Schneller Internetzugang im Handwerksbetrieb. Nutzen und Einschränkungen aktueller Technologien

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1 Schneller Internetzugang im Handwerksbetrieb Nutzen und Einschränkungen aktueller Technologien BFE Oldenburg Bundestechnologiezentrum für Elektro- und Informationstechnik e.v. Dipl.-Ing. Thomas Wübbe Dozent/Berater für ITK-Systeme

2 Agenda: Schneller Internetzugang im Handwerksbetrieb? Grundlegende Struktur und Konzept des Internet Generelle Anforderungen an eine Zugangstechnik Datengeschwindigkeit und Bandbreite Physikalische Beeinträchtigungen der Zugangstechnik Prinzipielle Funktionsweise von DSL, Kabelanschluss, LWL und LTE Nutzen und Einschränkungen der einzelnen Techniken Optimierungsmöglichkeiten Auswahlkriterien Fragen und Antworten rund um die Internetzugänge Erkennbare Trends Fazit und Ausblick 2

3 Schneller Internetzugang im Handwerksbetrieb? Wozu? 3

4 Internet Trends Internet of Every-Things, das Internet für ALLES?! 4

5 Technische Entwicklung von IP 1969 ARPANET Verbindung von 4 Großrechnern in den USA 1977 Standards IP Internet Protocol ARPA = Advanced Research Projects Agency 1989 Standards WWW World Wide Web 1992 Browser Netscape, heute Firefox, IE, Chrome, Safari, freies Programm zum Surfen im Internet 1992 HTML: interaktive Dokumente mit Verknüpfungen (Links) 1996 Google: Suchmaschine im HTML-Internet seit 2005: erste Cloud-Dienste seit 2010: Internet of Things 5

6 Technische Entwicklung der Zugangstechnik 1992 Zugang: ISDN und analoge MODEM (max. 64kbit/s) 1999 Draht: ADSL (max. 7000kbit/s) 2000 Funk: UMTS (ca kbit/s) ca Koax : erste Koax-Anschlüsse ca Draht: erste Glasfaseranschlüsse 2010 Draht: VDSL (ca. bis zu 100Mbit/s) 2015 Funk: LTE (bis zu 400Mbit/s) 2020 Funk: 5G (bis zu? Gbit/s) 6

7 Internet Struktur #1 Dienste, wie Privat / Handwerk / Dienstleistung/ Industrie / Lenkung der Datenströme, wie StVO und Straßenwegesystem Technischer Zugang zu Netz, wie Auto / Rad / Bus / 7

8 Internet Struktur #2 Dienste, wie , WWW, Datentransport, Cloud, Facebook, Google, Lenkung der Datenströme, mit Internet Protocol (IP) mit TCP / UDP TCP UDP Technischer Zugang zu Netz, über DSL / FTTH / Koax / UMTS / LTE / DSL Koax Ethernet LWL 4G/5G 8

9 Gleichzeitig Nutzung der Dienste Website Nr. 1 Website Nr. 2 Service ein Nutzer, eine Internet-Leitung Streaming Service 9

10 Technik der Übertragung Dienste, wie WWW Dateiübertragung HTTP HTTP FTP Lenkung der Datenströme, mit Internet Protocol (IP) Steuerung und Vermittlung Technischer Zugang zu Netz, über 100BTx 100 Mbit/s Kupfer xdsl Ethernet Ethernet ggf. mit VLAN und PPP Cable- TV FTTH ADSL/VDSL Kabel-TV Glasfaser 10

11 Geschwindigkeitsbedarf der Daten nimmt zu Die Datenmengen im Internet nehmen drastisch zu! Gründe für die Datenmengenzunahme: Das Angebot an Diensten nimmt stetig zu. Die Angebote werden immer bunter, größer und brauchen mehr Daten. Die Werbeeinblendungen werden immer mehr, inkl. der Video-Clips. Die Nutzer werden mehr. Dienste mit hohem Datenbedarf, z. B. Video-Live-Stream, IP-TV sind aktiv. Foto- und Videoanwendungen nehmen dramatisch zu. usw Quelle: Wikipedia 11

12 Was sind Daten? Alle Informationen für EDV-Geräte, sind digital und binär (zweiwertig) Binäre Einheit ist das Bit (zweiwertiger Informationswert) Mögliche Zustände: 0 oder 1 Zusammenfassung der Bits = Byte Das Byte besteht aus 8 Bit Um Datenmengen zu beschreiben werden die Anzahl der Bytes oder der Bits genutzt. Mega-Bits = 1 Mio Bits Mega-Byte = 1 Mio Bytes = 8 Mio Bits. 12

13 Geschwindigkeit ist ALLES Die hohen Datenmengen brauchen zum Transport viel Zeit oder eine hohe Geschwindigkeit. Geschwindigkeit im Datennetz ist Datenmenge je Zeit. Die Daten sind die Bits. Geschwindigkeit ist hier Bits je Sekunde => bit/s Diese Geschwindigkeit meint die physikalische Geschwindigkeit, mit der die Daten transportiert werden (auch Datenrate). 13

