Zugangsnetze für die Telekommunikation

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1 Zugangsnetze für die Telekommunikation von Andreas Bluschke, Michael Matthews, Reinhard Schiffel 1. Auflage Hanser München 2004 Verlag C.H. Beck im Internet: ISBN Zu Inhaltsverzeichnis schnell und portofrei erhältlich bei beck-shop.de DIE FACHBUCHHANDLUNG

2 Zugangsnetze für die Telekommunikation Herausgegeben von Andreas Bluschke, Michael Matthews, Reinhard Schiffel ISBN-10: ISBN-13: Leseprobe Weitere Informationen oder Bestellungen unter sowie im Buchhandel

3 1 Einführung Die weltweite Entwicklung der Gesellschaft zu einer modernen Informationsgesellschaft befindet sich bei aller Unterschiedlichkeit des jeweiligen regionalen Standes gegenwärtig und in naher Zukunft in einer sehr dynamischen Phase. Die gesellschaftliche und darin einbezogen die ökonomische Entwicklung von Regionen, Ländern und ganzen Kontinenten wird durch dieses Wachstum sehr erheblich beeinflusst. Der weltweite Ausbau der Informationstechnologien bestimmt wesentlich die Effektivität und das Wachstum aller ökonomischen und gesellschaftlichen Prozesse. In dieser Entwicklung spielen zwei Prozesse eine dominierende Rolle: Der Ausbau der Telekommunikationsnetze mit der Möglichkeit, kurzfristig alle angeforderten Netzzugänge bereitzustellen. Das bedeutet u. a., alle möglichen Teilnehmer zu wirtschaftlich günstigen Bedingungen an das globale Telekommunikationsnetz anschalten zu können. Der Netzzugang muss bereits gegenwärtig möglichst gestiegenen Anforderungen an die Bereitstellung entsprechender Bitraten je nach Anforderung des Dienstes Rechnung tragen können. Dienstcharakteristik und Dienstgüte auf Anforderung des Teilnehmers (Service & Quality of Service on demand) sind deshalb bereits gegenwärtig Grundforderungen für den Ausbau der Netze, insbesondere der weltweiten Teilnehmerzugangsnetze. Teilnehmer, die nicht über einen breitbandigen Anschluss an das Telekommunikationsnetz verfügen, haben große wirtschaftliche Nachteile, wenn es ihnen nicht gelingt, auf diesem Gebiet mit den aktuellen Entwicklungen mithalten zu können. Für das Jahr 2011 werden Bitraten von etwa 100 Mbit/s pro Teilnehmer prognostiziert. In Japan laufen gegenwärtig Vorbereitungen für einen qualitativen und quantitativen Ausbau des Teilnehmerzugangsnetzes bis 2005 sollen 30 Mio. Teilnehmer mittels VDSL (Very high bitrate DSL, DSL Digital Subscriber Line) mit 10 Mbit/s und 10 Mio. Teilnehmer mittels Fiber To The Home (FTTH) mit 100 Mbit/s versorgt werden. Mobilfunknummer und adresse gehören heute praktisch schon weltweit zum Standard der Teilnehmerversorgung. Heiß umkämpft ist beim Anschluss an die Breitbandwelt die so genannte letzte Meile (Last Mile), d. h. der Abschnitt zwischen Teilnehmervermittlungsstelle (TVSt) (Central Office CO) und der Teilnehmerlokalisation (Customer Premise Equipment CPE). Für diese letzte Meile gibt es unterschiedliche technologische und technische Möglichkeiten, die international entsprechend den konkreten Bedingungen zur Anwendung kommen. Alle diese Techniken/ Technologien werden in dem Buch vorgestellt. Der Leser wird damit in die Lage versetzt, die einzelnen Techniken/Technologien zu bewerten, sich eine Entscheidungshilfe bei der Auswahl für seinen konkreten Anwendungsfall zu schaffen und so zielgerichtet nach einer für ihn passenden Lösung zu suchen. Es wird ihm weiterhin die Möglichkeit gegeben, dieses Buch als Nachschlagewerk für Teilnehmerzugangsnetze zu nutzen. 1.1 Allgemeines zu Teilnehmerzugangsnetzen Das Teilnehmerzugangsnetz auch bezeichnet als Access Network, Last Mile, Local Loop, Ortsanschlussleitungsnetz ist das Netz, an das die Teilnehmer angeschlossen sind. Es ist die zur Nutzung von Diensten oder sonstigen Leistungen bereitgestellte logische oder physikalische Verbindung zwischen einem Teilnehmerendgerät (TE) und der TVSt.

