Glasfaser für Korschenbroich-Pesch

Glasfaser ist besser, weil...

Vorwort

In diesem Kapitel geht es um die technischen Vorteile, die Glasfaseranschlüsse gegenüber anderen Internetzugangstechniken haben. Wenn Sie kein Interesse an technischen Details haben, können Sie dieses Kapitel überspringen, aber wischen Sie die Unterschiede nicht weg: Dass Glasfaser technisch viel besser ist, bestreiten nicht einmal die Provider, deren Internetanschlüsse noch über Kupferkabel realisiert sind. Auseinander gehen die Ansichten darüber, ob die Vorteile jetzt den Aufwand rechtfertigen, Glasfaserkabel bis ins Haus zu verlegen. Die Provider, die über existierende Hausanschlüsse in Kupferleitungstechnik verfügen, sehen das naturgemäß anders als Provider, die neue Anschlüsse bauen und sich alte Technik nicht durch wegfallende Installationskosten schönrechnen können. Einigkeit herrscht wiederum darüber, dass das herkömmliche Telefonnetz keine Zukunft mehr hat, sondern durch Internettelefonie ersetzt wird, und im Prinzip auch darüber, dass der steigende Bandbreitenbedarf in absehbarer Zeit die Umrüstung auf Hausanschlüsse in Glasfasertechnik erforderlich machen wird. Über das Wann gehen die Meinungen dann wieder auseinander. Die Deutsche Telekom legt z.B. einigen Zweckoptimismus zu dem Thema an den Tag, was zukünftige Übertragungstechnik aus den Kupferkabeln noch herausholen kann.

Schnell, schneller, Glasfaser

Das wichtigste zuerst: Über Glasfasern können höhere Geschwindigkeiten erreicht werden als über jeden anderen Internetzugang. Bereits die Technik, die z.Z. von Deutsche Glasfaser eingesetzt wird, stellt eine Gigabit-Verbindung zwischen PoP und NT bereit. Das Ende der Aufrüstbarkeit ist noch nicht abzusehen. Es existiert bereits symmetrische Übertragungstechnik für 100Gigabit/s über Glasfasern, also die tausendfache Geschwindigkeit eines heutigen Basisanschlusses bei Deutsche Glasfaser.

Über das Fernsehkabel kann mit aktueller Technik maximal 10Gbit/s im Download und 1Gbit/s im Upload übertragen werden. Allerdings teilen sich diese Bandbreite alle Teilnehmer, die an einem Segment angeschlossen sind. Außerdem gehen von der maximalen Downloadbandbreite noch große Übertragungskapazitäten für das Fernsehprogramm ab, und die theoretischen Bandbreiten werden wegen Störeinflüssen tatsächlich nicht erreicht. In der Praxis klagen viele Kunden von Kabelnetzbetreibern über tageszeitabhängige Überlastung. Große zukünftige Steigerungen der Geschwindigkeit sind beim Fernsehkabel nicht zu erwarten, da bereits für heutige Angebote im Prinzip sehr kleine Segmente nötig sind.

Die DSL-Technik hat mit VDSL2 ihren Höhepunkt erreicht. Zukünftige Entwicklungsstufen setzen so kurze Kabel voraus, dass sie gerade im ländlichen Raum nicht mehr sinnvoll als Verteiltechnik eingesetzt werden können. Die Nachfolgetechnik G.fast wird voraussichtlich nicht zum Einsatz kommen. Schon der VDSL-Ausbau wird nicht den ganzen Ort mit den maximal erreichbaren 100Mbit/s im Download versorgen. Große Bereiche werden maximal 50Mbit/s oder sogar nur 25Mbit/s bekommen, ohne Aussicht auf Verbesserung. Die Upload-Geschwindigkeiten sind noch deutlich niedriger.

Alles Glasfaser?

