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Kabel wird mobil – oder ist es umgekehrt?

a man standing in front of his home with a smartphone in his hand

Es erscheint heute geradezu lächerlich, dass eigentlich die Sprachkommunikation die treibende Kraft hinter der Entwicklung der ursprünglichen Telekommunikationsdienste war. Wie überrascht wären die frühen Pioniere der Telefonie und Telegrafie, Alexander Graham Bell, Thomas Edison und Guglielmo Marconi, wenn sie die heutigen Teenager sehen würden, die mit dem Handy in der Hand herumlaufen und unterwegs Videos herunterladen und ansehen?

Daten sind heute der Schlüssel zu fast allen Entwicklungen in der Kommunikation, und das Mobiltelefon ist der Wegbereiter: das Gerät, über das fast jeder, ob Geschäftsanwender oder Verbraucher, Zugang zum Internet hat. Die Sprachkommunikation gehört fast – aber nicht ganz – zur Kategorie von anno dazumal.

Von Anfang an wurde der feste Internetzugang für Haushalte und Unternehmen per Kabel bereitgestellt, da das grundlegende Telekommunikationsnetz aus Twisted‑Pair‑Kabeln bestand. Und warum auch nicht? Mobilität war bei diesen Anwendungen noch nicht gefragt. In jedem Fall steckte die Mobiltelefonie Anfang der 1980er Jahre noch in den Kinderschuhen und erlangte erst Mitte der 1990er Jahre echte Popularität.

Der Nachteil von Kabeln besteht natürlich darin, dass sich das über die Entfernung übertragene Signal verschlechtert. Dennoch hat sich das in Telefonie‑Anwendungen verwendete Twisted‑Pair‑Kabel als geeignet erwiesen, Anwendungen mit niedriger Datenrate zu hosten. Durch den Einsatz von Koaxialkabeln, die ursprünglich für das Kabelfernsehen entwickelt wurden, verbesserte sich die Situation und es wurden höhere Datenraten möglich. Die beste Leistung bringt natürlich der Einsatz von Glasfaserkabeln, bei denen die Signalverschlechterung selbst bei Lauflängen von Dutzenden von Kilometern vernachlässigbar ist. Allerdings sind Installation und Wartung dieser Kabel unverhältnismässig teuer.

Um dieses Problem zu umgehen und den Vorteil der hohen Bandbreitenverfügbarkeit von Glasfaser bei gleichzeitiger Minimierung der Implementierungskosten zu nutzen, wurden verschiedene Modelle vermischt. Im neuesten Setup werden Glasfaserkabel zu einem Verteilungspunkt oder Verteilerkasten verlegt. Vor dort läuft dann ein herkömmliches Kabel zu den Kunden. Die Bandbreite wird durch den Einsatz einer Signalisierungstechnik mit dem Namen G.fast optimiert. Sie stammt aus der DSL‑Technologie (Digital Subscriber Line), die Ende der 1990er Jahre eingeführt wurde, als die Übertragung digitaler Signale begann.

In jüngerer Zeit zeichnet sich jedoch ab, dass auch in Festnetz‑Kommunikationsumgebungen LTE, also eine Mobilfunktechnologie, als Backhaul‑Möglichkeit der Wahl eingesetzt wird – um das Kernnetzwerk mit den peripheren Teilnetzen zu verbinden. Dies hat zwar den Vorteil, dass der Zugang zur Cloud und zu den anderen von den Nutzern nachgefragten Diensten universell und einheitlich ist. Jedoch mag es seltsam erscheinen angesichts der Einschränkungen des Spektrums für die Mobilfunktechnologie, der breiten Verfügbarkeit von Kabeln und der viel höheren Bandbreite bei der Verwendung von Glasfaserkabeln.

Die Diskrepanz zwischen den Bandbreiten der beiden Technologien (LTE und Kabel) nimmt mit der Weiterentwicklung der LTE‑Spezifikation rapide ab. Es verläuft vielleicht synchron zur Konvergenz der Kommunikationsanforderungen von Privat- und Geschäftskunden. Zunehmend gibt es wenig oder gar keinen Unterschied, da die Grenze zwischen Heim und Büro für geschäftliche Kunden verschwimmt und die Ansprüche der privaten Verbraucher steigen.

