Breitbandtechnik

Breitbandtechnik umfasst Übertragungstechniken, Übertragungsverfahren und Netze, die eine hohe Datenübertragungsgeschwindigkeit haben. Mit Breitband ist gemeint, dass die hohe Übertragungsrate unter anderem dadurch zustande kommt, dass ein großer Frequenzbereich (ein breites Band) benutzt wird, der viel Übertragungskapazität bereitstellt. 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 jedes mal die Übertragungstechnik umgebaut oder ausgetauscht werden muss, geht man heute andere Wege. Statt jedes mal 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.

Mit ADSL2+ und VDSL ist die Übertragungskapazität der Telefonleitung fast ausgereizt. Neue Übertragungstechniken erhöhen die Datenraten nur minimal. Die Dämpfung auf breitbandige Signale ist einfach zu stark.
Inzwischen kommt die Mobilfunktechnik mit LTE in Bereiche, die ADSL und VDSL vorbehalten waren. Doch auch die Bandbreite im Mobilfunk ist begrenzt. Aus diesem Grund gehört in der Breitbandtechnik der Glasfaser die Zukunft.

Häufige Breitband-Übertragungstechniken

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 (ADSL2+) sind es 16 MBit/s. Mit VDSL (VDSL2) sind sogar 100 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.
Breitbandbedarf
Erkennbar ist, dass der Bandbreitenbedarf in Zukunft weit über 50 MBit/s liegen wird. TV-Streaming, Multiplayerspiele, Cloud-Dienste und -Anwendungen, Speicher auf entfernten Servern und die Nutzung sozialer Netzwerke lassen den Bedarf auf 100 MBit/s und mehr pro Haushalt ansteigen. Als zukunftssicheres Übertragungsmedium kommt dafür nur die Glasfaser in Frage.

Breitband-Techniken für den Netzzugang im Vergleich

Breitband-Technik Downlink Uplink Latenzzeit monatliche Kosten Volumenbeschränkung
DSL bis 16 MBit/s bis 512 kBit/s 30 ms bis 30 Euro keine
VDSL(2) bis 100 MBit/s bis 1 MBit/s 10 ms bis 50 Euro keine
TV-Kabel bis 100 MBit/s bis 6 MBit/s 15 ms bis 40 Euro keine
GSM/EDGE bis 220 kBit/s bis 110 kBit/s 400 ms bis 45 Euro bis 5 GByte
UMTS/HSPA bis 21 MBit/s bis 5 MBit/s 100 ms bis 45 Euro bis 10 GByte
LTE bis 50 MBit/s bis 10 MBit/s 20 ms bis 50 Euro bis 30 GByte
Satellit bis 10 MBit/s bis 4 MBit/s 600 ms bis 100 Euro bis 25 GByte

Breitband-Technik für die lokale Vernetzung im Vergleich

Innerhalb von Wohnungen und Einfamilienhäusern erfolgt die Verteilung der Bandbreite hauptsächlich über Funksysteme.

Vernetzungstechnik Reichweite Datenrate (Brutto) Datenrate (Netto)
Fast Ethernet 100 m 100 MBit/s 94 MBit/s
Gigabit Ethernet 100 m 1.000 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
WLAN IEEE 802.11ac 30 m 1.300 MBit/s bis 800 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

Anwendung