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Datenübertragung per Glasfaser: Vorteile und Funktionsweise
20.09.2024
10 Min.
Moderne Glasfasernetze übertragen riesige Datenmengen über weite Entfernungen – zum Beispiel von Kontinent zu Kontinent durch die Weltmeere. Was die biegsame Superader aus Siliciumdioxid noch so alles kann und wie Sie und Ihr Unternehmen davon profitieren, lesen Sie hier. Werfen Sie gemeinsam mit uns einen Blick auf den Glasturbo des Informationszeitalters.
Störungsresistent, witterungsbeständig, unbrennbar und so übertragungsstark wie hundert Kupferkabel – ziemlich beeindruckend für eine winzige Faser, die kaum dicker ist als ein menschliches Haar. Glasfasertechnik hat den modernen Datentransfer revolutioniert.
In den weltweiten Übertragungsnetzen transportiert sie unvorstellbare Datenmengen. Und während die Entfernung zum nächsten Verteilerkasten oder das Magnetfeld benachbarter Leitungen für herkömmliche Datenleiter aus Kupfer zur Datenbremse wird, ist Glasfaser immun gegen derartige Störeinflüsse. Und das sind noch längst nicht alle Vorteile der robusten Lichtwellenleiter.
Inhaltsverzeichnis
Warum Glasfaser? Die wesentlichen Vorteile der Technologie
Digitalisierung braucht Bandbreite. Glasfasernetze können sie liefern. Neben der hohen erreichbaren Bandbreite sind ihre Unempfindlichkeit und Zuverlässigkeit weitere Vorteile. Da Glas kein elektrischer Leiter ist und keinerlei elektromagnetische Strahlung verursacht, sind Glasfaserkabel nahezu überall einsetzbar. Selbst in kritischen Umgebungen wie in einem Chemiewerk oder direkt neben einer Hochspannungsleitung sind Kurzschlüsse, Brände, Explosionen oder Überspannungen bei Glasfaser ausgeschlossen. Hinzu kommt: Es ist praktisch unmöglich, ein Glasfaserkabel anzuzapfen, um den Datenverkehr mitzulesen.
Die Vorteile von Glasfaser im Überblick:
- Deutlich höhere Bandbreite als bei anderen Übertragungstechnologien wie DSL oder DOCSIS (Kabelanschluss) möglich
- Verlustfreie Übertragung über weite Entfernungen hinweg
- Störungsresistenz, Witterungsbeständigkeit und universelle Einsetzbarkeit
- Absolute Datensicherheit und Zuverlässigkeit
- Maximale Übertragungsleistung bei minimalem Installationsaufwand
Vorteil #1: Deutlich höhere Bandbreiten als bei anderen Übertragungstechnologien wie DSL oder Kabelanschluss möglich
Die Glasfaser übermittelt Daten als optische und nicht als elektrische Signale. Daraus ergibt sich ein höherer nutzbarer Frequenzbereich. Je höher die Frequenz, desto mehr Informationsbits können pro Zeiteinheit übertragen werden.
So liegt die Frequenz im Lichtwellenleiter bei bis zu 60 Terahertz (60.000 Gigahertz). Durch die gleichzeitige Verwendung mehrerer Frequenzen (Lichtfarben) kann die einzelne Glasfaser mit entsprechender Technik an den Endpunkten sogar noch einmal deutlich mehr Daten transportieren.
Zum Vergleich: Der moderne VDSL2-Nachfolgestandard G.Fast für Kupferkabel überträgt mit bis zu 212 Megahertz. Über kurze Strecken sind zwar auch damit hohe Übertragungsraten erreichbar – aber eben nur auf ganz kurze Entfernungen.
Bereits bei einer Leitungslänge von nur 100 Metern nimmt die Datenrate im Kupferkabel deutlich ab, weil sich das Signal verschlechtert. Das Licht im Glasfaserkabel hingegen kann auch über weite Entfernungen mit hohen Gigabitraten weitgehend störungsfrei übertragen werden.
