Was ist der unterschied zwischen glasfaserkabel und telekom

Für die digitalen Ansprüche der Zukunft ist schnelles und zuverlässiges Highspeed-Internet eine wichtige Voraussetzung. Deswegen investiert die Telekom jedes Jahr Milliardenbeträge in den Ausbau ihres Glasfasernetzes – damit Menschen überall in Deutschland in den Genuss eines Glasfaseranschlusses mit schneller Internetverbindung und hoher Bandbreite kommen.

Für die digitalen Ansprüche der Zukunft ist schnelles und zuverlässiges Highspeed-Internet eine wichtige Voraussetzung.

Das Breitbandnetz in Deutschland ist bereits sehr gut ausgebaut. Allein die Telekom hat ihr Glasfasernetz inzwischen auf eine Gesamtlänge von über 550.000 Kilometer erweitert. Und das Netz wächst täglich weiter. Deshalb erhalten immer mehr Haushalte, die bisher noch über DSL im World Wide Web surften, einen direkten Glasfaseranschluss bis ins Haus. 

Fiber to the Home (FTTH) - Glasfaseranschluss bis ins Haus

FTTH steht für Fiber to the Home, also Glasfaser bis in die Wohnung. Fiber ist Englisch und heißt übersetzt Faser. Ein solcher Glasfaseranschluss-Ausbau ist eine direkte Verbindung vom Hausanschluss in das weltweite Netz mit Glasfaser und ermöglicht Geschwindigkeiten von bis zu 1.000 MBit/s beim Download. DSL-Anschlüsse nur über Kupferkabel erreichen lediglich eine Download-Geschwindigkeit von etwa 16 MBit/s. Über die Kombination von Glasfaser- und Kupferkabel kann ein Anschluss mit VDSL ungefähr 50 MBit/s schaffen. Mit der zusätzlichen Vectoring-Technologie sind dann sogar Übertragungsraten von bis zu 250 MBit/s möglich.

Segmente eines Glasfasernetzes

Eine Internetleitung setzt sich aus verschiedenen Komponenten zusammen. Telekommunikationsanbieter wie die Telekom bauen in Städten und Gemeinden das Breitbandnetz aus. Für die Erweiterung dieser Netze werden heutzutage so gut wie ausschließlich Glasfaserkabel verwendet, die optische Signale übertragen. Die Leitungen nehmen dabei den Weg über mehrere Knotenpunkte. Das Glasfaser-Netzwerk besteht dabei aus folgenden Segmenten:

• Kernnetz
• Vermittlungsstelle
• Netzverteiler
• Abschlusspunkt Linientechnik
• Teilnehmeranschlussdose
• Endgerät

Inzwischen sind im Zuge der Digitalisierung und dem kontinuierlichen Ausbau mit Glasfaserkabeln so gut wie alle Vermittlungsstellen der Telekom über Glasfaseranschlüsse mit dem Kernnetz verbunden. Eine solche Vermittlungsstelle ist ein Knotenpunkt in einem Ortsnetz, in dem die Signale – falls nötig – umgewandelt und zu den Teilnehmeranschlüssen weitervermittelt werden. Von dort verlaufen die Glasfaser-Leitungen bis zu einem Netzverteiler, der sich beispielsweise in einem Wohngebiet am Straßenrand befindet. Jeder hat solche grauen Kästen, die wichtig für den Glasfaseranschluss sind, sicherlich auch schon in seinem Wohnviertel gesehen.

Vom Netzverteiler, der sich meist in der Nähe von Gebäuden befindet, führen Glasfaserleitungen bei FTTH-Anschlüssen in die umliegenden angeschlossenen Häuser. Das können Wohnhäuser oder Gebäude mit Büros und Geschäften sein. Beim Vectoring-Ausbau der Telekom erfolgt die Verbindung in die Gebäude über Kupferkabel. In jeder dieser Immobilien befindet sich ein Abschlusspunkt Linientechnik (APL). Dieser Punkt markiert den Übergang der Netzleitung des Telekommunikationsanbieters in das lokale Netzwerk des Gebäudes. Er ist Ausgangsstation für die Verteilung der Kabel an einzelne Teilnehmeranschlüsse innerhalb der Wohnungen oder Büroeinheiten. Der Teilnehmeranschluss ist die Dose in der Wand, an der die jeweiligen Endgeräte wie Telefon oder der Router für das WLAN angeschlossen werden.