Vielleicht ist Ihnen auch schon aufgefallen, dass sowohl Unitymedia als auch die Deutsche Telekom das Wort "Glasfaser" für sich entdeckt haben. Unitymedia bewirbt die eigenen Anschlüsse z.B. mit den Worten "COAX-Glasfaser-Technologie". Auf die Kritik an den großen Outdoor-DSLAM-Schränken, die für den VDSL Ausbau u.a. vor einem denkmalgeschützten Haus in Korschenbroich aufgestellt wurden, antwortete ein Telekomsprecher, diese seien "Verteilerkästen für unsere Glasfaser".

Diese Wortwahl ist zwar im Prinzip nicht völlig falsch, aber Klarheit schafft man damit nicht. Alle Internetprovider setzen für ihre Netze Glasfasern ein, da dies die einzige Technik ist, mit der die benötigten Übertragungskapazitäten geschaffen werden können. Sowohl beim Internet über das Fernsehkabel als auch bei VDSL reicht das Glasfasernetz aber nur bis in die Nähe der Häuser, eben bis in diese Kästen am Straßenrand. Von dort aus kommt die Verbindung über das Fernsehkabel bzw. über das Telefonkabel ins Haus. Diese sogenannte "letzte Meile" ist der Engpass. Im Zusammenhang mit diesen Anschlüssen von Glasfaser zu sprechen, ist also "Marketing".

Shared Medium

Um zu verstehen, welche Engpässe bei den unterschiedlichen Internetzugangstechniken auftreten können, ist es auch wichtig, die Teile des Netzes zu erkennen, die als "shared medium" genutzt werden. Auf ein "geteiltes Medium" (Leitung, Funkfrequenzen, etc.) greifen mehrere Teilnehmer so zu, dass die Nutzung andere Teilnehmer zur gleichen Zeit ausschließt. Die gesamte Übertragungsleistung wird auf alle Nutzer aufgeteilt, indem sie das Medium abwechselnd benutzen. Das ist eine Form von "Multiplexing", auf das in einem späteren Abschnitt weiter eingegangen wird.

Es ist das Wesen von Netzwerken, dass nicht nur exklusiv nutzbare Verbindungen existieren. Das Ziel von Netzwerkarchitekturen ist aber, die Illusion der exklusiven Verbindung zu erreichen und unabhängig vom Nutzungsverhalten einzelner aufrechtzuerhalten. Die entscheidende Frage ist deshalb nicht, ob es ein geteiltes Medium gibt, sondern wo und wie leistungsfähig es ist. Vereinfacht gesagt ist ein geteiltes Medium problematischer, je weniger Nutzer es teilen. Das erscheint auf den ersten Blick unlogisch, ist doch ein Medium mit nur einem Nutzer überhaupt nicht problematisch. Aber dann ist es auch kein geteiltes Medium. Schon bei zwei Nutzern zeigt sich, was damit gemeint ist: Nehmen Sie z.B. eine Telefonleitung, die sie mit einer weiteren Person teilen. Nur eine Person kann gleichzeitig telefonieren. Besonders dann, wenn Sie keinen Einfluss darauf haben, wann der andere Nutzer telefoniert, kann das ganz schön störende Auswirkungen haben. Die Illusion der eigenen Telefonleitung ist dahin. Vier Personen mit zwei Telefonleitungen machen schon weniger Stress, weil Einschränkungen durch das geteilte Medium seltener vorkommen. Und so geht das weiter: Wenn die Anzahl der Nutzer steigt, wird die Auslastung des Netzes immer gleichmäßiger, so dass die Kapazität des geteilten Mediums immer weniger auf Extremnutzungsfälle ausgelegt werden muss. Dass von zwei Personen alle gleichzeitig telefonieren wollen, kommt oft vor. Der Eindruck einer exklusiv nutzbaren Telefonleitung setzt in dem Fall so viele Leitungen wie Nutzer voraus. Dass von 200 Personen alle gleichzeitig telefonieren wollen, kommt dagegen praktisch nie vor. Auch wenn weniger Leitungen als Benutzer vorhanden sind, hat jeder den Eindruck, eine eigene Telefonleitung zur Verfügung zu haben.