Glasfaser ist dadurch die bislang einzige Übertragungstechnologie, die symmetrische Bandbreiten ohne große Signalverluste bietet. Schon heute sind unter idealen Bedingungen bis zu einem Gigabit sowohl im Download als auch Upload kein Problem.
Die symmetrische Bandbreite ist besonders für Firmenkunden interessant, die häufig nicht nur hohe Download-, sondern auch hohe Uploadgeschwindigkeiten brauchen. Die maximale Übertragungsrate und -strecke hängen allerdings von den physischen Eigenschaften der Glasfaserleitung und der Technik an den Verteilerknoten ab.
Mitarbeitende im Homeoffice und an unterschiedlichen Firmenstandorten können dank Glasfaser über netzbasierte Services effizient zusammenarbeiten. Auch störungsfreie Internet-Telefonie und Videokonferenzen in bester Sprach- und Bildqualität gehören mit Glasfaser-Internet zum digitalen Business-Alltag.
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Vorteil #2: Verlustfreie Übertragung über weite Entfernungen hinweg
Die typische Glasfaser für den Hausanschluss hat im Kern, dem eigentlichen Lichtwellenleiter, einen Durchmesser von nur neun Mikrometern (µm). Drumherum liegt ein Mantel von 125 Mikrometern Stärke. Er sorgt dafür, dass das Lichtsignal nicht aus dem Kern austritt. Den Mantel wiederum umschließt eine Schutzschicht (Buffer oder Coating) von noch einmal 250 Mikrometern Durchmesser. Alle drei Schichten zusammen bringen es damit gerade einmal auf die Stärke eines menschlichen Haares.
Solche geringen Durchmesser sind bei der Glasfaser nicht nur technisch problemlos machbar, sondern auch noch beste Voraussetzung für Gigaspeed-Internet über kilometerweite Distanzen hinweg. Dabei können bis zu 144 Einzelfasern als sogenanntes Fasernbündel zusammen in der Straße verlegt werden und die anliegenden Häuser jeweils mit schnellem Internet versorgen. Jede einzelne Singlemode-Glasfaser im Faserbündel bringt es auf 100 Gigahertz Bandbreite.
Die dickeren Multimode-Kabel mit 50 Mikrometern (in Deutschland üblich) oder 62,5 Mikrometern Kerndurchmesser (vor allem in den USA verwendet) haben sich hingegen für Highspeed-Verbindungen über kurze bis mittlere Distanzen etabliert, zum Beispiel in Rechenzentren.
Grundsätzlich hängt die Reichweite eines Lichtwellenleiters nicht nur von der Faserstärke ab, sondern auch von der Qualität der Glasfaser, der jeweiligen Wellenlänge und den sich daraus ergebenden Dämpfungswerten der Gesamtstrecke. Durch die Verwendung hochreiner Ausgangsstoffe bei der Herstellung der Glasfasern und die Nutzung moderner Laserdioden als Lichtquellen wurden die Übertragungskapazitäten und der Dämpfungsfaktor in den letzten Jahren immer weiter verbessert.
Für die Weiterentwicklung des produzierenden Gewerbes zur Industrie 4.0 sind leistungsfähige Kommunikationsnetze eine wichtige Voraussetzung. Lokale und regionale Handwerksbetriebe, Zulieferer und Transportfirmen können via Glasfaser-Internet intelligente Services nutzen, beispielsweise für die Fernwartung und Fernsteuerung von Fahrzeugen, Maschinen und Anlagen oder für die Vernetzung verschiedener Standorte.
Mit dem Internet of Things (IoT) reduzieren Unternehmen langfristig den Wartungsaufwand und minimieren das Risiko kostenintensiver Ausfälle. Mit einem Glasfaseranschluss können auch Sie beispielsweise Ihre Gewerberäume, Produktionshallen und ganze Betriebsgelände per Webcam im Livestream überwachen.