Die Architektur eines Glasfaseranschlusses

Die Art und Weise, wie das Internet zum Kunden gelangt, hat sich im Laufe der Zeit aufgrund neuer Technologien und Möglichkeiten stark verändert. Als das World Wide Web noch in den Kinderschuhen steckte, bildeten hauptsächlich Kupferkabel die Grundlage für das klassische Festnetz. Dabei werden die Daten elektrisch über durchgängige Kupferleitungen übertragen. Der Endverbraucher surfte im Web auf der Basis von ISDN (Integrated Services Digital Network).

Als der Glasfaserausbau begann, kamen zu den Kupferleitungen immer mehr Glasfaseranschluss-Architekturen hinzu. Damit lassen sich deutlich höhere Bandbreiten zur Datenübertragung bereitstellen. Im Kern zeigt sich die Erweiterung des Glasfasernetzes bei der Neuverlegung von Lichtwellenleitern (LWL). Diese ersetzen zunehmend die Kupferkabel zur Übertragung von Daten. Allerdings ist daraus nicht abzuleiten, dass Highspeed-Leitungen bereits einzig und allein aus Glasfaserkabeln bestehen. Vielmehr existieren in einem Breitbandnetz Glasfaserstrecken, die nach wie vor durch elektrisch leitende Kupferverbindungen ergänzt werden. Mit dem fortschreitenden Glasfaserausbau wird der Kupferanteil im Netz immer geringer.

Das Grundprinzip der Glasfaseranschluss-Netzarchitektur auf der letzten Meile heißt Fiber to the X. Das X steht dabei für den jeweiligen Endpunkt des Glasfaserkabels. Umgangssprachlich bezeichnet die letzte Meile den Weg von der Vermittlungsstelle bis zum Teilnehmeranschluss. Die Gestaltung dieser letzten Meile in einem Breitband-Netz fällt dabei unterschiedlich aus. Das FTTX-Prinzip beschreibt dabei folgende Endpunkte:

Der letzte Buchstabe (X) kennzeichnet in einem Glasfasernetz den genauen Ort des Übergangs von einer optischen Breitbandleitung bis zur Hausverkabelung, derzeit häufig noch eine elektrische Kupferleitung. An dieser Datenkreuzung wandeln technische Instrumente (OLT – optical line transmitter) die optischen Signale in elektrische Impulse um. 

Unterscheidung von Breitband-Netzwerken

Fiber to the home (FTTH) ist eine Netzwerk-Architektur, bei der Breitband bis in die Wohnung oder das Büro anliegt. Das Glasfaserkabel endet bei einem solchen Glasfaseranschluss also an der Dose in der Wohnung. Dieser Anschluss ist im Grunde die bestmögliche Breitband-Verbindung. Bei allen anderen Anschlussvarianten verringern sich die maximal möglichen Leistungen und Geschwindigkeiten von Breitbandleitungen aufgrund des Kupferanteils in der Hausverkabelung. Deshalb setzt die Deutsche Telekom bei neuen Glasfaser-Ausbaugebieten bevorzugt auf die Vorteile von diesen Glasfaseranschluss-Netzen.

Fiber to the curb (FTTC) ist eine Anschlussvariante von Breitband, bei der die Lichtwellenleiter bis an den Verteilerkasten am Gehwegbereich verlegt sind. Von diesem Ort aus wird der Kabelweg bis zur Anschlussdose in der Zimmerwand noch mit einem Kupferkabel überbrückt. Bei einem FTTC-Anschluss steht dem Endverbraucher das VDSL-Internet zur Verfügung. Die Umwandlung optischer Signale in elektrische Signale erfolgt im Multifunktionsgehäuse (MFG), der sich in den bekannten grauen Kästen am Straßenrand befindet.

Beim Anschluss-Prinzip Fiber to the building (FTTB) ist eine Glasfaserleitung bis in das Gebäude verlegt und endet am Abschlusspunkt Linientechnik oder in dessen Nähe. Innerhalb des Hauses wird die letzte Strecke vom Abschlusspunkt bis in die Wohnung oder das Büro bei einem FTTB-Anschluss abschließend mit einem Kupferkabel überbrückt.

Glasfasernetze als Zukunftstechnologie für mehr Digitalisierung

Die Installation von Glasfaser hat gegenüber bisherigen Kupferleitungen sowohl Vor- als auch Nachteile. 

LWL-Kabel mindern die Verluste bei der Datenübertragung auch auf längeren Distanzen. Das bedeutet, dass Kunden mit Glasfaseranschluss die volle Bandbreite nutzen können, die mit Glasfaser möglich sind. Keine andere Leitungsart garantiert bessere Bandbreiten.