Telefonmodem: Bei der Datenübertragung über das Telefonnetz war das Shared Medium die Anzahl der Telefonleitungen. Sobald eine Verbindung zwischen den beiden Modems geschaltet war, stand diese exklusiv zur Verfügung. Problematisch war das dort, wo Ortsgespräche kostenlos waren: Mit dem Aufkommen der DFÜ wurden mehr und mehr Leitungen durch lang andauernde DFÜ-Verbindungen belegt, so dass teilweise keine Wählverbindungen mehr aufgebaut werden konnten.

DSL: Anders als die "circuit-switched" Verbindungen des Telefonnetzes arbeitet DSL wie alle anderen Internetzugangstechniken seitdem auf der Netzseite mit paketvermittelter Datenübertragung. Die Anzahl der Leitungen ist daher keine Grenze mehr. In der Vermittlungsstelle steht ein DSLAM genanntes Gerät, das das Gegenstück zum DSL-Modem ist. Die Telefonleitung zwischen dem DSLAM und dem DSL-Modem steht exklusiv zur Verfügung, ist also auch kein geteiltes Medium. Bei DSL ist das geteilte Medium die Bandbreite, mit der der DSLAM an das Kernnetz des Internetproviders angeschlossen ist. Diese Bandbreite ist in der Regel kein Flaschenhals. Der Engpass liegt in der Leitung zwischen Vermittlungsstelle und Kundenanschluss: Die Kupferleitung dämpft das Signal in Abhängigkeit von Frequenz und Entfernung. Für hohe Übertragungsraten wird ein starkes und breitbandiges Signal benötigt. Bei einer langen Leitung ist das Signal aber insgesamt schwach und in den höheren Frequenzbereichen weiter abgeschwächt.

VDSL: Mit VDSL rückt die Vermittlungstechnik näher an den Kunden. Die DSLAMs befinden sich in Schaltschränken am Straßenrand, so dass die Verbindung zum VDSL-Modem nur noch wenige hundert Meter lang ist. Dadurch wird die entfernungsabhängige Dämpfung begrenzt. Durch die höheren Datenraten der einzelnen Anschlüsse müssen die DSLAMs aber eine entsprechend schnelle Verbindung an das Kernnetz des Providers bekommen. Diese Verbindung teilen sich alle VDSL Kunden, die an den jeweiligen DSLAM angeschlossen sind. Weil die Reichweite eines DSLAMs durch die Eigenschaften der Kupferkabel begrenzt ist, sind nur verhältnismäßig wenige Kunden an einen Outdoor-DSLAM angeschlossen, mit der Folge, dass die ausgleichenden Effekte großer Benutzergruppen noch nicht greifen. Wenn diese Verbindung daher zu knapp dimensioniert wird, kann hier abhängig vom Nutzungsprofil der Nachbarn ein Engpass entstehen. Allerdings ist eine Aufrüstung gut möglich, so dass das kein prinzipielles Problem darstellt. Wie bei DSL ist das Kupferkabel letztlich der begrenzende Faktor. Nennenswerte Geschwindigkeitssteigerungen sind nur noch von immer kürzeren Leitungen bis zum Modem des Kunden zu erwarten.

