Breit­band­aus­bau ist das Rück­grat der Digi­ta­li­sie­rung

Schnel­les Inter­net ist das Rück­grat der Digi­ta­li­sie­rung und daher obers­te Prio­ri­tät!

  • Flä­chen­de­cken­der Breit­band­aus­bau für die Anfor­de­run­gen eines hoch­ver­netz­ten Stand­orts und die Eta­blie­rung kon­ver­gen­ter Net­ze.
  • Hohe Qua­li­tät der Net­ze: Für zukünf­ti­ge Anwen­dun­gen müs­sen die Net­ze über hohe sym­me­tri­sche Giga­b­it­da­ten­ra­ten, mini­ma­le Laten­zen und gerin­gen Jit­ter ver­fü­gen.
  • Giga­b­it­fä­hi­ge Net­ze bis 2025 für Indus­trie und Gewer­be: Das Ziel soll­te, los­ge­löst von Mbit/s, per­spek­ti­visch im sym­me­tri­schen Giga­b­it­be­reich lie­gen. Es muss eine Stra­te­gie zur Errei­chung der Giga­b­it­ge­sell­schaft geschaf­fen wer­den.
  • Nach­hal­ti­ge För­de­rung: Die Ver­ga­be von öffent­li­chen Mit­teln soll­te sich nur auf lang­fris­ti­ge, nach­hal­ti­ge Infra­struk­tu­ren kon­zen­trie­ren und zusätz­lich zum Aus­bau den spe­zi­fi­schen For­schungs­be­darf mit­ab­de­cken.
  • Berück­sich­ti­gung bereits exis­tie­ren­der Infra­struk­tu­ren: Zur schnel­len Errei­chung der Ver­sor­gungs­zie­le müs­sen die bereits exis­tie­ren­den Infra­struk­tu­ren beim Aus­bau berück­sich­tigt wer­den. Im Fern­seh­ka­bel­netz wer­den höhe­re Band­brei­ten durch die Kom­bi­na­ti­on von Koaxi­al­ka­beln und Glas­fa­sern zu HFC-Net­zen erzielt, im Tele­kom­mu­ni­ka­ti­ons­netz kann der Kup­fer­be­stand kurz­fris­tig mit der Vec­to­ring-Tech­no­lo­gie auf­ge­wer­tet wer­den. Vec­to­ring eig­net sich hier­bei nicht als Lösungs­an­satz für die Anschlüs­se der digi­ta­len Wirt­schaft, da die Anfor­de­run­gen an mini­ma­le Latenz­zei­ten, gerin­ge Jit­ter­gren­zen und sym­me­tri­sche Daten­ra­ten hier­durch nicht abge­deckt wer­den kön­nen. Zur kurz­fris­ti­gen flä­chen­de­cken­den Ver­sor­gung der Bevöl­ke­rung mit Breit­band­an­schlüs­sen kann Vec­to­ring jedoch eine volks­wirt­schaft­lich sinn­vol­le Brü­cken­tech­no­lo­gie sein.
  • Mög­lich­keit für Netz­werk­ma­nage­ment: Für qua­li­täts­kri­ti­sche Anwen­dun­gen wie bei­spiels­wei­se im Bereich Gesund­heit ist schon heu­te eine Vor­hal­tung von Netz­res­sour­cen höchs­ter Qua­li­tät nötig, die unab­hän­gig von der Aus­las­tung der rest­li­chen Res­sour­cen garan­tiert zur Ver­fü­gung ste­hen. Ande­re Diens­te sind hin­ge­gen weni­ger qua­li­täts­kri­tisch und erfor­dern etwa kei­ne Über­tra­gung in Echt­zeit. Aus die­sem Grund ist es trotz des Prin­zips der Netz­neu­tra­li­tät unab­ding­bar, dass Netz­werk­ma­nage­ment ermög­licht wird.