Dank der hohen Bandbreiten durch Glasfaser-Internet profitieren Nutzer jederzeit von den Vorzügen der schnellen Datenübertragung. Ein wesentlicher Vorteil liegt darin, parallel mehrere Online-Anwendungen durchzuführen, ohne spürbare Verluste bei der Bandbreite in Kauf nehmen zu müssen. In einem Einfamilienhaus können auf diese Weise die Eltern im Wohnzimmer auf der Couch gemeinsam einen Film streamen, während die Kinder mit Freunden in die Welt von Online-Games in Echtzeit eintauchen. Eine schnelle Glasfaser-Verbindung ist zudem eine gute Grundlage für vernetzte Häuser mit Smart Home-Systemen, die unser Leben in vielerlei Hinsicht noch komfortabler, effizienter und sicherer machen. 

Eine Eigenschaft des Glasfaserkabels ist, dass kein Strom übertragen wird.  Somit wird für Alarmanlagen und Notrufdienste eine Notstromversorgung benötigt, sowie evtl. ein zweiter Übertragungskanal per Mobilfunk oder Kupferkabel. 

Die Investitionskosten für den Breitband-Ausbau in Deutschland beziffern sich auf hohe zweistellige Milliardenbeträge. Der Ausbau der Glasfasernetze läuft auf Hochtouren, denn Breitband-Internet ist als Zukunftstechnologie sehr wichtig. Allein die Telekom investiert in Deutschland rund 5 Milliarden Euro pro Jahr in den Ausbau ihrer Netze. Die Politik hat die Zielstellung ausgegeben, die Digitalisierung der Gesellschaft voranzutreiben und dafür Breitbandverbindungen deutlich zu erweitern. Dafür stehen auch Fördergelder bereit, die Anreize für den verstärkten Ausbau von Glasfaseranschlüssen in ländlichen Regionen bieten sollen.

Glasfaserkabel sind Kabel für die Signalübertragung. Sie setzen sich aus vielen einzelnen Glasfasern zusammen, die aus Quarzglas als Übertragungsmedium bestehen und einen Lichtwellenleiter (LWL) bilden. Diese Kabel übertragen Lichtsignale über weite Strecken mit Lichtgeschwindigkeit und enormer Datenkapazität.

Glasfaser werden beim Spleißen fachmännisch verbunden.

Aufbau eines Glasfaserkabels

Das Glasfaserkabel setzt sich aus mehreren Einzelglasfasern zusammen, die ein Bündel ergeben. Eine einzelne Faser, mit 250 Mikrometer (µm) Durchmesser ähnlich dünn wie ein menschliches Haar, weist einen Kern („Core“), einen Mantel („Cladding“) und einen Außenmantel („Primärcoating“) auf. Diese Elemente erfüllen jeweils eine spezielle Aufgabe, damit das Glasfaserkabel funktioniert. 

Die Faser wird aus Quarzsand hergestellt und ist der Transportkanal für die optischen Lichtwellen. Der Mantel sorgt für die Führung der Lichtwellen-Signale. Der Außenmantel verschafft der Glasfaser aufgrund seiner Beschaffenheit aus Kunststoff biegsame und robuste Eigenschaften. Dadurch verhindert der Mantel, dass die Faser beim Biegen bricht und die Funktion als Lichtwellenleiter verliert. 

Lichtwellenleiter (LWL) unterscheiden sich nach Bauart und Verwendung. Merkmale der Unterscheidung sind zum Beispiel der Durchmesser der Fasern, die Stärke der Beschichtung oder die Qualität. Die Form der LWL hat Auswirkungen auf die Qualität der Übertragung von optischen Lichtimpulsen. Lichtwellenleiter werden unterschieden nach Multi-Mode- oder Single-Mode-Lichtwellenleitern. Singlemode-Glasfasern haben einen deutlich geringeren Faserkerndurchmesser als Multimode-Glasfasern. Allgemein gilt, dass ein Single-Mode-LWL für die Datenübertragung auf weiten Strecken geeignet ist. Multi-Mode-LWL werden im Allgemeinen für die Übertragung über kurze Entfernungen im Datacenter eingesetzt.