4 1.1 Allgemeines zu Teilnehmerzugangsnetzen 13 Ein Teilnehmerzugangsnetz hat die Aufgabe, den Teilnehmerverkehr zu sammeln, Verkehr, der im Netz bleibt, wieder zu verteilen und Verkehr, der in andere Teilnehmerzugangsnetze fließt, weiterzuleiten. Außerdem verteilen Teilnehmerzugangsnetze den Verkehr, der von anderen Netzen kommt und für Teilnehmer des eigenen Netzes bestimmt ist. Der Teilnehmerzugang kann netzbezogen definiert werden, beispielsweise als: analoger oder digitaler Telefonanschluss Zugang zum Internet Zugang zu Videoangeboten. Außerdem kann die Art des Teilnehmeranschlusses charakterisierend beschrieben werden als leitungsgebunden (wired): symmetrische Leitungen (verdrillte Kupferdoppelader (DA), Kupferzweidrahtleitung (Zdr)) koaxiale Kabel Stromversorgungsleitungen (Powerline) Glasfasern (Lichtwellenleiter LWL) oder als drahtlos (wireless): Wireless Local Loop (WLL) Wireless Internet Access (Wireless Metropolitan Area Network (WMAN) und Wireless Local Area Network (WLAN)) Richtfunk Satelliten. Der Teilnehmeranschluss kann auch aus Kombinationen verschiedener Übertragungsmedien bestehen, z. B.: symmetrische Leitungen und Glasfasern koaxiale Kabel und Glasfasern (Hybrid Fiber and Coaxial HFC). Die Rolle und Funktion von Teilnehmerzugangsnetzen kann nur im Zusammenhang mit dem gesamten Telekommunikationsnetz betrachtet werden. Ein Telekommunikationsnetz beinhaltet alle Elemente (wie Einrichtungen, Anlagen, Gebäude), die in ihrer Gesamtheit Telekommunikationsdienste zwischen verschiedenen Standorten bereitstellen. Das Teilnehmerzugangsnetz ist für die Bereitstellung des Teilnehmerinterfaces (UNI User Network Interface) für den Zugang der Teilnehmer zu den Telekommunikationsdiensten zuständig. Entsprechend [1.1] sind im Bild 1.1 die Grenzen des Teilnehmerzugangsnetzes gezeigt. Die Teilnehmer sind über ein UNI an das Teilnehmerzugangsnetz angebunden. Die Anbindung des Teilnehmerzugangsnetzes (AN Access Network) an die Serviceknoten (SN Service Node) erfolgt über die SNI (Service Network Interface). Die Anbindung an das Managementnetz TMN (Telecommunications Management Network) wird über ein Q3- Interface realisiert. Ein Teilnehmerzugangsnetz kann an mehrere Serviceknoten angeschaltet werden.