Aktu­el­ler Stand des Aus­baus in Nie­der­sach­sen

Im Zuge der Digi­ta­li­sie­rung ist der breit­ban­di­ge Inter­net­an­schluss unab­ding­bar. Für das Errei­chen einer schnel­len Daten­über­tra­gung ste­hen ver­schie­de­ne digi­ta­le Infra­struk­tu­ren zur Ver­fü­gung: das Tele­kom­mu­ni­ka­ti­ons­netz, das Kabel­fern­seh­netz, die Satel­li­ten­über­tra­gung sowie das Mobil­funk­netz.

Ein schnel­ler Inter­net­an­schluss ist heu­te Vor­aus­set­zung für wirt­schaft­li­chen Erfolg und daher ein wich­ti­ger Stand­ort­fak­tor. Unter­neh­men machen die Ent­schei­dung für ihre Stand­ort­wahl inzwi­schen genau­so von einer schnel­len Inter­net­an­bin­dung abhän­gig wie Fami­li­en die Wohn­ort­wahl. Nicht nur vor die­sem Hin­ter­grund bleibt eine flä­chen­de­cken­de Ver­sor­gung mit leis­tungs­fä­hi­gem Breit­band eine zen­tra­le Zukunfts­auf­ga­be.

Bei der Ver­sor­gung mit breit­ban­di­gem Inter­net­an­schluss gibt es bis heu­te gro­ße Lücken. Nie­der­sach­sen als Flä­chen­land ist davon natür­lich stär­ker betrof­fen als die Stadt­staa­ten Bre­men, Ham­burg oder Ber­lin. Laut Koali­ti­ons­ver­trag zwi­schen CDU, CSU und SPD soll es bis 2018 eine flä­chen­de­cken­de Ver­sor­gung mit 50 Mbit/s geben. Von die­sem Ziel sind wir in Nie­der­sach­sen aber noch sehr weit ent­fernt:

Ende 2016 waren laut Breit­ban­d­at­las bun­des­weit erst 75,5% aller Haus­hal­te mit einer Band­brei­te von 50 Mbit/s im Down­load ver­sorgt. Nie­der­sach­sen liegt mit 76,4% ziem­lich genau im Bun­des­durschnitt. Pro­ble­ma­tisch ist dabei, dass bei die­ser Betrach­tung alle Tech­no­lo­gi­en aus den Berei­chen Tele­kom­mu­ni­ka­ti­on, Kabel­fern­se­hen, Mobil­funk und Satel­li­ten­über­tra­gung berück­sich­tigt wer­den. Die­se sind für die Anfor­de­run­gen von Unter­neh­men, gera­de vor dem Hin­ter­grund der Daten­si­cher­heit, mit­un­ter unge­eig­net. Zudem zei­gen Stu­di­en, dass für die zukünf­ti­gen Anwen­dun­gen noch deut­lich höhe­re Über­tra­gungs­ra­ten ver­füg­bar sein müs­sen. Ein Groß­teil der aktu­ell ver­bau­ten Infra­struk­tur ist aber nur für die Ziel­grö­ße 50 Mbit/s bis 100 Mbit/s aus­ge­legt. Sol­len höhe­re Band­brei­ten und vor allem Sym­me­trie zwi­schen Down­load und Upload erreicht wer­den, führt an einem erneu­ten Aus­bau kein Weg vor­bei.

Tech­no­lo­gi­en für den Breit­band­aus­bau

Das Tele­kom­mu­ni­ka­ti­ons­netz basiert auf dem alten Tele­fon­netz der Bun­des­post. Die his­to­ri­sche Netz­to­po­lo­gie hat zur Fol­ge, dass die­se meist kup­fer­ba­sier­ten Net­ze ein soge­nann­tes Sha­red Medi­um sind, d. h. Daten­über­tra­gungs­ra­ten wer­den von meh­re­ren Nut­zern geteilt. Die aktu­el­le Her­aus­for­de­rung ist, die­se Net­ze nach und nach mit Glas­fa­ser­tech­no­lo­gie zu erneu­ern. Dabei wer­den auf der ver­blei­ben­den „letz­ten Mei­le” auch Daten­über­tra­gungs­ra­ten stei­gern­de Tech­no­lo­gi­en wie Vec­to­ring ein­ge­setzt.

