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4-2021

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Zeitschrift für Elektro-, Gebäude- und Sicherheitstechnik, Smart Home

Netzwerktechnik Neue

Netzwerktechnik Neue Breitbandtechnologien und die steigenden Anforderungen an die Messtechnik Der Datenhunger und die Folgen Scheinbar unaufhaltsam wächst der Datenhunger und der Bedarf an Bandbreite für gewerbliche, industrielle und private Anwendungen. Welche Folgen hat das für Übertragungs- und Messtechnik? Schema verschiedener FTTx-Formen Autor: Marco Brielmann Sales Director Kurth Electronic GmbH www.kurthelectronic.de Mit der zunehmenden Verfügbarkeit von Bandbreite steigt erfahrungsgemäß auch deren Inanspruchnahme. Durch das steig wachsende Angebot von zum Beispiel Videostreaming und der steigenden Qualität der Videoinhalte, von SD zu HD, von HD zu Full HD, von Full HD zu 4k usw. sowie dem Anspruch der parallelen Nutzung, erhöht sich auch der Anspruch an die dauerhafte Verfügbarkeit hoher Datenraten. PC-Gamer zum Beispiel sind darüber hinaus noch zusätzlich auf schnelle Reaktionszeiten (Ping-Zeiten) angewiesen, was nur mit modernen Diensten und geeigneter Infrastruktur zuverlässig realisierbar ist. Doch nicht nur auf Seite des Downloads wird eine hohe Leistungsfähigkeit erwartet. Mit deutlich zunehmender Nutzung von Cloud-Lösungen für zum Beispiel virtuelle Speicher oder auch dem Bereich der Machine-to-Machine Kommunikation (M2M), steigt auch die Anforderung an den zur Verfügung stehenden Upload. Bei den klassischen DSL-Diensten ist jedoch genau dies der Schwachpunkt, da das Verhältnis von Downstream zu Upstream in der Regel asymmetrisch, zu Lasten des Upstreams ist. Von ADSL bis VDSL2 35b ADSL-Anschlüsse mit einer maximalen Bandbreite von ca. 16 Mbit/s im Download und ca. 2 Mbit/s im Upload, im Frequenzspektrum bis 2,2 MHz, können dem Anspruch des Anwenders an ein modernes Kommunikationsnetz nicht mehr gerecht werden. Auch die klassische VDSL2- Technologie, mit Bandbreiten von bis zu 50 Mbit/s im Download und 10 Mbit/s im Upload ist bereits seit 2015 überholt. Das Stichwort hier heißt Vectoring beziehungsweise Super Vectoring, ein Verfahren zur Minimierung der auf Kupferleitungen auftretenden Frequenzstörungen, ins besondere dem FEXT (Far End Crosstalk). Mit Zuschaltung der Vectoring-Software vom DSLAM des Betreibers aus, welcher als Gegenspieler des Modems auf der Kundenseite agiert, erhält der klassische VDSL2-Dienst einen Geschwindigkeits-Boost und kann Datenraten von bis zu 100/40 Mbit/s erreichen (VDSL2-Vectoring). In der jüngsten und seit Ende 2018 verfügbaren 3. Generation, genannt VDSL2 35b oder Super Vectoring, wird der bisher nutzbare Frequenzbereich von bis zu 17 auf 35 MHz erhöht, was wiederum eine deutliche Erhöhung der Datenraten mit sich bringen kann. Anschlüsse mit VDSL2 35b können Datenraten von bis zu 250/100 Mbit/s erreichen. G.fast Der aktuelle Höhepunkt der Breitbandtechnologien, welche wie DSL das Modulationsverfahren discrete multi-tone (DMT) über Kupferleitungen nutzen, nennt sich G.fast. Entgegen des bei DSL verwendeten Frequenzduplex (FDD) kommt bei G.fast das Zeitduplexverfahren (TDD) zum Einsatz, wodurch nicht nach festen Frequenzbändern für Sende- und Empfangsrichtung getrennt wird, sondern abwechselnd in die eine oder andere Richtung übertragen wird. G.fast ist in zwei Varianten verfügbar, einmal in der Variante bis 106 MHz (Profil 106a) und einmal in der Variante bis 212 MHz (Profil 212a/c). Profil 106a bietet Datenübertragungsraten von bis zu 1.000 Mbit/s (Downstream und Upstream aggregiert), Profil 212a 44 Haus und Elektronik 4/2021