5 14 1 Einführung TMN UNI Q3 Q3 AN SNI SN Bild 1.1: Grenzen des Teilnehmerzugangsnetzes Ein weiteres Herunterbrechen der Funktionen eines Teilnehmerzugangsnetzes bzw. deren Einbindung zwischen andere Netze kann entsprechend Bild 1.2 erfolgen, wobei der Begriff Customer Network Interface (XNI) verwendet wird (CPN Customer Premise Network). Teilnehmernetz (CPN) Zugangsnetz (AN) Core-Netz XNI xxn SNI XNI Q yn Schnurlostelefon WI1 SNI S1 Telefon XNI CP1 Teilnehmerzugangsnetz X Servicefunktion TV PC Zugangseinheit X XNI CX1 L Teilnehmerzugangsnetz Y SNI C1 Core- Netz Bild 1.2: Einordnung des Teilnehmerzugangsnetzes Beispiele für schmalbandige SNI (hier bis zu 2 Mbit/s gemeint) sind [1.2]: 2,048 Mbit/s (entsprechend International Telecommunications Union Telecommunications Standardization Sector (ITU-T) G.703) 1 ISDN-PRA (Integrated Services Digital Network Primary Rate Access) mit V 2M (entsprechend European Telecommunications Standards Institute (ETSI) ETS ) ISDN-BRA (Integrated Services Digital Network Basisratenanschluss) 64 kbit/s und n 64 kbit/s (entsprechend ITU-T G.703/V.24/X.21/V.35 und V.36) POTS (Plain Old Telephone Service) (a/b-schnittstelle) mit Signalisierung (Z-Schnittstelle entsprechend ITU-T Q.512) bzw. POTS+ 2 Analoge Zdr-Schnittstelle (entsprechend ITU-T Q.552) Analoge Vierdrahtschnittstelle (Vdr-Schnittstelle) (entsprechend ITU-T Q.553). Als Beispiele für breitbandige SNI (hier über 2 Mbit/s gemeint) können dienen [1.2]: 1 Auch als E1 bezeichnet 1. Hierarchiestufe der europäischen Plesiochronen Digitalen Hierarchie (PDH) 2 POTS+ beinhaltet die Funktionalität eines POTS-Anschlusses am ISDN

6 1.1 Allgemeines zu Teilnehmerzugangsnetzen 15 Ethernet 10BaseT und 100BaseT (entsprechend Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) 802.3) ATMF 25,6 (entsprechend Asynchronous Transfer Mode Forum) 34 Mbit/s und 140 Mbit/s (entsprechend ITU-T G.703) 1 STM Mbit/s (entsprechend ITU-T G.703 und/oder G.957) 2 STM Mbit/s (entsprechend ITU-T G.957) STM-16 2,5 Gbit/s (entsprechend ITU-T G.957) Audio/Video (noch nicht festgelegt) Dense Wavelength Division Multiplex DWDM (noch nicht festgelegt) Powerline-Schnittstellen (noch nicht festgelegt). Beispiele für schmalbandige XNI sind: 2,048 Mbit/s (entsprechend ITU-T G.703) ISDN-PRA mit U 2M /S 2M (entsprechend ETS ) ISDN-BRA mit U k0 /S 0 (entsprechend ETS ) 64 kbit/s und n 64 kbit/s (entsprechend ITU-T G.703/V.24/X.21/V.35 und V.36) POTS (a/b-schnittstelle) mit Signalisierung (Z-Schnittstelle entsprechend ITU-T Q.512) bzw. POTS+ Zdr-Schnittstelle (entsprechend ITU-T Q.552) Vdr-Schnittstelle (entsprechend ITU-T Q.553) Cordless-Telephone-Funkschnittstellen (Personal Handy-phone System (PHS) entsprechend ITU-T Q.921, Digital Enhanced Cordless Telephony (DECT) entsprechend ETS ) Powerline-Schnittstellen (noch nicht festgelegt). Beispiele für breitbandige XNI sind: Ethernet 10BaseT und 100BaseT (entsprechend IEEE 802.3) ATMF 25,6 34 Mbit/s und 140 Mbit/s (entsprechend ITU-T G.703) sstm-0 (entsprechend ITU-T I.432.4) STM Mbit/s (entsprechend ITU-T G.703 und/oder G.957) Audio/Video (noch nicht festgelegt) DWDM (noch nicht festgelegt) Funkschnittstellen (z. B. entsprechend IEEE , IEEE x oder ETSI Broadband Radio Access Networks (BRAN) HiperLAN2). Eine Vielzahl der aufgelisteten Schnittstellen wird in den folgenden Kapiteln vorgestellt. 1 Auch als E3 bzw. E4 bezeichnet 3. bzw. 4. Hierarchiestufe der europäischen PDH. 2 STM steht für Synchronous Transfer Mode. Die nachfolgende Ziffer beschreibt die jeweilige Hierarchiestufe der Synchronen Digitalen Hierarchie (SDH). Für Nordamerika gilt entsprechend die Abkürzung SONET Synchronous Optical NETwork.

