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Infrastruktur

Glasfaser & DSL

Breitband-Übertragungstechnologien

GlasfaserFTTHFTTBDSLVDSL2DOCSISKoaxialLWL

Glasfaser (LWL – Lichtwellenleiter) überträgt Daten als Lichtimpulse mit Lichtgeschwindigkeit. FTTH bietet Gigabit-Verbindungen über weite Distanzen. DSL und Kabel sind die häufigsten bestehenden Breitbandanschlüsse.

GlasfaserFTTH (Fiber to the Home)Bis 1000 Mbit/s symmetrischFTTB (Fiber to the Building)Glasfaser ins Haus, Kupfer in WohnungFTTC (Fiber to the Curb)Glasfaser bis KabelverzweigerEigenschaften LWLLichtimpulse (Laser/LED)Reichweite: 10–80+ kmKeine Elektromagnetische StörungSinglemode / MultimodeKupfer / KoaxVDSL2 / SupervectoringBis 250 Mbit/s (Entf.-abhängig)DOCSIS 3.1 (Kabel)Koaxialkabel, bis 10 Gbit/sADSL2+Veraltet, bis 24 Mbit/s asym.Kupfer-ProblemeDämpfung mit EntfernungElektromagnetische StörungAsymmetrisch (ADSL)Zukunft: FTTH-Ausbau DE

Entstehung und Beteiligte

Die theoretische Grundlage der Glasfaserübertragung entstand durch Arbeiten zur Totalreflexion. Charles Kao zeigte 1966, dass ausreichend reines Glas geringe Verluste ermöglichen kann. Corning stellte 1970 eine Faser mit praxistauglicher Dämpfung her. DSL entwickelte sich in den 1980er- und 1990er-Jahren aus digitaler Signalverarbeitung auf Kupferleitungen.

Welches Problem sollte gelöst werden?

Telekommunikation benötigte höhere Bandbreite und größere Reichweite als Koaxial- oder Kupferkabel. Gleichzeitig sollten bestehende Telefonleitungen für Internet nutzbar bleiben.

Technische Hürden und Lösungen

Faserreinheit, Laser, Steckerdämpfung und präzises Spleißen waren entscheidend. DSL kämpft mit Leitungslänge und Übersprechen. Glasfaser unterscheidet Singlemode, Multimode, Wellenlängen und Steckertypen.

Standardisierung und Einordnung

Physische und logische Infrastruktur muss über Herstellergrenzen hinweg funktionieren. IEEE-, ISO- und IETF-Standards definieren elektrische Werte, optische Übertragung, Rahmenformate und Steuerprotokolle. In der Praxis kommen weitere Hürden hinzu: Kabellängen, Störungen, Stromversorgung, Wärme, Redundanz und Wartbarkeit. Gute Planung betrachtet deshalb nicht nur Datenblattwerte, sondern den gesamten Lebenszyklus.

Technik im praktischen Betrieb

Planung endet nicht mit dem Kauf eines Geräts. Dokumentation, Beschriftung, Ersatzteile, Firmwarepfade, Strombudget und Messwerte bestimmen die Wartbarkeit. Redundante Leitungen helfen nur, wenn sie nicht im selben Kabelweg, Switch, Netzteil oder Provider enden. Vor einer Änderung sollten Ausgangszustand und Rückweg feststehen. Nachher müssen nicht nur Linkanzeigen, sondern Fehlerzähler, Aushandlung, reale Datenrate und Anwendungserreichbarkeit kontrolliert werden.

Warum das Thema heute noch relevant ist

Infrastruktur bleibt meist länger im Einsatz als Anwendungen. Entscheidungen zu Kabeln, Frequenzen, Portzahl, Leistung und Redundanz wirken zehn Jahre oder länger. Historische Standards sind deshalb weiterhin relevant und werden durch schnellere Varianten erweitert statt vollständig ersetzt. Eine gute Installation lässt Messung, Austausch und Erweiterung zu. Reserven bei Platz, Kühlung, Strom und Fasern sind oft günstiger als ein späterer Umbau unter laufendem Betrieb.

Daten und Meilensteine

  • 1966 beschreibt Charles Kao die Voraussetzungen verlustarmer Fasern.
  • 1970 erreicht Corning etwa 20 dB/km.
  • Singlemode eignet sich für große Entfernungen.
  • DSL-Datenrate sinkt typischerweise mit Leitungslänge und Störungen.

Glasfaser (LWL)

Lichtwellenleiter (LWL) übertragen Daten als Lichtimpulse (Laser oder LED) durch Glasfaserstränge. Vorteile: sehr hohe Bandbreite (bis zu Tbps auf einer Faser mit WDM), kaum Dämpfung über lange Distanzen (10–80+ km ohne Verstärker), keine elektromagnetischen Störungen (EMV-immun), Abhör-sicher (Biegung der Faser wäre sichtbar).

Zwei Typen: Singlemode (OS1/OS2) für lange Distanzen (Telco, WAN), günstigerer Laser. Multimode (OM3/OM4/OM5) für kurze Distanzen (Rechenzentrum, bis 400m).

DSL und Kabelanschlüsse

  • ADSL/ADSL2+: Asymmetrisch (Download > Upload), nutzt Kupfertelefonleitung. Veraltet, bis 24 Mbit/s downstream.
  • VDSL2: Höhere Frequenzen, bis 100 Mbit/s. Vectoring und Super-Vectoring (bis 250 Mbit/s) reduzieren Übersprechen zwischen Kupferadern.
  • DOCSIS 3.0/3.1: Breitbandinternet über TV-Koaxialkabel. DOCSIS 3.1 bis 10 Gbit/s downstream (theoretisch). Häufig in Kabelnetzen (Vodafone, Unitymedia).
  • G.fast: DSL-Technologie über Kupfer für sehr kurze Distanzen (bis 1 Gbit/s bei <100m) in FTTB-Szenarien.

Glasfaserausbau in Deutschland

Deutschland hat erheblichen Nachholbedarf beim FTTH-Ausbau. Bis 2030 sollen alle Haushalte Zugang zu Glasfaser und 5G haben (Bundesregierung Ziel). Aktuell: ca. 20-25% FTTH-Verfügbarkeit (2024), EU-Durchschnitt deutlich höher (Südeuropa, Baltikum führend).

Die Telekom baut via Glasfaser (FTTH), alternativ Open Access Networks (neutral fiber, Stadtwerke). Für Unternehmen sind dedizierte Glasfaserleitungen (Standleitung/Mietleitung) mit garantierter Bandbreite und SLA möglich.