14 Geschwindigkeit ist ALLES Geschwindigkeit ist hier Bits je Sekunde => bit/s Diese Geschwindigkeit meint die physikalische Geschwindigkeit, mit der die Daten transportiert werden (Übertragungsgeschwindigkeit). Die Informatiker sprechen auch gerne von der Bandbreite und meinen damit die Geschwindigkeit. Dies ist formal nicht ganz korrekt, soll aber hier ausreichen. Mit Bandbreite ist die maximale Anzahl der Signalwechsel gemeint. Je größer die Bandbreite, desto mehr Signalwechsel sind möglich, desto mehr bits/s können übertragen werden. Bandbreite ist daher proportional zur Geschwindigkeit Bandbreite ~ Übertragungsgeschwindigkeit 14

15 Eine Webesite mit 1 Megabyte Datenmenge 1. Beispiel: Eine Website mit einer Datenmenge von 1 Millionen-Bytes = 1 Mbyte = 8 Mbit Anschlussart: Anschluss-Geschwindigkeit Dauer der Übertragung ISDN bit/s 125,00 s ADSL bit/s 8,00 s ADSL bit/s 0,50 s VDSL bit/s 0,27 s VDSL Vec bit/s 0,08 s GSM (Edge) bit/s 20,83 s UMTS (HSPA, 3G) bit/s 0,38 s LTE bit/s 0,20 s LTE bit/s 0,11 s 15

16 Ein Download von 50 Megabyte Datenmenge 2. Beispiel: Ein Update/Programm Download mit einer Datenmenge von 50 Millionen-Bytes = 50 Mbyte = 400 Mbit Anschlussart: Anschluss-Geschwindigkeit Dauer der Übertragung ISDN bit/s 6250,00 s ADSL bit/s 400,00 s ADSL bit/s 25,00 s VDSL bit/s 13,33 s VDSL Vec bit/s 4,00 s GSM (Edge) bit/s 1041,67 s UMTS (HSPA, 3G) bit/s 19,05 s LTE bit/s 10,00 s LTE bit/s 5,33 s 16

17 Ein Video mit 1 Gigabyte Datenmenge Beispiel: Ein Videodownload hat eine Datenmenge von 1000 Millionen-Bytes = 1000 Mbyte = 1 GByte = 8000 Mbit Anschlussart: Anschluss-Geschwindigkeit Dauer der Übertragung ISDN bit/s ,00 s ADSL bit/s 8000,00 s ADSL bit/s 500,00 s VDSL bit/s 266,67 s VDSL Vec bit/s 80,00 s GSM (Edge) bit/s 20833,33 s UMTS (HSPA, 3G) bit/s 380,95 s LTE bit/s 200,00 s LTE bit/s 106,67 s 17

18 Grundsätzlich gib es drei Varianten: Übertragung mittels Wie kommt das Internet nun zu uns? Elektrische Pulse Via Kupferkabel Optische Pulse Via Glasfaserkabel (LWL) Funkpulse Via Luft kabelgebundene Technik kabellose Technik 18

19 Varianten des Internetzugangs: Wie kommt das Internet nun zu uns? Kupferkabel mit DSL Koaxialkabel mit TV Glasfaserkabel Mobilfunk (2G, 3G, 4G, 5G, ) Satellit Einwahl via Telefon (ISDN) 19

20 kabelgebundene Technik 20

21 Variante 1, Kupferkabel Kupferkabel gibt es nun wiederum auf zwei Arten: Elektrische Pulse 1. Kupfer-Doppelader, das klassische Telefonkabel Via Kupferkabel 2. Kupfer-Koaxialkabel, das klassische Fernsehkabel 21

22 Kupfer-Doppelader 1. Kupfer-Doppelader, das klassische Telefonkabel Elektrische Pulse Via Kupferkabel Das klassische Telefonkabel hat eine sehr kleine Bandbreite. Dadurch ist die Reichweite sehr begrenzt. Jeder Meter Kabel zählt! Um trotzdem eine Übertragung zu realisieren, wurde DSL, ADSL, VDSL entwickelt. Asymmetrische Geschwindigkeiten Upload Speed 10Mbit/s Grundsätzlich ist das Telefonkabel NICHT für diese Datenmengen geeignet! Download Speed 50Mbit/s 22

23 Nutzen und Einschränkungen von Nutzen Mittlere bis gute Verfügbarkeit Geringe Erschließungskosten Geringe Endgerätekosten Aktuell (2017) sehr gute Datenraten (100Mbit/s) VDSL Einschränkungen tote Technik, weitere Verbesserung nur sehr schwer möglich sehr störanfällig Ist auf Internetdienste beschränkt 23

24 Kupfer-Koaxialkabel 2. Kupfer-Koaxialkabel, das klassische Fernsehkabel Das klassische Fernsehkabel hat eine sehr hohe Bandbreite. Dadurch ist eine hohe Datenrate möglich. Elektrische Pulse Via Kupferkabel Jeder Meter Kabel zählt trotzdem! Zudem teilen sich Nutzer das Kabel (gleichzeitige Nutzung). Asymmetrische Geschwindigkeiten Upload Speed 25Mbit/s Grundsätzlich ist das Fernsehkabel GUT für diese Datenmengen geeignet! Nur die Reichweite ist zu gering. Download Speed 400Mbit/s 24