Vorteil #3: Störungsresistenz, Witterungsbeständigkeit und universelle Einsetzbarkeit
Viele positive Glasfaser-Eigenschaften haben ihren Ursprung in dem Material und der Funktionsweise der Lichtwellenleiter. Der Faserkern besteht aus hochreinem Quarzglas. Mit diesem Material, das keine Elektrizität leitet, sind Glasfaserleitungen nicht nur resistent gegenüber Magnetfeldern, elektrischen Einflüssen und Funkstörungen, sondern auch gegen Kurzschlüsse durch Nässe, gegen Kälte, Hitze und die meisten anderen Umwelteinflüsse.
Glasfasern sind nicht explosiv, unbrennbar und überall einsetzbar – sogar direkt neben einer Hochspannungsleitung. Noch dazu benötigt Glasfaser 5-mal weniger Energie für den Datenstrom als ein Kupfernetz und erzeugt keine elektromagnetischen Felder.
Jetzt informieren: Glasfaser ist der Standard
Sie möchten Ihr Unternehmen sicher und zuverlässig vernetzen? Mit uns haben Sie die passende Anbindung. Wir bieten extra hohe Bandbreiten – dank unseres eigenen Glasfasernetzes, Fiber-to-the-Home (FTTH) und weiteren Verlegearten. Damit sind sogar Turbo-Geschwindigkeiten bis 10 Gbit/s im Download drin.
Bei den meisten Produkten können Sie als Geschäftskunde von Vodafone außerdem eine oder mehrere feste IP-Adressen dazubuchen.
Vorteil #4: Datensicherheit und Zuverlässigkeit
Gegen Umwelteinflüsse geschützt werden die Glasfasern durch das Coating, das den Mantel und den lichtleitenden Faserkern umschließt. Die Zuverlässigkeit von Glasfaserleitungen ist viel höher als bei Kupferkabeln.
Außerdem bringt die Glasfasertechnik prinzipbedingt eine hohe Datensicherheit mit. Denn Glasfasern strahlen keine elektromagnetischen Felder ab. Somit können die transportierten Daten nicht aus dem umgebenden Magnetfeld mitgelesen werden.
Das ist noch aus einem weiteren Grund vorteilhaft. Denn so können Glasfasern im Unterschied zu den Adern im Kupfer-Telefonnetz auch keine benachbarten Fasern negativ beeinflussen und deren Datenverkehr ausbremsen – egal wie dicht sie nebeneinander verlegt sind.
Vorteil #5: Maximale Übertragungsleistung bei minimalem Installationsaufwand
Da Glasfasern kaum dicker sind als ein menschliches Haar, sind sie nicht nur leichter zu handhaben, sondern brauchen auch weniger Platz in den Kabelkanälen. Ebenso fällt der Umfang der benötigten Hardware und Anschluss-Komponenten deutlich kleiner aus. Dazu summieren sich Faktoren wie der geringe Wartungsaufwand, weniger Ausfallzeiten und natürlich die enorme Übertragungsrate.
Ein Glasfaserbündel umfasst bis zu 144 Lichtwellenleiter, von denen jeder einzelne -zig Kupferleitungen ersetzen kann. Und das Beste: Bei Vodafone bieten wir Ihnen garantierte Bandbreite an. Denn die Leistungsfähigkeit des einzelnen Anschlusses schwankt nicht durch die Einflüsse von Nachbaranschlüssen, wie das beim VDSL-Anschluss der Fall ist. – Sorgen um zu wenig Highspeed brauchen Sie sich also nicht zu machen. Die Verlegung selbst kann in bestimmten Fällen sogar minimalinvasiv mit dem sogenannten Nano-Trechning-Verfahren erfolgen.
