftige Netzarchitektur

Die moderne Netzarchitektur sieht vor, dass ein Teil der Netztechnik näher zum Teilnehmer rückt. Dazu wandert der DSLAM aus der Vermittlungsstelle in einen Kabelverzweiger (KVz). Darin befinden sich Outdoor-DSLAMs, über Glasfaserkabel von der Vermittlungsstelle aus angebunden werden. Schnelle DSL-Anschlüsse werden vom Outdoor-DSLAM über eine kurze Leitung (wenige hundert Meter) bereitgestellt. Ziel ist es, dem Teilnehmer über einen Anschluss alle Kommunikationsdienste anzubieten (Triple Play).

Teilnehmeranschlüsse im Festnetz

Breitbandanschlüsse im Festnetz

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