Kabelfernsehen: Das Koaxial-Breitbandkabelnetz wurde vielerorts rückkanalfähig gemacht und steht seitdem auch als Internetzugang zur Verfügung. Von der ursprünglichen Nutzung als Broadcast-System stammt noch die Netzarchitektur, bei der viele Kunden über Stichleitungen an eine Stammleitung angeschlossen sind. Alle Kunden an einem Segment der Stammleitung nutzen diese Leitung als geteiltes Medium mit einer Mischung aus Zeit- und Frequenzmultiplexing. Während bei (V)DSL die Eigenschaften des Telefonkabels die maximale Bandbreite begrenzen, die an einem einzelnen Anschluss angeboten werden kann, ist die Übertragungsleistung des Koaxialkabels sehr hoch. Damit können an einem Breitbandkabel-Anschluss nominell sehr hohe Bandbreiten angeboten werden. Die Technik kann diese Bandbreiten auch tatsächlich liefern, aber nur bis die gesamte Leistung des Netzsegments belegt ist, denn es ist ein geteiltes Medium. Die Versuchung, immer höhere Geschwindigkeiten an den Kundenanschlüssen anzubieten, obwohl dadurch die Gesamtbandbreite immer stärker überbelegt wird, ist sehr groß. Der Kunde merkt das daran, dass die versprochene Bandbreite nur dann tatsächlich zur Verfügung steht, wenn andere Teilnehmer das Netz wenig nutzen. Zu den Hauptverkehrszeiten bricht die Übertragungsgeschwindigkeit dagegen mehr oder weniger stark ein. Für den Netzbetreiber entsteht an der Stelle ein Dilemma: Durch Aufteilung des Segments kann die Zahl der Nutzer je Segment verringert und damit die Bandbreite pro Nutzer vergrößert werden. Aber erstens kostet diese Aufteilung natürlich Geld, und zweitens bedeuten weniger Teilnehmer ein schlechter vorhersagbares Nutzungsverhalten. Das Überbelegungsverhältnis muss deshalb kleiner ausfallen, wodurch der Bandbreitengewinn durch die Segmentteilung teilweise aufgewogen wird.

Konkret "verspricht" z.B. Unitymedia für den 400Mbit/s Tarif eine übliche Bandbreite im 24-Stunden-Mittel von 85%. Das sieht zwar auf den ersten Blick nicht schlecht aus, aber als minimale Bandbreite wird nur 40% der Tarifgeschwindigkeit "versprochen". Zusammen bedeuten diese Angaben, dass im Extremfall täglich sechs Stunden lang nur 40% der Tarifgeschwindigkeit zur Verfügung stehen können, ohne im 24-Stunden-Mittel 85% zu unterschreiten. Tatsächlich gesteht Unitymedia in den "Besonderen Geschäftsbedingungen Internet und Telefonie" ein, dass aufgrund des geteilten Mediums auch die Minimalbandbreite noch deutlich unterschritten werden kann. Für die ohnehin nicht üppige Upstream-Bandbreite werden 90% im Durchschnitt und 50% als Minimum angegeben.

Glasfaser bis in die Wohnung (FTTH): Es gibt verschiedene Arten von FTTH Anschlüssen. Bei einigen teilen sich mehrere Anschlüsse die Bandbreite einer Glasfaser. Mehr dazu im Abschnitt Multiplexing. Im Netz der Deutschen Glasfaser wird jeder Anschluss über eine eigene Glasfaserleitung bis zum PoP realisiert. Erst im PoP wird diese Leitung mit anderen Leitungen zusammengefasst. Durch die gute Zugänglichkeit des PoPs stehen einer Aufrüstung auf schnellere Verbindungen keine technischen Hürden im Weg.

Moden für Licht

Mit Moden sind in der Glasfasertechnik die verschiedenen Arten der Lichtausbreitung in einer Glasfaser gemeint. Das ist einerseits komplexe Mathematik, andererseits im Ergebnis aber sehr einfach: Es wird zwischen Singlemode Fasern und Multimode Fasern unterschieden. Der Kern von Singlemode Fasern ist so dünn, dass sich das Licht darin nur auf eine Weise ausbreiten kann. In den dickeren Kernen von Multimode Fasern gibt es mehrere verschiedene "Wege" für das Licht. Die Folge davon sind schlechtere Signaleigenschaften in Multimode Fasern. Gigabit-Ethernet über Multimode Fasern (1000BASE-SX) reicht deshalb nur maximal 550m weit. Mit Singlemode Fasern sind wesentlich größere Distanzen möglich, z.B. bis zu 5km bei Verwendung von 1000BASE-LX. Mit anderen Techniken sind über Singlemode Fasern noch sehr viel größere Entfernungen überbrückbar. Singlemode bzw. Multimode hat nichts mit der Anzahl der Glasfasern zu tun, die für eine Verbindung verwendet werden. Letzteres ist der Unterschied zwischen Duplex- und Simplex-Kabeln.