7 16 1 Einführung Im Bild 1.3 ist beispielhaft ein Teilnehmerzugangsnetz dargestellt (ZWR Zwischenregenerator, NTBA Network Termination Basis Access (Netzabschluss für ISDN-BRA), SHDSL Single-pair High-speed DSL, STU SHDSL Termination Unit, STU-R STU- Remote, NTU Network Termination Unit, ONU Optical Network Unit, ADSL Asymmetric DSL, HDSL High bitrate DSL, SDSL Single line DSL). Teilnehmervermittlungsstelle (TVSt) a/b a/b SDSL V5.1/ V5.2 WLL 2-DA-SHDSL ISDN-BRA 2-DA-HDSL ZWR ZWR a/b ADSL ADSL Splitter ADSL STU-R ADSL U R2 NTU Glasfaser ONU SDSL NTU abgesetztes Anlagenteil ISDN-BRA HDSL NTU a/b a/b NTBA VDSL NTU S 0 NTBA S 0 Bild 1.3: Beispiel für Teilnehmerzugangsnetz Möglich ist auch eine Unterscheidung der Schnittstelle für den Teilnehmerzugang nach dem Grad der durch das Teilnehmerzugangsnetz gewährten Mobilität: Ortsunveränderliche Systeme (fixed access) POTS bzw. POTS+ zur Sprachübertragung, Telefaxübertragung G.3 mit 9,6 kbit/s 14,4 kbit/s (28,8 kbit/s) und Modemübertragung im Sprachband bei durchschnittlichen Verkehrswerten von merl/teilnehmer ISDN-BRA mit 2 64 kbit/s plus 16 kbit/s bei Bitfehlerraten von 10 6 und durchschnittlichen Verkehrswerten von merl/teilnehmer ISDN-PRA mit U 2M /S 2M. Funksysteme mit geringer Mobilität (low mobility, Cordless-Telephone- (CT-) Systeme) regionale Erreichbarkeit bei geringen Geschwindigkeiten km/h DECT oder PHS mit begrenztem Roaming und Handover Verkehrswerte von merl/teilnehmer. Funksysteme mit hoher Mobilität (high mobility, zellularer Mobilfunk) Anschluss mit hoher Mobilität (Handover) und weltweite Erreichbarkeit (Roaming) bei Geschwindigkeiten 270 km/h

8 1.1 Allgemeines zu Teilnehmerzugangsnetzen 17 Global System for Mobile communications (GSM), IS-54, CDMAone (Interim Standard No. 95 IS-95), CDMA2000 oder UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) Verkehrswerte von merl/teilnehmer. Seit der zweiten Hälfte der 80er-Jahre wurden zeitversetzt mit der Entwicklung und der weltweiten Verbreitung von zellularen Mobilfunktechnologien Funktechnologien und Systeme für den Einsatz im Teilnehmerzugangsnetz in die praktische Nutzung eingeführt. Seit diesem Zeitpunkt hat die Bedeutung des Einsatzes von Funktechnologien im Teilnehmerzugangsnetz in einigen Regionen der Welt gegenüber den traditionellen, d. h. leitungsgebundenen Zugangstechnologien sehr stark zugenommen. Ausgangspunkt dafür war, weltweit die Anzahl der bestehenden Festnetzanschlüsse besonders in jenen Ländern kurzfristig erweitern zu müssen, die einen sehr geringen Verbreitungsgrad bezüglich der Telefonanschlüsse besitzen (siehe dazu auch Bild 2.15). In diesen Ländern können die Overlay-Netze durch den Einsatz von moderner Übertragungs- und Vermittlungstechnik relativ schnell an die Anforderungen der Gegenwart angepasst werden. Probleme bereitet der schnelle und preiswerte Anschluss vieler Teilnehmer an diese Overlay-Netze. Prognosen auf dem Gebiet der Telekommunikation gehen davon aus, dass bis zum Jahr 2010 ein Bedarf von ca Mio. Anschlüssen für WLL besteht. Eine Prognose der ITU-T [1.3] erwartet, dass Funktechnologien im Teilnehmerzugangsnetz weltweit einen relativen Anteil von % erreichen werden. Charakteristisch für diese Prognosen ist die stark divergierende regionale Verteilung für den Einsatz von Funktechnologien (siehe Bild 1.4). Bild 1.4: Lateinamerika 25% Nordamerika 5% Asien/Pazifik 40% Afrika/Arabien 5% Westeuropa 5% Osteuropa 20% Regionale Verteilung von WLL-Teilnehmeranschlüssen Gründe für die verstärkte Nutzung von Funktechnologien im Teilnehmerzugangsbereich sind [1.4]: Es besteht weltweit die Notwendigkeit eines kurzfristigen Ausbaus der Telekommunikationsnetze. Der problemlose und einfache Anschluss der Teilnehmer an diese Telekommunikationsnetze spielt dabei eine entscheidende Rolle. Die Anschaltung der einzelnen Teilnehmer ist prozentual der kostenintensivste Teil der Telekommunikationsnetze. Im raschen Ausbau dieser Netzbestandteile besteht international der größte Nachholbedarf. Die Beseitigung der Monopolstellungen der nationalen Verwaltungen für die Telekommunikation zwingt zu effektiven neuen Anschalttechnologien auch in den wirtschaftlich hoch entwickelten Industrieländern. Bei komplizierten geografischen, geologischen, morphologischen oder klimatischen Bedingungen besitzt die Funktechnik entscheidende Vorteile gegenüber leitungsgebundener Technik bzw. ist sie oft die einzige technische Möglichkeit.