25 Nutzen und Einschränkungen von Nutzen Mittlere bis gute Verfügbarkeit Geringe Umrüstungskosten Geringe Endgerätekosten Aktuell (2017) sehr gute Datenraten (400Mbit/s) Kabel-TV Einschränkungen Statische Technik, weiterer Ausbau nur sehr schwer möglich Die Datengeschwindigkeit müssen sich ggf. alle Nutzer teilen Relativ geringe Upload-Geschwindigkeit Hohe Erschließungskosten 25

26 Glasfaserkabel, Lichtwellenleiter, Fiber To The Home Glasfaserkabel oder Lichtwellenleiter (LWL) Glaserfaser hat eine sehr hohe Bandbreite Glaserfaser hat eine sehr hohe Reichweite Optische Pulse Via Glasfaserkabel (LWL) Glaserfaser hat hohe Sicherheitsanforderungen Glaserfaser hat relativ hohe Verlegekosten FTTH: Fiber To The Home Upload Speed Grundsätzlich ist das Glasfaserkabel optimal für die Übertragung hoher Datenraten über sehr große Entfernungen. OPTIMAL! >1 Gbit/s Download Speed >1 Gbit/s 26

27 Nutzen und Einschränkungen von Nutzen Nahezu unbegrenzte Datenmenge (bit/s) Sehr geringe Störanfälligkeit Geringe Endgerätekosten Zukunftssicher Glasfaser (FTTH) Einschränkungen Geringe Verfügbarkeit Hohe Erschließungskosten 27

28 Variante 3, Funkverbindung Funkpulse Funkverbindung (Edge, UMTS=3G, LTE=4G) Übertragung durch den Raum Funk bedeutet Mobilität Funk hat sehr unterschiedliche Reichweiten Hohe Geschwindigkeit = kurze Entfernungen Via Luft Geringe Geschwindigkeiten = große Entfernungen Funk bedeutet keine konstante Qualität Funk bedeutet ALLE teilen die Datenraten Upload Speed 50 Mbit/s Grundsätzlich ist Funk nur bedingt geeignet für die Übertragung hoher Datenraten. Je geringer die Entfernungen desto besser. Download Speed 300 Mbit/s 28

29 Nutzen und Einschränkungen von Nutzen Hohe Mobilität Hohe Datengeschwindigkeit im Netz Mobilfunk ab LTE (4G) Einschränkungen Sehr hohe Störanfälligkeit Hohe Kosten im Betrieb Hohe Endgerätekosten Große Innovationsgeschwindigkeit, ständige Investitionen Die hohe Datengeschwindigkeit müssen sich alle Nutzer teilen 29

30 Ein schneller Internetzugang mit: Fazit für KMU (2017) DSL? Nur VDSL Vectoring kann als gute DSL-Lösung angesehen werden. Die Geschwindigkeit ist immer individuell und hängt von der Qualität der Leitung ab.? Die Qualität kann nur schlechter werden, je mehr DSL-Kunden aktiv sind. DSL ist grundsätzlich sehr störanfällig und kann keine Verfügbarkeit wie bspw. ISDN erreichen. Funktioniert des DSL-Anschluss gut, dann ist alles ok. 30

31 Ein schneller Internetzugang mit: Fazit für KMU (2017) Kabel-TV? Ist eine gute Lösung. Die Geschwindigkeit ist stabil und sicher erreichbar. Die Upload-Geschwindigkeit ist i.d.r gering. Je nach Ausbau des Netzknotens ist zu Stoßzeiten der Durchsatz deutlich geringer. Eine deutliche Steigerung der Geschwindigkeit ist kaum zu erreichen. 31

32 Ein schneller Internetzugang mit: Fazit für KMU (2017) LWL/Glasfaser/FTTH Ist die beste Lösung. Die Geschwindigkeit ist up/down sehr hoch und stabil. Keine Störungen oder Qualitätseinbußen. Leider nicht flächendeckend (noch) nicht verfügbar. Zukunftssichere Technik. 32

33 Ein schneller Internetzugang mit: Fazit für KMU (2017) Mobilfunk Edge ist schlecht; UMTS wird abgeschaltet; LTE ist gut; 5G kommt. Unverzichtbar für mobile Kommunikation. Die Qualität ist sehr stark von der Umgebung abhängig. Eignet sich weniger für stationären Einsatz, da die Datenraten mit der Nutzerzahl schwankt. Wird in naher Zukunft weiter verbessert. 33

34 Fazit DIE EINE richtige oder beste Lösung gibt es nicht! Ohne schnelles Internet ist die Produktivität gefährdet! War in der Vergangenheit der Download wichtig, wird zukünftig auch der Upload bedeutend werden. Glasfaser bzw. LWL Anschlüsse werden zukünftig überall benötigt. Der Ausbau schreitet langsam aber stetig voran. LTE bietet Mobilität mit hoher Datenrate. 5G wird LTE ablösen und ab 2020 für weitere Steigerung sorgen. 34

35 ? Welche Fragen darf ich noch beantworten? Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 35