WAS IST GLASFASER?

Hat Sie das Homeoffice mit einer schlechten Internetverbindung schon verrückt gemacht? Oder haben Sie bereits einen Glasfaseranschluss? Glasfaser ist vor allem dann im Gespräch, wenn es um das Internet der Zukunft geht. Hier erfahren Sie, warum Glasfaser in aller Munde ist und ob sich die Anschaffung auch für die durchschnittliche Internetnutzung eignet.

GLASFASER, WAS GENAU IST DAS?

Glasfasern sind, ja genau, lange dünne Fasern aus Glas. Aus einer Glasschmelze aus Quarzsand werden dünne Fäden mit beheizten Düsen durch eine Preform gezogen. Diese Preform ist ein größerer Querschnitt der Glasfaser. Abhängig von der Ziehgeschwindigkeit und Ausgangstemperatur der Glasschmelze fällt der Durchmesser aus. Damit die Fasern nicht zerbrechen oder sich gegenseitig zerreiben, müssen sie direkt nach dem Ziehen mit einem Schutz versehen werden. Die genaue Verfahrenstechnik bei der Herstellung dieses Schutzes ist in der Regel aber das Geheimnis der Hersteller.

GLASFASERN, UND WOFÜR?

Glasfasern haben mechanische sowie optische Eigenschaften. Aufgrund ihrer optischen Eigenschaften werden sie als Lichtleiter verwendet. Die mechanische Wirkung wird zur Verstärkung anderer Stoffe genutzt:

Glasfasern zur materiellen Verstärkung:

Glasfasern sind besonders bei Kerben, Rissen und zu großer Spannung bruchempfindlich. Darüber hinaus verfügen sie allerdings über eine Beschaffenheit, die elastisch und fest zugleich ist. Häufige Anwendungsbereiche sind:

Verstärkung von Beton: kommt z. B. bei Fassadenplatten, Estrich oder bei Feinbeton zum Einsatz und erhöht die Tragfähigkeit.
Verstärkung von Textilien: bei Vliesstoffen und anderem Gewebe sowie Rovings.
Verstärkung von Kunststoffen: vor allem in der Luft- und Raumfahrt in tragenden Strukturen oder in der Autoindustrie in z. B. Verkleidungen.
Verstärkung in der Elektrotechnik: materielle Verstärkung in Leiterplatten oder in elektromagnetisch transparenten Verkleidungen, z. B. in Radomen.
Verstärkung und elektrische Isolation: in der Hochspannungstechnik.

Glasfasern als Lichtleiter

Eine Glasfaser besteht aus einem Kern und einem Mantel. Diese haben einen unterschiedlichen Brechungsindex. Das bedeutet, dass Lichtsignale, die durch die Faser geschickt werden, die äußere Schutzhülle nicht verlassen können. Stattdessen fließen sie in Lichtgeschwindigkeit durch die Faser. Der unterschiedliche Brechungsindex wird durch ein Verfahren erzeugt, das Dotierung heißt. Hier werden dem Material des Mantels in geringer Menge Atome aus einem anderen Material zugesetzt. Sie vermischen sich mit dem Quarzsand, aus dem die Glasfaser sonst besteht. So wird die Lichtbrechung erzeugt. Mit diesen Eigenschaften werden Glasfasern als Lichtleiter in der Beleuchtung, als Dekoration, in der Kunst sowie in der Architektur verwendet.

Die sogenannten Lichtwellenleiter, auch LWL-Kabel, können allerdings nicht nur zum Lichttransport, sondern auch als selbst abstrahlende Elemente verwendet werden. Dann finden sie in folgenden Techniken Anwendung:

In Inspektionskameras
In Endoskopen
In anderen Kaltlichtquellen (senden Licht mit stark reduziertem Infrarotanteil, um überall dort eingesetzt zu werden, wo Licht in sehr hoher Intensität benötigt wird, Hitzeentwicklung aber stört oder schadet)
In Lasern (z. B. in der Medizin zum Schneiden und Schweißen)

Neben der unterschiedlichen Verwendung können sich Glasfasern in ihrer Bauart unterscheiden. Die Beschaffenheit der Fasern wirkt sich auf die Qualität der Übertragung von optischen Lichtimpulsen aus. Dies ist vor allem beim Einsatz als Datenüberträger relevant. Es gibt z. B. Multi-Mode– oder Single-Mode-Lichtwellenleitern: Singlemode-Glasfasern haben einen deutlich geringeren Faserkerndurchmesser als Multimode-Glasfasern. Ein Single-Mode-LWL eignet sich daher besser für die Datenübertragung auf weiten Strecken, Multi-Mode-LWL werden eher für die Übertragung über kurze Entfernungen im Datacenter eingesetzt.