9 18 1 Einführung Der Bedarf unterschiedliche Kommunikationsdienste, wie parallele Sprach- und Datendienste dem gleichen Teilnehmer bereitzustellen wächst. Beispiel dafür ist das Internet mit seinen Anforderungen an die Telekommunikationsnetze. Die zukünftige Struktur der Investitionskosten für den Ausbau der Telekommunikationsnetze verändert sich. Es besteht die Notwendigkeit einer schnellen Amortisation der Investitionen. Die Installationszeiten pro Teilnehmeranschluss lassen sich mit Funktechnologien drastisch verringern. Die Realisierung von zeitbegrenzten Teilnehmeranschaltungen, besonders für Sportveranstaltungen, Ausstellungen, Messen usw., ist sehr einfach. Der Netzzugang wird durch Open Network Provision (ONP) und Interconnection geregelt. ONP ist ein im Ergebnis der Liberalisierung des Telekommunikationssektors innerhalb der EU durch Richtlinie definiertes Konzept für einen offenen diskriminierungsfreien Netzzugang der Teilnehmer einschließlich anderer Netzbetreiber. Der Zugang zu Netzen und Diensten soll ohne Behinderung gestattet werden, und die Bereitstellung der Netze oder deren Teile für andere Betreiber muss auf der Basis öffentlich dargestellter Kriterien geregelt werden. In Deutschland ist dieser Sachverhalt durch die Netzzugangsverordnung im Rahmen des Telekommunikationsgesetzes (TKG) festgelegt. Die Rechtsverordnung bestimmt verschiedene Netzzugangsleistungen: Netzzugang für Teilnehmer der Telekommunikationsdienstleistungen eines Netzes allgemeiner Netzzugang, Netzzugang von anderen Netzbetreibern sowie Anbietern von Telekommunikationsleistungen besonderer Netzzugang, Nutzungsmöglichkeiten von festgelegten Dienstleistungen eines marktbeherrschenden Anbieters durch andere Anbieter entbündelte Leistungen. Eine spezielle Art des Netzzuganges wird durch Interconnection verkörpert. Interconnection ist die Zusammenschaltung lizenzierter Netze verschiedener Netzbetreiber im Rahmen der Liberalisierung des Telekommunikationsbereiches. Auch dieser Bereich ist innerhalb der gesetzlichen Bestimmungen in Deutschland geregelt. So besteht die Verpflichtung der Netzbetreiber, sich mit jedem der anderen Betreiber über diese Fragen vertraglich zu einigen und die Festlegungen zu erfüllen. Das betrifft z. B. die Nummernportabilität, nach der ein Teilnehmer beim Wechsel eines Providers die bisherige Nummer beibehalten kann. Gleichfalls zu vereinbaren sind z. B. auch alle die Dienstgüte betreffenden Fragen (Quality of Service QoS) sowie der Ort der Zusammenschaltung, Zugangsgebühren oder die Bereitstellung von Netzmanagementdaten usw. Die Festlegungen sind in einem Vertrag darzustellen (Interconnection Agreement). Die Richtung von der TVSt zum Teilnehmer wird als Abwärtsrichtung (Downstream DS) bezeichnet, die Gegenrichtung als Aufwärtsrichtung (Upstream US). Die Entwicklung der Telekommunikationsnetze ist u. a. dadurch gekennzeichnet, dass man bestrebt ist, höhere Bitraten möglichst kostengünstig zu übertragen. Diese Bestrebungen treffen natürlich auch auf die Teilnehmerzugangsnetze zu. Neue Dienstangebote (z. B. anspruchsvolle Web-Inhalte, E-Commerce, sicherheitsrelevante Anwendungen) fordern höhere Bitraten auch im Teilnehmerzugangsnetz. Nachdem anfänglich zunächst der schnelle