Das Kabel­fern­seh­netz (auch Breit­band­kom­mu­ni­ka­ti­ons­netz genannt) wur­de zur Über­tra­gung von TV- und Hör­funk­si­gna­len kon­zi­piert und bestand ursprüng­lich nur aus Koaxi­al-kabeln mit Kup­fer­lei­tern. Nach­dem die meis­ten BK-Net­ze rück­ka­nal­fä­hig gemacht wur­den, eröff­ne­ten sich neben dem klas­si­schen Fern­se­hen neue Über­tra­gungs­mög­lich­kei­ten wie Trip­le Play (Tele­fo­nie, Inter­net, Fern­se­hen). Auch Kabel­fern­seh­net­ze wer­den zuneh­mend mit Glas­fa­ser­ka­beln auf­ge­wer­tet. Im soge­nann­ten HFC-Netz (eng­lisch: Hybrid-Fib­re-Coax) ersetzt das Glas­fa­ser­ka­bel Stück für Stück das Koaxi­al­ka­bel, sodass die Leis­tungs­fä­hig­keit des Gesamt­net­zes erheb­lich gestei­gert wird.

Inter­ak­tiv nutz­ba­re Breit­band­über­tra­gungs­tech­ni­ken über Satel­li­ten sind seit vie­len Jah­ren im kom­mer­zi­el­len Bereich im Ein­satz. Inzwi­schen hat die „SAT-Breit­band-Über­tra­gung” auch für Daten­diens­te sowohl im Pri­vat­be­reich als auch bei klei­nen und mit­tel­stän­di­schen Unter­neh­men Ein­zug gehal­ten. Dies wur­de vor allem mög­lich durch tech­no­lo­gi­sche Fort­schrit­te. Bei den Satel­li­ten sind dies bei­spiels­wei­se höhe­re Leis­tung, län­ge­re Lebens­dau­er bei den Teil­neh­mer­sta­tio­nen oder Ent­wick­lun­gen wie die Redu­zie­rung der Anten­nen­grö­ße. Eine Vor­aus­set­zung beim Teil­neh­mer ist die freie Sicht zum Satel­li­ten (kei­ne Stö­run­gen durch Gebäu­de, Ber­ge, Vege­ta­ti­on usw.). Zudem kön­nen durch extre­me Wet­ter­la­gen zeit­lich beschränk­te Betriebs­be­ein­träch­ti­gun­gen ent­ste­hen. Die­se Stö­run­gen tre­ten jedoch, wie die Erfah­run­gen beim TV-Satel­li­ten­emp­fang zei­gen, nur äußerst sel­ten auf.

Mit Zunah­me der mobi­len Nut­zung von End­ge­rä­ten wird Mobil­funk zu einem immer wich­ti­ge­ren Bau­stein in der Kom­mu­ni­ka­ti­ons­in­fra­struk­tur. Mobil­funk ist eben­falls ein geteil­tes Medi­um, bei dem sich die Daten­über­tra­gungs­ra­te mit stei­gen­der Anzahl der Nut­zer redu­ziert, sofern die Funk­zel­le nicht aus­rei­chend aus­ge­baut und ange­schlos­sen ist. Der der­zei­ti­ge Mobil­funk­stan­dard LTE (4G) kann Daten mit einer Über­tra­gungs­ge­schwin­dig­keit von bis zu 150 Mbit/s über­tra­gen. Seit Ende 2015 ist LTE Advan­ced (4.5G) mit Über­tra­gungs­ra­ten von 1,2 Gbit/s im Down- und 150 Mbit/s im Upload defi­niert.