Die Übertragungsreichweite eines Glasfaserkabels wird lediglich durch dessen Dämpfung beschränkt. Mit zunehmender Entfernung verliert das Licht an Helligkeit. Daher müssen bei großen Distanzen Verstärkerstationen verbaut werden.
Für wen lohnt sich ein Glasfaser-Anschluss?
Warum sich ein Glasfaseranschluss lohnt, zeigen zahlreiche Erfolgsgeschichten, bei denen das GigaNetz die Türen zu neuen Geschäftsfeldern, effizienteren Prozessen und höheren Umsätzen geöffnet hat. So zählt beispielsweise das Düsseldorfer Start-up Just Spices auf Vodafone Glasfaser. Besonders im schnelllebigen E-Commerce-Business sind zuverlässige Leitungen, die auch große Datenmengen transportieren können, existenziell.
Auch die Metro AG hat sich mit einem Glasfaseranschluss als Multichannel-Großhändler aufgestellt, um ihren Kunden mit Echtzeit-Services ein optimales Einkaufserlebnis bieten zu können. Zukunftsorientierte Unternehmen, die ihr Geschäftsmodell breit und digital aufstellen wollen, setzen daher mit Glasfaser in Zeiten stetig wachsender Datenverkehre auf die richtige Technologie.
Glasfaser ist die konsequente Antwort auf steigendes Datenvolumen
Auch mehr als 50 Jahre nach ihrer Erfindung im Jahr 1970 ist die Evolution der Glasfasertechnik noch nicht abgeschlossen. Mit seiner Gigabit-Offensive beschleunigt Vodafone den flächendeckenden Ausbau des Glasfasernetzes und bringt Gigaspeed-Internet zu Unternehmen im ganzen Land. Zusammen mit 5G, dem Mobilfunkstandard der fünften Generation, und dem Maschinennetz Narrowband IoT (NB-IoT) wird Glasfasertechnik zur zukunftssicheren Grundlage für das Gigabit-Zeitalter.
Der Datenverkehr im Netz wächst in den letzten Jahren unter anderem durch Cloud- und Streaming-Dienste, Online-Organizer und netzbasierte Kommunikation wie Internet-Videokonferenzen mit Microsoft Teams und Co. fast schon exponentiell an. Ebenso rasant steigt auch der Bedarf an größerer Bandbreite. Bisherige Übertragungslösungen wie Kupfernetze oder auch Funktechnologien stoßen bei diesen Anforderungen immer öfter an ihre Leistungsgrenzen. Problematisch wird das für Firmen, die auf einen beständigen, schnellen Internetzugang angewiesen sind – und das betrifft eigentlich jedes erfolgs- und wachstumsorientierte Unternehmen.
Ebenso gewinnt die Netzqualität durch moderne Arbeitsmodelle und Kollaboration-Plattformen wie Microsoft 365 als Voraussetzung für optimierte Team- und Telearbeiten an Bedeutung. Und auch die Vernetzung von Anlagen und Geräte-Komponenten in der Industrie 4.0 kommt nicht ohne eine moderne Infrastruktur aus.
Glasfaser-Leitungen haben im Unterschied zum Kupferkabel keine großen Probleme mit Dämpfungswerten oder den Störeinflüssen benachbarter Leitungen. Daher sind sie ideal für die Verbreitung des schnellen Internets in der Fläche.
Glasfaser-Technologie: Mit Lichtgeschwindigkeit ins digitale Zeitalter
Im Gegensatz zu kupferbasierten Leitungen übernehmen beim Lichtwellenleiter keine Elektronen den Transport der Informationen, sondern Lichtteilchen (Photonen). Bei dieser optischen Variante können deutlich mehr Information pro Zeiteinheit übertragen werden – und das ohne Signalverstärkung über mehrere hundert Kilometer. Physikalische Grundlage dafür ist die Totalreflexion, die wiederum durch den Glasfaser-Aufbau und den unterschiedlichem Brechungsindex zweier unterschiedlicher Glasarten für Kern und Mantel entsteht. Anders als beispielsweise Fensterglas ist dieses Glas außerdem weniger spröde, sodass es auch mit einem vorgegebenen Biegeradius um Kurven verlegt werden kann.
