IP-TV, Streaming oder Cloud-Dienste fordern ein schnelles und zuverlässiges Internet. Die beste Lösung sind natürlich Glasfaserkabel. Doch auch mit klassischen Kupferleitungen lassen sich hohe Bandbreiten erzielen. Dafür sorgt die Technologie G.fast. Unser Partner KEYMILE bietet dafür mit seiner MileGate-Serie leistungsfähige Distribution Point Units (DPUs od. DSLAM) an.

Der Hunger nach Bandbreite wächst. Web-TV, Video on Demand via Netflix, Amazon Prime & Co. oder (Geschäfts-)Anwendungen aus der Cloud erfordern leistungsfähige Verbindungen. Bürger und Unternehmen benötigen flächendeckend Anschlüsse, die Taktraten von 50 Mbit/s und höher bieten. Die beste Lösung für das Breitbandnetz sind optische Leitungen mit Glasfaserkabeln. Doch noch ist nicht überall Glasfaser verlegt, der Ausbau des High-Speed-Netzes geht nur langsam voran.

Meistens setzen die Netzbetreiber verschiedene Kombinationen aus Kupferkabel und Glasfaserleitungen ein. Entscheidend für die Bandbreite ist, wie weit das Glasfaserkabel vom Endkunden entfernt ist. Varianten sind bis zum nächsten Kabelverzweiger (FTTC Fibre To The Curb), bis ans Gebäude  (FTTB Fibre To The Building) oder direkt zur Wohnung (FTTH). Die Faustregel lautet: Je näher die Glasfaserleitung an der eigene Wohnung liegt, desto höher ist die Datenrate.

In vielen Fällen kommen für die hausinterne Verbindung noch langsamere Kupferkabel zum Einsatz. Die schnelle G.fast-Technik beschleunigt diese „letzte Meile“ auf Bandbreiten von 500 MBit/s bis zu 1 GBit/s. G.fast wird von der ITU (International Telecommunication Union) standardisiert (ITU-T G.9701) und steht für „Fast Access to Subscriber Terminals“.

G.fast nutzt Vectoring

Die Technologie kommt vor allem in Bestandsbauten mit mehreren Wohneinheiten und FTTB-Anschlüssen zum Einsatz, bei denen die Glasfaser in den Keller eines Gebäudes reicht. Von dort geht es dann meist per Kupferkabel in die Wohnungen und zum Anschluss des Endkunden (= Teilnehmeranschlussleitung TAL oder „letzte Meile“). G.fast macht diese letzte Meile zu einer Datenautobahn. Theoretisch erreicht die Technik bei der Addition von Upstream und Downstream auf Basis von Kupfer eine Datenrate von 1 GBit/s, realistisch ist von einer Bandbreite zwischen 600 und 700 MBit/s auszugehen. Zum Vergleich: VDSL2 erreicht bis zu 150 MBit/s, Kabelnetze haben üblicherweise Datenraten von 200 bis 400 MBit/s.

Mehrfamilienhaus mit G.fast-Technologie.

G.fast erreicht diese Bandbreite durch Vectoring, hohe Frequenzen für die Übertragung der Daten, ein neues Fehlerkorrekturverfahren und die Bündelung von Upstream und Downstream. Nutzer benötigen allerdings einen neuen Router, der die neue Technik unterstützt. G.fast ist vergleichbar mit DSL, nutzt aber wesentlich höhere Frequenzen für die Übertragung der Daten. Während VDSL2 Frequenzen bis zu 17 MHz nutzt, geht es bei G.fast in der ersten Ausbaustufe um Frequenzen bis 106 MHz, in der zweiten Generation bis 212 MHz. Da sich in einem breiteren Frequenzband mehr Bits übertragen lassen, steigen natürlich die Bandbreite und die Geschwindigkeit beim Transfer von Daten.

Allerdings wächst bei hohen Frequenzen auf ungeschirmten Leitungen auch die Gefahr des Übersprechens (Crosstalk) erheblich. Um dieses Problem zu lösen, benötigt G.fast Vectoring. Hintergrund: Die Kupferleitungen zu den Endkunden sind meist in Bündeln mit bis zu 200 Teilnehmer-Einheiten in der Erde vergraben. Beim Crosstalk kommt es zu Interferenzen zwischen den Signalen der benachbarten Leitungen, das heißt die Signale überlappen sich und stören sich gegenseitig. Die Folge sind hohe Schwankungen beziehungsweise eine Abnahme der Übertragungsrate.

Mit Hilfe von Vectoring ist es möglich, das Übersprechen der Signale weitgehend zu kompensieren und damit die Bandbreite zu verbessern. Dies erfolgt am Zugangsknoten, von dem aus die Kupferkabel zu den Teilnehmern geführt werden. Beim Vectoring werden mehrere Kupferleitungen zu einer logischen Gruppe zusammengefasst, der so genannten vectored group, und die auftretenden Störmuster aller beteiligten Leitungen und Frequenzen analysiert und beseitigt.

Fehlerkorrekturverfahren G.INP und Bündelung von Up-/Downstream

Ein weiterer wichtiger Faktor für die hohe Bandbreite und Zuverlässigkeit von G.fast ist das  Fehlerkorrekturverfahren G.INP (Impulse Noise Protection). Im Gegensatz zum traditionellen Verfahren zum Schutz vor Impulsstörungen, das etwa VDSL bis 17 MHz einsetzt, werden bei G.INP keine zusätzlichen Prüfbits übertragen. Diese bilden eine Prüfsumme, um herauszufinden, ob das empfangene Datenpaket fehlerfrei ist und richtig übertragen wurde. Da die Prüfbits nicht mehr übertragen werden, gibt es keine oder nur geringe Raten-Verluste bei der Bandbreite.

Eine weitere Besonderheit: Bei G.fast sind dank TDD (Time Divison Duplex) Upstream und Downstream frei skalierbar. Da das TDD-Verfahren den Sende- und Empfangskanal trennt, wird in kurzen Abständen abwechselnd immer nur in eine Richtung gesendet. Die theoretisch 1 GBit/s von G.fast stellen damit eine hohe Sammelbandbreite dar, die sich flexibel auf den Up- oder Downstream verteilen lassen. Der Netzbetreiber kann dann pro DPU für alle Anschlüsse in einem Haus einstellen, wie viel Prozent der verfügbaren Datenrate für den Downstream oder Upstream verwendet werden sollen. Denkbar sind Quoten wie 75/25, 90/10 oder 50/50.

G.fast-DPUs von KEYMILE für den Ausbau von FTTB

KEYMILE hat seine G.fast-DPUs (Distribution Point Units) speziell für FTTB (Fibre-to-the-Building)-Installationen und den Einsatz in Mehrfamilienhäusern konzipiert. Damit lassen sich über Kupferkabel Übertragungsraten erreichen, wie man sie nur von Glasfaser kennt. Die DPUs MileGate 2012, MileGate 2042 und MileGate 2112 erlauben mit VDSL2 eine reibungslose Migration hin zu höheren Bandbreiten. Ein Netzbetreiber kann mit VDSL2 starten und bei steigendem Bedarf auf G.fast umschalten.

Die DPUs bieten G.fast 212MHz mit 8 Ports (MileGate 2042) und G.fast 106 MHz mit 8 (MileGate 2012) beziehungsweise 16 Ports (MileGate 2112). Den Produktüberblick zu den G.fast DPUs von KEYMILE finden Sie hier.