Wich­tig ist, dass draht­lo­se Net­ze auf hoch­wer­ti­gen Breit­band­in­fra­struk­tu­ren basie­ren. Glas­fa­ser­ka­bel sind die Zulie­fe­rin­fra­struk­tur mit der höchst­mög­li­chen Band­brei­te auch für Mobil­funk­an­wen­dun­gen. Anfang 2015 gab es in Deutsch­land 31.500 LTE-Basis­sta­tio­nen. Die­se soll­ten idea­ler­wei­se mit Glas­fa­ser­an­schlüs­sen ver­se­hen sein. Die LTE-Net­ze in Deutsch­land sind aller­dings unter Auf­rüs­tung der exis­tie­ren­den 2G/3G-Stand­or­te gebaut wor­den. Neben Glas­fa­ser­ka­beln kom­men häu­fig auch Richt­funk­stre­cken zur Anbin­dung von LTE-Basis­sta­tio­nen zum Ein­satz. Auf­grund des stei­gen­den Kapa­zi­täts­be­darfs müs­sen die­se Stand­or­te wei­ter auf­ge­rüs­tet wer­den.

Auch für die Ein­füh­rung von 5G wer­den die dafür not­wen­di­gen Mobil­funk­stand­or­te mit einer Glas­fa­ser­an­bin­dung aus­ge­stat­tet sein müs­sen, um die Anfor­de­run­gen zu erfül­len. 5G ist kei­ne evo­lu­tio­nä­re Wei­ter­ent­wick­lung von 4G, wie es dies noch in Bezug auf 3G war, son­dern eine völ­lig neue Ent­wick­lung der Über­tra­gungs­stan­dards. Die für 5G not­wen­di­ge akti­ve Tech­nik wird die vor­han­de­ne 4G-Tech­nik erset­zen müs­sen, wobei natür­lich die vor­han­de­nen Anten­nen­stand­or­te wei­ter genutzt wer­den kön­nen. Dar­über hin­aus wird es aber eine deut­lich höhe­re Anzahl an Sen­de­mas­ten geben müs­sen, da die Funk­zel­len in 5G-Net­zen wesent­lich klei­ner sind. Hier­für soll die vor­han­de­ne Infra­struk­tur, wie Stra­ßen­la­ter­nen oder Ampel­an­la­gen, mit­ge­nutzt wer­den. Mobil­funk und die lei­tungs­ge­bun­de­nen Infra­struk­tu­ren sind folg­lich untrenn­bar mit­ein­an­der ver­bun­den.

Um Breit­band­kom­mu­ni­ka­ti­ons­net­ze nach­hal­tig zu gestal­ten, soll­ten die Anfor­de­run­gen von Indus­trie 4.0, eHe­alth, Smart Grids, ver­netz­ter Mobi­li­tät und 5G unbe­dingt schon heu­te bei der Pla­nung und Errich­tung der Net­ze berück­sich­tigt wer­den. Auch sind die zukünf­ti­gen Net­ze so aus­zu­ge­stal­ten, dass sie sowohl pri­va­ten als auch gewerb­li­chen Ansprü­chen genü­gen. Eben­so müs­sen gewerb­li­che Net­ze flä­chen­de­ckend ver­füg­bar sein, um die glo­ba­le Wett­be­werbs­fä­hig­keit der Wirt­schaft im länd­li­chen Raum zu erhal­ten und zu stär­ken. Gera­de die Unter­neh­men der Digi­tal­wirt­schaft stel­len hohe Anfor­de­run­gen an Kom­mu­ni­ka­ti­ons­net­ze, bei denen vor allem die Aspek­te der Qua­li­tät, Ver­füg­bar­keit und Ver­läss­lich­keit im Mit­tel­punkt ste­hen.