Im Zentrum jeder Glasfaser liegt der lichtführende Kern, der von einem Mantel mit niedrigerem Brechungsindex sowie weiteren Schutzschichten aus Kunststoff umgeben ist. Der Unterschied des optischen Brechungsindex sorgt für die Reflexion der Lichtsignale und deren „wellenförmige“ (eher gezackte) Ausbreitung in Längsrichtung des Lichtwellenleiters.
Die drei gebräuchlichsten Glasfaser-Kabelarten
Im Laufe der Jahre wurden mehrere Glasfasertypen entwickelt, die sich in erster Linie durch den Durchmesser ihres Kerns unterschieden. Für Datennetze sind heute drei Hauptgrößen geläufig: 50/125, 62,5/125 und 8,3/125. Die Zahlen geben jeweils den Durchmesser des Faserkerns sowie des Mantels in Mikrometern an und verweisen zugleich auf die unterschiedlichen Eigenschaften der Glasfaser-Kabeltypen. Bei Infrastrukturen aus Kupfer gilt: Je dicker das Kabel, desto geringer ist dessen elektrischer Widerstand und umso höher die Kapazität. Bei Glasfasertechnik ist genau das Gegenteil der Fall.
Multimode-Kabel: Viele Wege streuen das Lichtsignal
Die kostengünstigeren Multimode-Glasfaserkabel mit 50/125 und 62,5/125 Mikrometern sind die gebräuchlichsten Typen in Datennetzwerken. Durch ihren größeren Kerndurchmesser breiten sich die Lichtstrahlen in mehreren sogenannten Moden aus. Das führt zu einer Streuung und somit zur Verschlechterung des Signals, da die Lichtstrahlen das Ziel zeitversetzt erreichen. Dieses Phänomen wird als intermodale Dispersion bezeichnet (auch Differential Mode Delay, kurz DMD). Multimode-Glasfasern eignen sich daher eher für Verbindungskabel im Nahbereich.
Monomode-Kabel: Glasfaser für das Gigabit-Zeitalter
Was ist die effektivste Lösung, um die intermodale Dispersion zu umgehen? Ganz einfach: Es gibt nur einen Ausbreitungsmodus. Genau das ist bei Monomode-Fasern (auch Singlemode-Fasern, englisch Single Mode Fiber, SMF) der Fall. Mit einem Kerndurchmesser von lediglich drei bis zehn Mikrometern gibt es hier fast keine Laufzeitverschiebungen. Damit haben sich Monomode-Glasfasern als bisher beste Lösung für Gigabit-Anwendungen entpuppt.
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Die wichtigsten Vorteile von Glasfaser im Überblick
- Glasfaser bietet verglichen mit DSL oder dem Kabelanschluss deutlich höhere Bandbreiten, mehr Stabilität und eine verlustfreie Übertragung über weite Strecken hinweg
- Glasfaserkabel sind leicht zu verlegen, störungsresistent, witterungsbeständig und universell einsetzbar
- Moderne Business-Anwendungen wie Videokonferenzen, Streaming insgesamt und schneller Datentransfer zwischen Standorten sind mit Glasfaser jederzeit und mit Highspeed möglich
Sie haben noch Fragen? In unserem Hilfebereich finden Sie nützliche Informationen rund um das Thema Glasfaser. Außerdem erläutern wir Ihnen an anderer Stelle im V-Hub, wie der Glasfaser-Ausbau gelingt und warum Kabel-Internet und Glasfaser in Kombination miteinander sehr gut funktionieren.
Ihr Interesse an Glasfaser ist geweckt? Dann werfen Sie doch mal einen Blick auf unsere aktuellen Internet-Tarife.
20.09.2024
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