GLASFASERN ALS DATENÜBERTRÄGER

Bereits im 19. Jahrhundert hat sich die Wissenschaft mit der Übertragung von Signalen durch Licht beschäftigt. Die Technik wurde bis heute stetig optimiert – es können über immer längere Distanzen stetig wachsende Datenmengen mit steigender Geschwindigkeit transportiert werden. Die größte Herausforderung stellt die Dämpfung der Signale durch das Material dar. Denn je länger eine Leitung ist, desto weniger Licht erreicht das Ende. Deswegen werden auf Langstrecken Zwischenverstärker eingesetzt.

Glasfasern sind mittlerweile für Kommunikationsnetze weltweit unverzichtbar. Ausschlaggebend hierfür sind die hohe Bandbreite, Unempfindlichkeit gegenüber elektrischen und magnetischen Störfeldern sowie Abhörsicherheit der Lichtwellenleiter.

WACHSENDER MARKT

Der Jahresbericht der Bundesnetzagentur aus dem Jahr 2020 zeigt: Die Märkte befinden sich im digitalen Wandel. Veränderungen werden vor allem durch die Digitalisierung wegen des technischen Fortschrittes sowie der anhaltenden Coronapandemie vorangetrieben.

2019 verbrauchte ein Anschluss im Monat im Durchschnitt ein Datenvolumen von 142 Gbits. 2020 lag der monatliche Verbrauch schon bei einem durchschnittlichen Datenvolumen von 175 Gbits – eine Zunahme von 23 Prozent. Grund hierfür sind natürlich die vermehrte Arbeit im Homeoffice sowie die stärkere Nutzung von Onlineangeboten wie Streamingdienste. Glasfasern sorgen hier für ein hohes Datenvolumen und Schnelligkeit, auch wenn die Leitungen von mehreren Personen im Haushalt gleichzeitig genutzt werden. Digitale Schulen, wachsende Unternehmen, Homeoffice: Eine hochleistungsfähige digitale Infrastruktur bietet in allen Bereichen mehr Optionen.

VORTEILE EINES GLASFASERNETZES

Überlegen Sie schon, ob Sie Ihre Leitungen und Anschlüsse ausbauen? Im Folgenden erhalten Sie noch einmal einen Überblick über die Vorteile eines Glasfasernetzes:

Verlustfreie Datenübertragung
Immer volle Bandbreite, auch bei vielen Personen, die gleichzeitig das Internet nutzen
Vorbereitung für künftig höhere Kapazitäten
Modernisierung Ihres Standortes oder Hauses
Bessere Vernetzung von Gemeinden, Schulen und Einrichtungen, Unternehmen sowie Haushalten

Künftig ist nicht gerade eine Reduktion der Datenströme zu erwarten. Wollen Sie also für digitalen Fortschritt und Ausbau gewappnet sein, sorgen Sie zeitnah für eine Modernisierung der Datenleiter!

DSL ODER GLASFASERTECHNIK?

Mit DSL werden Daten hauptsächlich über einfache Kupferleitungen durch elektrische Impulse übertragen. Dies ist bereits der wesentliche Unterschied zum Lichtwellenleiter Glasfaser. Glasfasern haben im Vergleich den Vorteil, dass sie sehr hohe Übertragungsraten ermöglichen. Hier können Bandbreiten von bis zu 1.000.000 Mbits im Kern- und Fernnetz und im Zugangsnetz zu den Kunden bis zu 1.000 Mbits transportiert werden. DSL stellt eine Surfgeschwindigkeiten von bis zu 16 Mbits bereit. Es ermöglicht gleichzeitiges Telefonieren und Surfen im Internet und ist bisher die noch am weitesten verbreitete Breitbandlösung, unter anderem weil DSL-Leitungen günstiger sind.

Glasfasern sind allerdings nicht nur schneller, sondern auch zuverlässiger. Wie bereits erwähnt, sind die Leitungen nicht anfällig für elektromagnetische Störungen. Dies ist vor allem vorteilhaft, da zunehmend parallele Onlineanwendungen hohe Übertragungskapazitäten erfordern.

VDSL ist die bisher bekannteste Lösung. Sie basiert nur zum Teil auf Glasfasern: Von der Vermittlungsstelle bis zum Kabelverzweiger sind Glasfaserleitungen verlegt. Vom Verzweiger zum Endgerät werden dann die klassischen Kupferleitungen des Telefonnetzes eingesetzt. Die Qualität und Geschwindigkeit der Internetverbindung wird also davon beeinflusst, wie weit der Anschluss vom Verzweiger entfernt ist. Die Glasfaserleitungen reichen entweder bis zum Bordstein (FTTC) oder bis ins Gebäude (FTTH/FFTB). Letzteres erzielt eine noch höhere Übertragungsrate: Hier liegt die Maximalgeschwindigkeit bei 50 Mbits bis zu 100 Mbits.

Zukünftig sollen mit dieser Technik Geschwindigkeiten von bis zu 1.000 Mbits möglich sein. Bisher bietet aber der Großteil der Websites gar keine so schnelle Datenströme an. VDSL ist zudem natürlich teurer als DSL. Die Versorgung mit Glasfasertechnik ist in vielen Großstädten bereits vorangeschritten. Viele kleinere Ortschaften wurden aber noch nicht berücksichtigt.