Die­se wer­den ins­be­son­de­re durch die fol­gen­den Aspek­te kon­kre­ti­siert:

  • Hohe sym­me­tri­sche Daten­ra­ten: Es müs­sen Daten­ra­ten im Giga­b­it­be­reich sowohl im Down­load als auch im Upload ermög­licht wer­den. Sol­che hohen sym­me­tri­schen Daten­ra­ten sind durch den Ein­satz von Glas­fa­ser­ka­beln sicher­ge­stellt.
  • Ska­lier­bar­keit: Mit der dyna­misch fort­schrei­ten­den glo­ba­len Digi­ta­li­sie­rung wach­sen inter­net­fä­hi­ge Gerä­te, inter­net­ba­sier­te Anwen­dun­gen und aus­zu­tau­schen­de Daten expo­nen­ti­ell. Zur Bewäl­ti­gung die­ser Her­aus­for­de­rung müs­sen die Netz­wer­ke ska­lier­bar sein.
  • Gerin­ge Latenz (Signal­ver­zö­ge­rung): Die mini­mal erreich­ba­re Latenz eines Net­zes wird durch sei­ne Topo­lo­gie fest­ge­legt, die unter die­sem Aspekt bereits in der Pla­nungs­pha­se betrach­tet wer­den muss. Die War­te­zeit der Latenz wird durch unzu­rei­chen­de Netz­pla­nung, schlecht ver­leg­te Kabel oder zu gerin­ge Kabel­qua­li­tät ver­ur­sacht. Daher muss hier ein beson­de­res Augen­merk auf die Qua­li­tät gelegt wer­den. Die durch die Über­tra­gungs­stre­cke ent­ste­hen­de Latenz ist bei Glas­fa­ser­net­zen gerin­ger als bei Kup­fer­net­zen.
  • Gerin­ger Jit­ter (Schwan­kung der Latenz): Ins­be­son­de­re bei Echt­zeit­an­wen­dun­gen sind enge Jit­ter­gren­zen im Mikro­se­kun­den­be­reich not­wen­dig.
  • Red­un­dan­te Struk­tu­ren: Bei Netz­aus­fall könn­ten Daten­ver­lus­te ent­ste­hen, die bei indus­tri­el­len Anwen­dun­gen nicht akzep­tiert wer­den kön­nen. Um dem vor­zu­beu­gen, müs­sen red­un­dan­te Kom­mu­ni­ka­ti­ons­in­fra­struk­tu­ren ver­füg­bar sein.
  • Naht­lo­se Kon­nek­ti­vi­tät beim Wech­sel zwi­schen ver­schie­de­nen Anschluss­net­zen: Im Bereich der indus­tri­el­len Fer­ti­gung und für die Mobi­li­tät der Zukunft ist die Kon­ver­genz von Net­zen ein ent­schei­den­der Erfolgs­fak­tor. Durch den rei­bungs­lo­sen Wech­sel zwi­schen den Net­zen kann die vor­han­de­ne Infra­struk­tur effek­tiv genutzt wer­den.
  • Hohe Daten­si­cher­heit (Cyber­si­cher­heit): Beim Aus­tausch von Unter­neh­mens­da­ten und Geschäfts­ge­heim­nis­sen und zum Know-how-Schutz ist hohe Daten­si­cher­heit uner­läss­lich. Dies erfor­dert u.a. die hard­ware­un­ter­stüt­ze Fähig­keit zur Ende-zu-Ende-Ver­schlüs­se­lung der Net­ze.

Zukunfts­si­cher­heit der Kom­mu­ni­ka­ti­ons­in­fra­struk­tur: Sicher­heits­as­pek­te wir­ken auch auf die oft genann­te „Zukunfts­si­cher­heit” der Infra­struk­tu­ren. Akti­ve Kom­po­nen­ten müs­sen im Sin­ne der Sicher­heit upgrade- und patch­bar sein. Inso­fern ist im Zuge des Breit­band­aus­baus das Prin­zip „Sicher­heit ist ein fort­wäh­ren­der Pro­zess” über den Lebens­zy­klus der Infra­struk­tur ein­zu­be­zie­hen.

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