10 1.2 Internetentwicklung 19 Internetzugang die Haupttriebkraft für höhere Bitraten im Teilnehmerzugangsnetz war, ist es heute eher die Videosignalübertragung. Laut [1.5] ist heute Triple play (Sprache, Internet und Video) die erste Triebkraft für höhere Bitraten. Beispielsweise werden für die Übertragung eines Basketballspiels 5 Mbit/s benötigt, wenn eine MPEG-2-Codierung (MPEG Motion Pictures Expert Group) durchgeführt wird. Für Filme oder Talkshows reichen Bitraten von unter 1 Mbit/s [1.6]. In [1.7] wird festgestellt, dass Online-Spiele der nächste Schritt in der Evolution digitaler Inhalte sein werden. Besonders wichtig ist die Unterstützung der Möglichkeit der Interaktion, was bisher nur eingeschränkt möglich war. Mittlerweile hat sich das vernetzte Haus als ein strategischer Markt für alle Firmen, die sich im PC-Bereich (PC Personal Computer) und der Konsumgüterindustrie bewegen, herausgebildet [1.8]. Die Haupttriebkräfte für Inhausanwendungen (Home networks, CPN) sind der gemeinsam genutzte Internetzugang, shared Files, shared Drucker und Spiele. Die Vernetzung von Inhausnetzen erfordert ebenfalls höhere Bitraten im Teilnehmerzugangsnetz. Gegenwärtig werden Ethernet und WLAN bevorzugt. Zusätzlich zur Verkabelung mit Koaxialkabeln werden folgenden Technologien Zukunftschancen eingeräumt: Ultra Wide Band (UWB): Im Frequenzbereich von 10,6 GHz sind Bitraten von 100 Mbit/s bei 10 m Reichweite möglich. Bei UWB handelt es sich um Übertragungsverfahren, die mit extrem gespreizten Spektren arbeiten. Die notwendigen Normungen müssen weltweit noch erfolgen. Interferenzprobleme im Rahmen der Nutzung derartiger breiter Bänder werden derzeit theoretisch und experimentell untersucht. Schlussfolgerungen aus diesen Untersuchungen sind in den nächsten zwei bis drei Jahren zu erwarten. HomePlug: Gegenwärtig ist die Powerlinespezifikation bis 11 Mbit/s begrenzt. HomePlug AV ermöglicht 50 bis 100 Mbit/s mit QoS-Mechanismen. Home Phoneline Network Alliance (HPNA) die ersten beiden Generationen hatten glanzlose Ergebnisse. Aber die dritte Generation der Spezifikation zur Übertragung über die Inhaus-Telefonverkabelung soll 100 Mbit/s erlauben. IEEE1394 (FireWire): ursprünglich für die Verbindung von Geräten aus dem Unterhaltungsbereich entstanden. Mit IEEE1394b sollen 100 Mbit/s über Kupfer übertragbar sein. In [1.9] wird davon berichtet, dass in den USA Ende % der Haushalte über mehr als einen PC verfügten und dass Ende 2006 diese Anzahl auf 39 % ansteigen wird (siehe auch Kapitel 2). Im Jahr 2002 gab es in Haushalten der USA 7,2 Mio. LAN (Local Area Network). Für 2006 werden 21,2 Mio. prognostiziert. Da von den Haushalten mit mehreren PC 60 % einen Laptop und % mehrere Laptops nutzen, ist Flexibilität und Mobilität notwendig. Es wird daher geschlussfolgert, dass drahtlos ein wichtiges Auswahlkriterium ist. Wenn Ende % der Inhausverkabelung Ethernet basierend war und 1 % drahtlos, dann waren es 2002 nur noch 59 % Ethernet basierend, aber schon 25 % drahtlos. 1.2 Internetentwicklung Die Internetentwicklung ist mit eine der wichtigsten Triebkräfte für die gegenwärtigen Entwicklungen im Teilnehmerzugangsnetz. Die Zahl der Haushalte, die an das Internet angeschlossen sind, wächst ununterbrochen. In [1.10] wird beispielsweise davon berichtet, dass