Netzwerktechnik G.fast-Messung mit einem KE3700 xDSL MultiTest gar bis zu aggregierten 1800 Mbit/s. Im Gegensatz zu ADSL und VDSL2 bietet G.fast dem Betreiber sogar die Möglichkeit seinen Kunden symmetrische Datenraten anzubieten. Wie bei ADSL und VDSL2 gibt es auch bei G.fast leitungsbedingte Einschränkungen. Stark limitierender Faktor der übertragbaren Datenrate sind die Länge und der Zustand der verwendeten Kupferleitung hin zum Kundenendgerät. Bei G.fast reduziert sich bereits ab ca. 50 Meter Leitungslänge die Übertragungsrate merklich, ab ca. 250 Meter wird der Einsatz von G.fast nicht mehr empfohlen, da keine signifikanten Vorteile gegenüber VDSL2 mehr bestehen. Somit wird deutlich, dass es um hohe Bandbreiten mit G.fast gewährleisten zu können notwendig ist, die Technik (G.fast DSLAM/DPU) sehr nahe am beziehungsweise direkt im Gebäude zu positionieren. Bereits heute wird G.fast von einigen Netzbetreibern in Deutschland erfolgreich eingesetzt und könnte aufgrund moderater Investitionskosten und den Vorteilen gegenüber den klassischen DSL-Diensten in naher Zukunft eine Rolle bei der Versorgung von größeren Gebäuden und Wohneinheiten mit hoher Bandbreite spielen. Von Kupfer zu Glasfaser Moderne DSL-Anschlüsse werden zumeist vom Multifunktionsgehäuse (MFG) am Straßenrand aus bereitgestellt, welche über Glasfaserkabel (Lichtwellenleiter, kurz LWL) mit der Vermittlungsstelle verbunden sind. Im Multifunktionsgehäuse (MFG) findet sich neben der klassischen passiven Technik, bekannt aus dem Kabelverzweiger (KVz) auch aktive Technik, wie zum Beispiel DSLAM, Switch etc. Hier wird das optische in ein elektrisches Signal umgewandelt und weiter zu den Gebäuden geführt. Übertragungsmedium hierfür ist die „letzte Meile“ der altbekannten und existenten Kupferleitung, welche nun jedoch einer umfangreichen Prüfung auf eventuelle Defekte und einer adäquaten Leistungsfähigkeit unterzogen werden sollte. Als hinsichtlich Leistungsfähigkeit schwächstes Glied in der Kette, können nun nämlich genau diese Kupferleitungen der Flaschenhals für die Übertragung hoher Bandbreiten zum Gebäude hin sein. Die hier beschriebene Netzarchitektur nennt sich FTTC (Fibre to the Curb), also Glasfaser bis zum Bordstein und ist die in Deutschland am stärksten verbreitete Netzarchitektur. Eine weitere Variante nennt sich FTTdp (Fibre to the Distribution Point) und steht zwischen FTTC und FTTB (Fibre to the Building). Bei FTTdp wird die Glasfaser bis an einen Kabelschacht in der Straße oder am Gebäude herangeführt und erst dort in ein elektrisches Signal umgewandelt. Die Länge der verwendeten Kupferleitung wird somit im Vergleich zu FTTC nochmals reduziert. Eine zukunftsträchtige und performante, jedoch für die Netzbetreiber aufwändige und kostenintensive Variante ist die direkte Anbindung der Gebäude an das Glasfasernetz. Die bei FTTC noch verwendeten Kupferleitungen zum Gebäude hin finden hier keine Verwendung mehr. Unterscheiden werden muss zwischen FTTB (Fibre to the Building) und FTTH (Fibre to the Home). Bereitgestellt werden die Lichtwellenleiter zu den Gebäuden üblicherweise vom MFG bzw. vom Glasfaser-Netzverteiler aus. Bei FTTB wird die Glasfaser bis ins Gebäude geführt und an einem Übergabepunkt in ein elektrisches Signal umgewandelt. Die bestehende gebäudeinterne Verkabelung wird zur Übertragung der Signale zum Anwender verwendet. Potenzielle Fehlerquelle und limitierender Faktor hoher Datenübertragungsraten kann jedoch genau diese Verkabelung sein, weshalb auch hier eine messtechnische Überprüfung als unverzichtbarer Schritt im Testplan eines jeden Technikers aufgeführt sein sollte. Nur durch eine umfangreiche Prüfung kann Defekten oder Leistungseinbußen frühzeitig entgegengewirkt werden. Gänzlich auf den Einsatz von Kupferleitungen wird auf Seite des Netzbetreibers bei FTTH verzichtet und somit die Faser direkt bis zum Kunden verlegt. Lediglich am letzten Übergabepunkt, zum Beispiel direkt in der Wohneinheit des Kunden, wird für gewöhnlich hinter einem Glasfaser- Modem das Signal von Optisch auf Elektrisch gewandelt. Ein Router stellt dabei dem Anwender über einen klassischen RJ45-Anschluss oder Kabellos (WLAN) die Verbindung zum Highspeed-Internet zur Verfügung. Das Ziel der Netzbetreiber ist es möglichst schnell, möglichst jedes Gebäude an das Glasfasernetz anzuschließen, um dem steigenden Datenhunger der gewerblichen und privaten Anwender gerecht werden zu können. LWL-Tests mit einem KE3700 xDSL MultiTest Anforderung an die Messtechnik Durch den Wandel im Breitbandnetz und die Einführung neuer Technologien verändern sich neben den Prüfaufgaben der Techniker im Feld auch die Anforderungen an die Messtechnik. Die messtechnische Sicherstellung des einwandfreien Zustandes der Leitungen, egal ob Kupfer oder Glasfaser, sowie deren Leistungsfähigkeit ist in modernen Netzen ein wichtiger Aspekt. Auch die Prüfung des erfolgreichen Internetzugangs auf Kundenseite sowie weiterer dem Anwender zur Verfügung gestellter Dienste, wie Voice over IP Telefonie (VoIP) oder das Fernsehen via IP (IPTV) ist Bestandteil von täglichen Prüfaufgaben zahlreicher Service-Techniker. Moderne Messgeräte-Plattformen, wie die MultiTest Serie KE3700 und KE3550 vom Hersteller Kurth Electronic aus Eningen u.A., sind in ihrer Hardund Software modular und lassen sich an die Anforderungen des jeweiligen Technikers anpassen. Diese sogar nachträglich noch gegebene Flexibilität garantiert eine hohe Zukunftsund Investitionssicherheit. Wurden früher noch mehrere Messgeräte für die unterschiedlichen Prüfaufgaben benötigt, genügt dem Techniker heute zumeist ein einzelner Breitband MultiTester. ◄ Haus und Elektronik 4/2021 45

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