Übersicht zu Glasfaserkabel-Arten

• Pigtail: kurzer Lichtwellenleiter ohne Hülle mit LWL-Stecker, ausschließlich zum Spleißen vorgesehen
• Patchkabel: sehr flexibel, an beiden Enden mit Stecker versehen, mit geringer Zugentlastung, ausgestattet mit Adapter für verschiedene Stecker
• Innenkabel: gute Zugentlastung, flexibel einsetzbar im Steigbereich oder Verkabelung von Etagen
• Außenkabel: robust und witterungsbeständig mit Schutzmantel
• Universalkabel: Verlegung innen wie außen in Rohren oder Schächten möglich

Darüber hinaus lassen sich die LWL-Kabel auch durch die Art der Mantelumhüllung klassifizieren. Hier ist von Volladern, Hohladern, Kompaktadern und gefüllten oder ungefüllten Bündeladern die Rede. Relevantes Kriterium für diese Unterscheidung ist die Positionierung der Lichtwellenleiter im Kabel und die Form der umgebenden Hülle. 

Für Glasfaserkabel existieren international und national unterschiedliche Standards:

• ITU-T G.651 bis G.657
• ISO/IEC 11801 und 24702 und IEC 60793
• DIN VDE 0888

Die Deutsche Telekom verwendet Glasfaserkabel, die bis zu 192 einzelne optische Fasern enthalten. Auf dem Weltmarkt werden Glasfaserkabel mit bis zu mehr als 500 Fasern für unterschiedlichste Einsatzzwecke genutzt.

Wie funktioniert Datenübertragung bei einem Glasfaserkabel?

Wissenschaftler haben sich bereits im 19. Jahrhundert mit der Übertragung von Signalen durch Licht beschäftigt. In den 1950er Jahren wurden Lichtwellen erstmals im Rahmen medizinischer Behandlungen eingesetzt. Bis heute hat sich die Glasfasertechnik stetig verbessert. Inzwischen können über immer längere Strecken immer größere Datenmengen mit höheren Geschwindigkeiten transportiert werden. Wie bei Kupferkabeln ist auch bei der Übermittlung von optischen Signalen über Glasfasern die Dämpfung eine Herausforderung. Je länger ein Glasfaserkabel ist, desto weniger Licht gelangt von einem Ende zum anderen. Der Lichtverlust wird auf Langstrecken durch Zwischenverstärker kompensiert, die optische Signale wieder verstärken.

In einem Glasfaserkabel werden Daten mittels Licht übertragen. Dabei wandern die optischen Signale, die von Laserdioden erzeugt werden, durch die Fasern. Die Übertragung verläuft in Lichtgeschwindigkeit. Dieser komplex erscheinende physikalische Prozess lässt sich im Grunde sehr einfach erklären. Die Lichtwellen breiten sich in der Glasfaser aus. 

Die Glasfaser besteht aus einem Kern und Mantel. Die äußere Schutzhülle verhindert aufgrund ihrer Eigenschaft, dass Signale den Kern verlassen können. Grund dafür ist der unterschiedliche Brechungsindex von Kern und Mantel, der dafür sorgt, dass die sich bewegenden Lichtwellen aus dem Mantel austreten und für die Signalübertragung verloren gehen. Sie können sich stattdessen ihren Weg durch die Faser bahnen und lange Strecken zurücklegen. Möglich wird das durch ein Verfahren, das als Dotierung bezeichnet wird. Hier werden dem Material des Mantels weitere fremde Atome in sehr geringer Menge hinzugefügt. Bei einem LWL-Leiter sind das beispielsweise Germanium oder Phosphor. Sie mischen sich mit dem Quarzsand und verschaffen dem Mantel seine lichtbrechende Funktion.

Lichtwellenleiter sind für Kommunikationsnetze auf der ganzen Welt zum unverzichtbaren Bestandteil geworden und kommen in der Nachrichtentechnik, Telekommunikation und vielen anderen Bereichen zum Einsatz. Die Technologie ist auch bekannt aus der Medizin, von Endoskopen und Mikroskopen, Laserstrahlen oder von Beleuchtungen an Geräten, Gebäuden oder Dekorationselementen. Zudem kommen LWL auch häufig bei optischen Messgeräten zur Anwendung.

Verlegung von Glasfaserkabeln

Neben Erdverlegung und oberirdischer Verlegung an Masten werden Glasfaserkabel im Außenbereich bei der Deutschen Telekom hauptsächlich mit Druckluft in kleine Leerrohre (Speedpipes) eingeblasen, welche vorab im Erdreich oder in Mantelrohren verlegt wurden.