Fiber-to-the-X

Fiber, Glasfaser, ist heute in allen Netzen im Einsatz. Wenn Provider also von Glasfasern sprechen, dann kommt es auf die Details an. Je nachdem, wie nah das Glasfasernetz an das Endgerät herankommt, bezeichnet man die Anschlüsse mit verschiedenen FTTx-Kürzeln. Die gebräuchlichen sind:

FTTN (Fiber To The Neighborhood): Das Glasfasernetz reicht bis zur zentralen Vermittlungsstelle eines Ortes. Von dort führen dicke Kupferkabel mit vielen Doppeladern zu den Kabelverzweigern. Dort sind Adernpaare mit den einzelnen Kupferleitungen verbunden, die zu den Hausanschlüssen führen. Die Kabellänge zwischen Vermittlungsstelle und Hausanschluss kann mehrere Kilometer betragen. Hier sind Dial-Up (Telefonmodem) und DSL zu finden.

FTTC (Fiber To The Curb/Cabinet): Das Glasfasernetz reicht bis zu einem Schrank an der Straße, der bei dieser Technik aktive Übertragungstechnik enthält und entsprechend größer als ein reiner Kabelverzweiger ist. Nach der in den Schränken eingesetzten Technik werden sie auch Outdoor-DSLAMs genannt. Das bedeutet "Digital Subscriber Line Access Multiplexer" für "draußen". Bei FTTN waren diese Gegenstücke zu den DSL-Modems der Kunden noch drinnen, nämlich in der Vermittlungsstelle. Die Kabellänge zwischen Outdoor-DSLAM und DSL-Modem beträgt nur wenige hundert Meter. In diese Kategorie fallen sowohl VDSL als auch Vectoring, aber auch die Kabelfernsehnetze, die zu Internetzugängen aufgerüstet wurden.

FTTB (Fiber To The Building): Damit ist der Hausanschluss in Glasfasertechnik gemeint. Im Gegensatz zu FTTH besteht die In-Haus-Verkabelung noch aus Kupferleitungen. Wenn Sie von der Deutschen Glasfaser nicht nur den Hausübergabepunkt (HÜP) sondern auch den Netzabschluss (NT) im Keller statt in der Wohnung installieren lassen, dann haben Sie streng genommen einen FTTB Anschluss. Mit einer Gigabit-Ethernet-Verbindung innerhalb des Hauses hat dies jedoch auf absehbare Zeit keinen Nachteil gegenüber einem echten FTTH Anschluss. Wenn der Rest des Weges aber mit anderen Techniken, wie z.B. PowerLAN-Modems oder gar WLAN überbrückt wird, vergeben Sie einige Vorteile des Glasfaseranschlusses.

FTTH (Fiber To The Home): Dieser Anschlusstyp ist z.Z. das Optimum. Das Glasfaserkabel reicht bis in die Wohnung. Die Deutsche Glasfaser verlegt auf Wunsch bis zu 20m Glasfaser durch vorbereitete Kabelwege vom Hausübergabepunkt (HÜP) im Keller oder Hausanschlussraum bis in die Wohnung, wo der Netzabschluss (NT) installiert wird. Das ist echtes FTTH. Es entsteht eine durchgängige optische Verbindung von der Wohnung bis zum Point-of-Presence (PoP), wo Router die Verbindung zum Kernnetz der Deutschen Glasfaser herstellen. Aber auch in der Königsdisziplin gibt es noch Unterschiede. Dazu mehr im Abschnitt "Multiplexing".