Teilweise liegt der Grund für diese abnehmenden Unterschiede darin, dass die mit Kabel möglichen Datenraten durch den Einsatz ähnlicher Techniken wie bei der Erhöhung der Datenraten von LTE realisiert werden. Die Raten im Bereich von Gbit/s werden beide Technologien in den nächsten Jahren bieten können. Dabei werden die LTE‑Raten durch die normsetzende Agenda der 3GPP, dem Third Generation Partnership Project zwischen Telekommunikationspartnern, das mit der Entwicklung von LTE beauftragt ist, in die Höhe getrieben.

Vielleicht lag es auf der Hand, dass Technologen versuchen würden, die gleichen oder ähnliche Techniken und Ansätze anzuwenden, um eine höhere Leistung aus verschiedenen Technologien herauszuholen. Es ist wie in der Medizin: Der Einsatz bewährter Medikamente bei verschiedenen Krankheiten, für die es derzeit keine Heilung oder Heilmittel gibt, kann oft zu überraschenden und zuträglichen Ergebnissen führen.

In der Tele- und Datenkommunikation trägt dieser Sharing‑Ansatz auch zu einem etwas überraschenden – aber letztlich zufriedenstellenden – Ergebnis bei: der Konvergenz von Festnetz und Mobilfunk. Fixed‑Mobile Convergence (FMC) wurde zwar bereits propagiert, aber nie richtig realisiert. Die dringende Notwendigkeit, so viel Bandbreite wie möglich aus der knappen Verfügbarkeit von Funkfrequenzen herauszuholen, ändert das.  

Zu diesem gemischten Ansatz tragen noch weitere Faktoren bei: die Kosten und die Regulierung, die sich auf die Aufrechterhaltung der verlegten Kupferkabel unter der Erde und das Legen neuer Kabeltrassen beziehen, Umweltaspekte – und die Tatsache, dass Mobilfunk‑Basisstationen oft bereits vor Ort sind.

Cisco kommentiert in seinem im Februar dieses Jahres veröffentlichten Visual Networking Index (VNI) Global Mobile Data Traffic Forecast Update: „Im Jahr 2015 überschritt der Offload von mobilem Datenverkehr auf Wi‑Fi‑Netzwerke erstmals den Mobilfunkverkehr. 51 % des gesamten mobilen Datenverkehrs wurde 2015 per Wi‑Fi oder Femtozelle auf das Festnetz ausgelagert. Insgesamt wurden jeden Monat 3.9 Exabyte mobiler Datenverkehr in das Festnetz verlagert. Nach seiner Einschätzung dürfte der Trend bis 2020 weiter verlaufen und dann auf 55 % (38.1 Exabyte/Monat) wachsen.

Ein Grossteil davon betrifft die mobile Datennutzung zuhause, wo die Nutzer über Festnetz‑Breitband- oder Wi‑Fi Access Points verfügen oder wo die Nutzer von betreibereigenen Femtozellen und Picozellen bedient werden. Ein Grossteil der datenintensiven Videonutzung findet zuhause statt. Der Bericht von Cisco prognostiziert, dass bis 2020 drei Viertel des weltweiten mobilen Datenverkehrs auf Video entfallen werden, gegenüber 55 % im Jahr 2015.

Mit der Zeit wird sich die Grenze zwischen Festnetz- und Wide Area Wireless‑Diensten deutlich verwischen, da Breitband zuhause und Remote‑Wi‑Fi Access Points vom LTE‑Backhaul bedient werden und über Mobilfunk vernetzte Geräte über verschiedene Access Points ihren Datenverkehr auslagern. Einige Betreiber springen auf den fahrenden Zug mit dem Mix auf und kombinieren LTE/Internet mit einem Komplettangebot aus einer Hand. Smart Home‑Technologie, Mobilfunk-/Festnetztelefonie, Internet – sie alle stammen von Anbietern wie AT&T, Vodafone und DT. Vielleicht hat FMC (Fixed Mobile Convergence) diesmal wirklich Bestand, angetrieben von der stetig steigenden Nachfrage nach Daten.