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We are connected: Daten austauschen per Glasfaser oder 5G?

Immer schneller, immer besser, immer mehr. Mehrere Techniken zur Datenübertragung haben sich durchgesetzt. Physikalische Verbindungen wie die Glasfaser und kabellose Übertragungen wie das Mobilfunknetz wurden in den letzten Jahren stetig verbessert. Doch was bringt die Zukunft?

Eine lange, durchsichtige Faser. Innen hohl. Dünner als ein Haar. Für das menschliche Auge nicht erkennbar. Daten rauschen, ohne dass wir etwas erkennen können, durch die Faser.  Bilder von den Nachbarn, die Pixel des Desktop-Hintergrundbildes oder der digitale Austausch von Geld. Hunderte Milliarden von Informationen gelangen hier von A nach B. Digitale Informationen sind nicht für uns greifbar. Genauso wenig wie eine dieser Fasern. Doch gebündelt zu einem dicken Kabel und ummantelt von einer Schutzschicht, können wir es nutzen.  Das Glasfaserkabel.

Ist Glasfaser die Zukunft?

Laut Statistiken nutzen über drei Milliarden Menschen das Internet weltweit zum Datenaustausch. Dabei haben sich unterschiedliche Arten zur Datenübertragungen durchgesetzt. Eine der wohl vielversprechendsten Techniken ist dabei die Glasfaser. Der Aufbau ist simpel.

Die Illustration stellt ein Glasfaserkabel in vereinfachter Form dar.

Glasfaserkabel (Foto: Denise Heller).
Glasfaserkabel (Foto: Denise Heller).

Eine Glasfaser ist eine aus Glas bestehende lange, dünne Faser.  Mit Hilfe einer besonderen Technik werden hierbei aus geschmolzenem Glas, lange Fäden gezogen. Die Glasfaser gehört zu den Lichtwellenleitern und dient dazu Signale und Daten per Licht zu übertragen. Eine Glasfaser-Leitung besteht aus mehreren einzelnen Fasern. Jede Faser hat eine Dicke von 9 Mikrometern und ist umhüllt von einer lichtundurchlässigen Schutzschicht, dem Mantel. Der Mantel sorgt dafür, dass das Licht mittels einer Totalreflexion innerhalb der Faser bleibt. Dadurch geht nur ein vernachlässigbar geringer Teil des Lichtes und damit der Daten verloren. Rekordzahlen der Glasfaser sind etwa 200 Megabyte pro Sekunde. Die Werte sind in Zukunft weit nach oben offen.

Glasfaser (Quelle: pixabay, izenzfreie Bilder).
Glasfaser zum Übertragen von Daten (Quelle: pixabay, izenzfreie Bilder).

Speed Test starten. Ich starre auf den Bildschirm. Der Zeiger saust noch oben. Seit gestern haben wir in unserem Wohnhaus einen Glasfaseranschluss. Ich bin gespannt. 100 Megabyte pro Sekunde. 130 Megabyte pro Sekunde. 160 Megabyte pro Sekunde. Das ist unglaublich. Das nutze ich aus und starte direkt ein Systemupdate. Wartezeit 30 Sekunden. Fertig. Vorher habe ich dafür fast eine Stunde gewartet. Jetzt verstehe ich warum Glasfaser so beliebt ist. Ich war der festen Überzeugung, dass diese Technik einfach nur gut vermarktet wurde.

Komplizierte Verbindung:

Die Glasfaser ist ein physikalisch geschlossenes Medium. Um Daten hier einzufügen oder zu entnehmen, müsste die Faser getrennt werden. Jede Schnittstelle und Übergang in eine Buchse oder in einen Stecker bergen also das Risiko Daten zu verlieren. Spezielle Techniken und Lösungen ermöglichen uns dies zu vermeiden. Auf diese Schwierigkeit haben sich zahlreiche Firmen spezialisiert. Unteranderem die Firma Diamond GmbH mit Sitz in Leinfelden-Echterdingen.

 „Ein menschliches Haar hat um die 50 Mikrometer. Versucht man zwei Haarspitzen miteinander zu verbinden, ist das relativ schwierig. Genau das müssen wir aber bei 9 Mikrometern Glasfaser realisieren. Und darin sind wir weltweiter Marktführer“, erklärt Carlos Kohl, Vertrieb und Service der DIAMOND GmbH.

Ich starre auf den Bildschirm meines Smartphones. Der Hintergrund zeigt eine karge Landschaft und das offene Meer. Meine Apps verdecken viele Details. Am oberen Rand des Displays sind mehrere Symbole abgebildet. Akkustand 30%. Leider. Bluetooth. Vier von fünf Balken Empfang. Und daneben der Schriftzug „LTE“. Long Term Evolution. Unglaublich wie schnell sich die Qualität des Internets in den letzten Jahren gesteigert hat. Einfach mal schnell schauen wann der nächste Zug fährt, wie ich am schnellsten zum Bahnhof finde und wann ich daheim ankommen werde. Manchmal könnte es ein bisschen schneller sein, aber die Technik lässt ja zum Glück nicht lange auf sich warten.

Mobilfunkmast zum Austausch von Daten (Quelle: pixabay, lizenzfreie Bilder).
Mobilfunkmast (Quelle: pixabay, lizenzfreie Bilder).