FTTD (Fiber To The Desktop): Mit Glasfaseranschlüssen bis zum Schreibtisch gibt es noch eine weitere Stufe, die z.Z. aber gravierende Nachteile gegenüber FTTH hat. So ist z.B. die Verbreitung von optischer Netzwerktechnik in Endgeräten praktisch nicht existent. Außerdem sind Glasfasern zwar sehr robust gegenüber vielen Einflüssen, aber nicht gegenüber Knicken, was zum Brechen der Glasfaser führt und sie unbrauchbar macht. Bisher ist die Nutzung von Glasfaserleitungen außerhalb fester Verlegung u.a. deshalb umständlich und fehleranfällig.

Multiplexing

Kabel sind zwar nicht allzu teuer, vor allem nicht im Vergleich zu der Arbeit beim Verlegen, aber sie brauchen Platz. Daher kann die Anzahl der verlegten Leitungen nicht beliebig nach oben geschraubt werden. Also wird mit verschiedenen Techniken versucht, mehr Nutzen aus den einzelnen Kabeln zu ziehen. Das wird "Multiplexing" genannt. Man kann mehrere Signale abwechselnd übertragen (TDM, Time Division Multiplex) oder auf verschiedenen Frequenzen. Da bei optischer Übertragung üblicherweise die Wellenlänge und nicht die Frequenz genannt wird, heißt die Mehrfachnutzung einer Glasfaser mittels verschiedener Frequenzen WDM, Wavelength Division Multiplex.

Mit Multiplexing hängt die Frage zusammen, wie viele Fasern für eine Verbindung verwendet werden. Weil Reflexionen an Steckverbindungen die Übertragung stören würden, werden Sende- und Empfangsrichtung voneinander getrennt, so dass der Empfänger nicht die Reflexionen des Senders auf der selben Seite "sieht". Dazu können zwei Fasern verwendet werden: Eine für die Übertragung in die eine Richtung und eine weitere für die Übertragung in die andere Richtung. Für solche Verbindungen werden Duplex-Kabel verwendet, die zwei Fasern enthalten und diese auf je zwei Stecker an jedem Ende führen. Es ist aber auch möglich, die Trennung durch verschiedene Wellenlängen ("Farben") vorzunehmen. Dann wird in beide Richtungen über eine Faser übertragen. Reflektionen stören nicht, weil der Empfänger nicht auf die Wellenlänge des Senders auf der selben Seite reagiert. Für solche Verbindungen werden Simplex-Kabel verwendet, die nur eine Faser enthalten und diese auf je einen Stecker pro Seite führen.

Auf Mehrfachnutzung basiert auch ein Standard, der teilweise für FTTH Anschlüsse eingesetzt wird: GPON, Gigabit Passive Optical Network. Als "passive optische Netzwerke" werden eine Reihe von Standards bezeichnet, bei denen die Fasern von mehreren Anschlüssen an einem Punkt innerhalb des Netzes zusammenlaufen, an dem die Signale passiv, d.h. ohne Elektronik, auf eine Faser zusammengeführt werden, bzw. in umgekehrter Richtung das Signal dieser einen Faser über Strahlteiler auf alle Anschlüsse verteilt wird. Über diese eine Faser werden die Signale aller Anschlüsse eines Splits dann von und zur Vermittlungsstelle übertragen. Die Elektronik, die für den geregelten Zugriff auf dieses "geteilte Medium" verantwortlich ist, befindet sich an den Endpunkten des passiven optischen Netzwerks. Dabei werden WDM für die Trennung von Sende- und Empfangsrichtung und TDM für die Aufteilung des Zugangs auf mehrere Anschlüsse verwendet.