Die Speedpipes haben einen Innendurchmesser von vier bis acht Millimetern und werden oftmals in einem Rohrverband mit bis zu 22 Rohren ausgelegt. In diese Speedpipes werden dann die Glasfaserkabel (ø 2,3 Millimeter bis 6,5 Millimeter) mit speziellen Druckluftkompressoren bis zu 2000 Meter am Stück eingeblasen. Abhängig von der Trassenführung und vom Typ des Kabels wird das Glasfaserkabel auf dem Druckluftpolster mit zusätzlicher Hilfe eines mechanischen Vortriebs am Kompressor innerhalb von einer Minute auf einer Strecke von bis zu 100 Metern vorgetrieben. Der Vortrieb und das Luftpolster wirken wie ein Förderband innerhalb des Rohres. Das Einblasen der Glasfaserkabel erfolgt entweder direkt aus der Telekom-Betriebsstelle oder von zentralen Verteilern auf der Straße (Outdoorgehäuse, Muffe oder Kabelschacht) in Richtung Kunde.

Die Glasfasertrassen verlaufen oft entlang von öffentlichen Gehwegen oder Straßen auf verschiedenen Netzabschnitten über teils größere Längen. In Gebieten ohne vorhandene Leerrohre und mit alter Kupfertechnik sind große Aufwendungen für den Neubau von Glasfasertrassen im öffentlichen Bereich erforderlich.

Damit die einzelnen Glasfasern der Kabel in den jeweiligen Netzelementen verbunden werden können, etwa beim Hausanschluss, bei unterirdischen Kabelmuffen oder einer Verteilerstation, werden die jeweiligen Enden der Faser der LWL-Kabel durch gleichzeitiges Zusammenfügen mittels eines Lichtbogens fest miteinander verschweißt.

Dieser Vorgang ist als Spleißen bekannt. Das angeschmolzene Glas verbindet sich und erstarrt nach dem Erkalten. Zum Schutz vor mechanischen Einwirkungen und Umwelteinflüssen muss diese Stelle noch mit einem sogenannten Spleißschutz versehen werden. Zum Glasfaser-Spleißen werden präzise Spleißgeräte eingesetzt, welche an der Spleißstelle nur eine minimale Dämpfung hinterlassen.

Die Verlegung von Glasfaserkabeln wurde früher fast nur zwischen Betriebstellen im Fernverkehr realisiert. Mittlerweile werden immer häufiger Glasfaserkabel von den Betriebsstellen über die Hausanschlüsse bis in die Wohnung des Kunden verlegt. Diese Ausbaumethode nennt sich FTTH (Fibre to the Home) Weitere gängige Anschluss-Architekturen von Glasfaser sind darüber hinaus Glasfaser bis zum Gebäude (Fiber to the Building -FTTB) und Glasfaser bis ans Multifunktionsgehäuse am Straßenrand (Fiber to the Curb - FTTC). Neben dem großen Potential an privaten Kunden werden auch Geschäftskunden und Mobilfunkstandorte zukünftig fast nur noch mit Glasfaserkabeln angebunden.

Unterschied zwischen Glasfaserkabel und Kupferkabel

Bei einem Glasfaserkabel werden viele Lichtwellenleiter gebündelt. Sie übernehmen die Funktion eines Übertragungsmediums in einem Netzwerk. Die Übertragung erfolgt durch Photonen, also durch optische Lichtsignale. Das ist der wesentliche Unterschied zur Datenübertragung über Kupferkabel. Dort sind Elektronen die Impulsgeber für die Weiterleitung von elektrischen Signalen.
Die Glasfasertechnik hat im Kern den Vorteil, dass sie sehr hohe Übertragungsraten ermöglicht. In einem Kommunikationsnetz aus Glasfaser können Bandbreiten von bis zu mehreren Terabit/s (1.000.000 Mbit/s) im Kern- und Fernnetz und im Zugangsnetz zum Kunden von bis zu mehreren Gigabit/s (1.000Mbit/s) über eine Glasfaser transportiert werden Damit ist gleichzeitig eine sehr schnelle und sehr leistungsfähige Datenübertragung möglich. 

Neben der Schnelligkeit punktet Glasfaser auch mit Zuverlässigkeit. Elektromagnetische Störungen beeinflussen den Datentransfer über Glasfaserkabel nicht. Dieser Vorteil ist insoweit bedeutend, weil im Zeitalter der Digitalisierung und den zunehmend parallel laufenden Online-Anwendungen eine durchgehend hohe Übertragungskapazität die Bedürfnisse von anspruchsvollen Internetnutzern vollumfänglich erfüllt.

Datenautobahn Glasfaserkabel.
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