Andere Techniken zur Datenübertragung sind für die Glasfaser kaum ein Konkurrent. Seit 2015 ist die 5. Generation des Mobilfunknetzes ein großes Thema. Die Datenübertragung per Funkwelle war bisher, außer für den Handynutzer, kaum relevant. Doch mit dem 5G Netz wird eine bis zu 20 Megabyte hohe Datenrate ermöglicht. Klar ist, dass das der Glasfaser nicht das Wasser reichen kann, doch das es für die Anwendung in der Industrie und im kommerziellen Bereich ab jetzt eine Rolle spielen wird. Das Ansteuern von Kränen, precision farming, die Komplettlösung zur Firmeninternen Kommunikation und Vieles mehr kann hiermit kostengünstig ermöglicht werden.

Precision farming ist ein Verfahren zum Anbau landwirtschaftlicher Nutzflächen, bei dem die Unterschiede des Bodens und der Ertragsfähigkeit innerhalb eines Feldes berücksichtigt werden.

Alltagsprobleme:

Der Blick aufs Handy. Fünfzehn neue Nachrichten. „Was machst du am Wochenende?“, „Hast du schon das Lernen angefangen?“, „Kannst du mir Geld leihen?“. Ich schließe WhatsApp wieder. Ich öffne YouTube. Unter den Videovorschlägen finden sich Yoga Workouts, lustige Videos von Haustieren und Clips von Martina Hill. Ich öffne eines der Videos. Es lädt. Ein Hund ist zu sehen, der eine Katze jagt. Zufall oder gestellt? Ich muss laut lachen. Plötzlich stoppt das Video.  Oben am Displayrand sehe ich ein großes E. Edge. Klar, ich habe zu schlechten Empfang um das Video ohne Ruckeln anzusehen. Heutzutage gibt es so viel Technik und ich kann nicht mal ein fünfminütiges Video auf YouTube abspielen.

5G kommt auf den Markt:

Die Datenübertragung im 5G-Netz funktioniert per Funkübertragung mittels einer elektromagnetischen Welle. Je höher die Frequenz ist, desto bessere Datenraten werden erzielt. Bei der 5. Mobilfunkgeneration handelt es sich um eine fünf Gigahertz Frequenz. Um die Datenrate zu erhöhen, könnte man nun die Frequenz einfach stetig steigern. Doch bei einer Frequenz von beispielsweise 100 Gigahertz, erhöht sich simultan auch der Energiegehalt der elektromagnetischen Welle. Bei einer so hohen Frequenz wäre erstens die Reichweite sehr gering und zweitens würde es sich hierbei im Bereich der Mikrowellen bewegen. Die Auswirkungen auf uns Menschen wären dabei fatal. Die Schwierigkeit das Mobilfunknetz so zu erweitern, dass es den Ansprüchen der heutigen Zeit genügt, ist ein Balanceakt, den die Entwickler meistern müssen. Um uns speziell diese neue Technik zur Verfügung zu stellen, investieren die Mobilfunkanbieter mehrere Milliarden Euro für den Ausbau und die entsprechenden Lizenzen.

„Wenn Sie eine abhörsichere Verbindung wollen, dann empfehle ich eine Glasfaserverkabelung. Sie hat zuverlässige Datenraten und ist abhörsicher. Falls Sie nicht so viel Geld für firmeninterne Kommunikation ausgeben wollen, kann ich Ihnen auch eine mobile Lösung anbieten. Diese ist allerding störanfälliger und verliert bis zu 50% der Daten.  Sie müssen sich überlegen für was Sie es verwenden wollen“, schildert der Vertreter meines Providers. Ich will mich nicht für eine Lösung entscheiden. Komplette Glasfaserausstattung meiner Firma ist zu teuer. „Wichtig ist mir, dass meine Maschinen fehlerfrei laufen, dass der Datenaustausch bezüglich geheimer Daten sicher abläuft und dass meine Mitarbeiten alle intern und mobil miteinander kommunizieren können.“  Der Verkäufer lächelt mich an und erörtert mir eine neue Lösung. Eine Installation von beiden Techniken, die miteinander arbeiten können, ohne dass wichtige Daten abgefangen werden. Ein Hybridmodell nennt er es.

„Es gibt hier kein Schwarz und kein Weiß“, sagt Herr Prof. Dr.-Ing. Markus Golder, Abteilungsleiter im KIT (Karlsruher Institut für Technologie) für Sichere mechatronische Systeme der Intralogistik (SIMESI). Weder 5G noch die Glasfaser bieten eine optimale Lösung.  Wer schnell, kostengünstig und mit mäßiger Sicherheit Daten übertragen will, ist mit 5G gut bedient.

Eine mögliche Lösung:

Wer eine dauerhafte, abgreifbarsichere Verbindung schaffen will, muss zur kostenintensivere Lösung mit Glasfaser greifen. Ein Hybridmodell wäre die Lösung. Und das ist es, was uns in Zukunft viel begegnen wird. Es werden Router entwickelt, die die Glasfaser-Verbindung mit dem LTE und 5G Netz zusätzlich unterstützen. Außerdem wird es Installationen mit Glasfaser innerhalb großer Firmen geben, die einen hohen Datenaustausch haben. Gleichzeitig soll das Kommunizieren, Ansteuern und Speichern in Clouds über 5G zusätzlich ermöglicht werden. Kundenspezifische Lösungen werden hierbei geschaffen und Erfolg haben. „Die Netze werden weiter ausgebaut, mit allen Techniken“, versichert Andreas Bergner, Senior Sales Consultant bei T-Systems.

 

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