Ein Nachteil aller Multiplexing-Verfahren ist die mehr oder weniger starke Einschränkung auf bestimmte Übertragungstechniken, die mit der gewählten Netzarchitektur und den passiven Komponenten im Netz zurechtkommen. Dies wurde z.B. der OPAL (OPtische AnschlussLeitung) zum Verhängnis, die kurz nach der Wiedervereinigung von der Deutschen Telekom zum Ausbau des Telefonnetzes in den östlichen Bundesländern eingesetzt wurde. Die dabei eingesetzte Multiplexing-Technik war auf den reinen Telefonbetrieb ausgelegt. Derartige Anschlüsse konnten daher später nicht für DSL verwendet werden.

FTTH Anschlüsse für Endverbraucher basieren häufig auf dem GPON Standard, d.h. es kommt Time Division Multiplexing zum Einsatz. Die Bandbreite wird damit auf mehrere Anschlüsse aufgeteilt. In diesem Standard ist auch die unterschiedliche Up- und Downstream Datenrate angelegt: In Richtung zum Netz ist die Datenrate auf rund. 1,2Gbit/s festgelegt, halb so viel wie in der Richtung vom Netz. Die technische Asymmetrie schlägt sich in den angebotenen Tarifen nieder.

Die Deutsche Glasfaser hat bis 2017 auch für Endverbraucher ein sogenanntes aktives optisches Netzwerk gebaut. Die Signale der einzelnen Anschlüsse wurden über exklusiv für die jeweiligen Anschlüsse genutzte Glasfasern bis zum PoP (Point of Presence) geführt, wo sich die aktiven Verteilkomponenten des Netzes befinden (Router). Mit diesem Netzaufbau stand von Beginn an eine höhere Bandbreite für jeden einzelnen Anschluss zur Verfügung, da zwischen dem Router und dem Hausanschluss die Bandbreite nicht mit anderen Kunden geteilt wurde.

Inzwischen setzt die Deutsche Glasfaser bei neuen Projekten aus Kostengründen GPON-Technik ein. Zumindest anfänglich soll dabei die Netzstruktur mit separaten Glasfasern bis zum PoP für jeden Hausanschluss beibehalten werden und die Zusammenführung der Signale erst im PoP erfolgen. Glasfasern vom PoP bis ins Haus sind technologieneutral und können über einen Austausch der Endgeräte noch weit über die bisherigen Geschwindigkeiten hinaus genutzt werden, ohne dass dafür wieder Bauarbeiten notwendig wären.

Symmetrie

Die bislang überwiegend eingesetzten Internetzugangstechniken sind asymmetrisch. Das heißt, der Upload ist (viel) langsamer als der Download. Das hängt einerseits mit dem typischen Nutzungsprofil zusammen: Es werden häufig weniger Daten gesendet als aus dem Internet empfangen. Andererseits gibt es dafür aber auch technische Gründe.

DSL wird weit überwiegend asymmetrisch betrieben, weil die nutzbare Datenrate im symmetrischen Betrieb insgesamt geringer ist. Das liegt daran, dass die größten Störungen durch benachbarte (ohne Abschirmung dicht aneinander liegende) Kabel dort entstehen, wo die Leitungen zusammenlaufen, also in der Nähe des DSLAM. An diesem Ende der Leitung ist das Signal des DSL-Modems durch die lange Leitung gedämpft, so dass eine große Störung auf ein schwaches Signal wirkt. Diese Richtung ist also "teuer": Es wird viel Bandbreite für eine niedrige Übertragungsleistung gebraucht. In der umgekehrten Richtung wirken die Störungen auf das noch starke Signal des DSLAM. Diese Richtung nutzt das Frequenzspektrum daher effizienter. Dies ist übrigens der Punkt, an dem Vectoring ansetzt: Die stärksten Störungen kommen von den starken Signalen des DSLAM in den dicht gepackten Kabeln. Unter der Voraussetzung, dass der DSLAM das gesamte Kabelbündel bedient, kann er die Störungen vermessen und kompensieren, wenn er alle Signale zusammen (als Vektor) und nicht unabhängig voneinander verarbeitet. Durch die nötigen Berechnungen steigt allerdings der Stromverbrauch, und im Vergleich zu moderneren Techniken ist der Bandbreitengewinn enttäuschend.