11 20 1 Einführung bereits 67 % der erwachsenen Bevölkerung der USA online sind waren es nur 9 %, dann %; %, % und %. Im Bild 1.5 ist der weltweite Internetverkehr im Vergleich zum Sprachverkehr und Intranets nach [1.11] dargestellt. Es wird erwartet, dass sich der Verkehr, verursacht durch Sprachaufkommen, nicht verändert. Vermutlich ist dabei der Sachverhalt, dass sich die Anzahl der Telefonanschlüsse weltweit weiterhin erhöht, nicht ausreichend berücksichtigt worden. Die Steigerung der absoluten Anzahl von Telefonanschlüssen führt auch zwangsläufig zu einem erhöhten Sprachverkehrsaufkommen. Die Steigerungsrate ist beim Datenverkehr in Zukunft sicher höher als beim Sprachverkehr. Beim Inter- und Intranet werden wachsende Verkehrsaufkommen prognostiziert. Laut [1.12] verdoppelt sich der weltweite Internetverkehr jährlich. Verkehrsaufkommen Tbit/s 100 Tbit/s 10 Tbit/s 1 Tbit/s Sprache Firmen-Intranet Internet Bild 1.5: 100 Gbit/s Weltweites Verkehrsaufkommen Mit 34,4 Mio. Erwachsenen verfügten Mitte ,5 % der Bevölkerung Deutschlands ab 14 Jahren über einen Internetanschluss [1.13]. Laut [1.14] nutzt knapp die Hälfte der Deutschen das Internet täglich rund eine Stunde. Mio. Teilnehmer Bild 1.6: Weltweite Internetnutzer

12 1.3 Breitbandigkeit Wie schnell ist eigentlich schnell? 21 Im Bild 1.6 ist die weltweite Entwicklung der Internetnutzer bis 2010 dargestellt [1.15]. Im Jahr 2010 rechnet man mit etwa 1,2 Mrd. Internetnutzern weltweit. Wie im nächsten Kapitel ausgeführt wird, nimmt Südkorea gegenwärtig die führende Position beim Breitbandzugang ein. In [1.16] sind die Anwendungen aufgeführt, die in Südkorea von den Teilnehmern mit dem Internet realisiert werden (siehe Tabelle 1.1). Tabelle 1.1: Zweck der Internetnutzung Anwendung Genutzt von Teilnehmern (im Dezember 2001) in % 83,6 74,2 Websurfen 74,3 74,0 Unterhaltung 33,5 45,0 Einkaufen 22,7 23,3 Homebanking 19,1 18,0 Community (File-Sharing) 17,0 17,3 E-Learning 15,7 13,1 Chat 12,6 11,7 VoIP (Voice over Internet Protocol) 26,1 0,6 Genutzt von Teilnehmern (im Januar 2003) in % 1.3 Breitbandigkeit Wie schnell ist eigentlich schnell? Überall wird gegenwärtig von Breitband gesprochen. Es soll zunächst gezeigt werden, dass man genau definieren müsste, wovon man eigentlich spricht, wenn man die Begriffe Breitband, Schmalband oder Bandbreitenbedarf verwendet. Die Erfahrungen zeigen, dass die Vorstellungen zu Schmalband und Breitband mitunter sehr weit auseinander liegen. Die Recherche nach einer allgemein gültigen Definition für Breitband führte zu den folgenden Ergebnissen. In der ITU-T-Empfehlung I.113 findet man die Information, dass man einen Dienst oder ein System als breitbandig bezeichnen kann, wenn die Bitrate über der Primärmultiplexbitrate liegt, d. h. in Europa bei Bitraten größer 2,048 Mbit/s, in Nordamerika größer 1,544 Mbit/s [1.17]. Ergänzend dazu ist eine übliche Unterteilung nach [1.18] in Tabelle 1.2 dargestellt. Tabelle 1.2: Bandbreitedefinition nach [1.18] Bezeichnung Schmalband (Narrowband) Wideband Breitband (Broadband) Bitrate < 1,544 Mbit/s bzw. 2,048 Mbit/s > 2,048 Mbit/s und < 45 Mbit/s > 45 Mbit/s