Die Asymmetrie der Internetzugänge über das Kabelfernsehen hängt mit der Verwendung eines geteilten Mediums zusammen. Während in Download-Richtung nur die Kabelkopfstation sendet, kommen die Signale in Upload-Richtung von allen Kabelmodems in einem Segment. Ein Teil der Übertragungskapazität im für den Upload verwendeten Frequenzbereich muss deshalb zur Koordination der Modems verwendet werden. Dieser Frequenzbereich ist außerdem deutlich schmaler (60MHz) als der Frequenzbereich für den Download (mehrere hundert MHz). Das hat EMV Gründe (ElektroMagnetische Verträglichkeit) und ist nicht einfach änderbar.

Bei GPON entsteht die Asymmetrie dadurch, dass in Upload-Richtung mehrere Sender koordiniert werden müssen, was Pausenzeiten zwischen den Übertragungen der einzelnen Anschlüsse nötig macht. In Download-Richtung ist dagegen nur ein Sender aktiv, dessen Signal auf alle Anschlüsse aufgeteilt wird.

Punkt-zu-Punkt Glasfaserverbindungen, wie sie von Deutsche Glasfaser bis 2017 gebaut werden, sind symmetrisch. Die verwendete Technik wird genau so für LANs eingesetzt, bei denen unterschiedliche Geschwindigkeiten überhaupt keinen Sinn ergeben würden. Von einer Einschränkung einer Richtung würde die andere Richtung auch nicht profitieren.

Lange Leitung

Bei der Betrachtung von DSL-Techniken kommt das Thema immer wieder auf die Leitungslänge. Eine lange Leitung ist bei DSL gleichbedeutend mit einem langsamen oder gar nicht verfügbaren Internetanschluss. Für höhere Geschwindigkeiten muss die Übertragungstechnik immer näher an die Häuser herankommen.

Die Übertragungsleistung von Koaxialkabeln, wie sie für das Kabelfernsehen eingesetzt werden, ist nicht so entfernungsabhängig. Dafür gibt es in diesem System das Problem, dass die Kabelsegmente nicht zu groß werden dürfen, weil sich alle Teilnehmer in einem Segment die Bandbreite teilen. Auch hier muss deshalb für mehr Bandbreite Übertragungstechnik in der Nähe der Kunden installiert werden.

Im Gegensatz dazu eignen sich Glasfasern auch für größere Distanzen. Das Glasfasernetz braucht deshalb keine Technik in der Nähe der Häuser. Die Deutsche Glasfaser plant ihr Netz mit Übertragungstechnik, die für 10km lange Verbindungen bei voller Geschwindigkeit spezifiziert ist. Die Verteilerkästen, in denen gebündelte Fasern mit den Fasern zu den einzelnen Anschlüssen verbunden werden, sind vergleichsweise klein und können deshalb unterirdisch im Gehweg angelegt werden. Glasfasern stören sich nicht gegenseitig. Aufwendige Kompensationstechniken wie DSL-Vectoring sind bei Glasfaserverbindungen nicht nötig.

Keine elektrische Verbindung

Glasfasern sind nicht elektrisch leitend. Sie bestehen im (sehr dünnen) Kern aus Glas und sind zum Schutz mit nichtleitendem Kunststoff umhüllt. Die Daten werden als Licht durch die Glasfaser übertragen. Über einen Glasfaseranschluss kann folglich keine Überspannung ins Haus kommen. Erdungsschleifen oder Potentialausgleichsströme können durch einen Glasfaseranschluss ebenfalls nicht entstehen.

Quellen und weiterführende Informationen