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Problem: Zuwenig Bandbreite bei minimalem Raum

Lokale Glasfasernetze noch in der Marktnische

25.03.1983

Platzende Kabelschächte, immer mehr Terminalanschlüsse, ausgereizte Toleranzgrenzen der Statik in hohen und/oder alten Gebäuden, steigende Sicherheitsanforderungen und nicht zuletzt Wirtschaftlichkeitsüberlegungen haben in den Vereinigten Staaten eine interessante Marktlücke für lokale Glasfasernetze entstehen lassen. Der Autor des folgenden Artikels hat das in der Bundesrepublik derzeit stark diskutierte Produkt Glasfaser speziell im Hinblick auf seinen Einsatz in bereits realisierbaren Netzen unter die Lupe genommen.

Hätte man vor zehn Jahren in den Vereinigten Staaten Wirtschaftsunternehmen gleich welcher Art über die Zahl der Datenstationen befragt, die sie aller Voraussicht nach 1983 benutzen würden, so wäre als Ergebnis wahrscheinlich eine Zahl herausgekommen, die nur etwa ein Achtel der heute realisierten Anschlüsse betragen hätte.

Das Ergebnis der damals offensichtlich unzulänglichen Planung ist leider nur allzuoft ein Netzwerk, bestehend aus so gut wie jeder Art von lokalem Datenkommunikationsgerät, das irgendwann einmal auf den Markt kam, und einem Wust von verbindenden Kupferkabeln und -leitungen. Diese reichlich primitive, wenn auch pragmatische Vorgehensweise hat sich zwar einigermaßen bewährt, aber was macht ein Unternehmen in den nächsten zehn Jahren, womöglich wieder in einer Wachstumsphase, wenn alle Kabel- und Leitungskapazitäten ausgeschöpft sind und sich der Hausherr hartnäckig weigert, die Kabel via Fensteröffnung zu installieren?

Datenkommunikation ist in drei Kategorien einzuteilen: Datenfernverarbeitung, für die Einrichtungen der Telekommunikation benützt werden, lokaler Punkt-zu-Punkt-Datenverkehr und lokaler Netzbetrieb. In vielen Fällen erfolgt die Masse des Datenverkehrs noch zwischen Datenstationen und nur einem Prozessor.

Neben den herkömmlichen Kupferkabeln bieten sich nun seit einiger Zeit teilweise bereits marktreife Glasfaserprodukte an. Diese Lichtwellenleitersysteme haben allerdings vorläufig noch nicht den Stand erreicht, der sie für Weitverkehrsnetze geeignet erscheinen läßt. Bei regionalen Netzen aus festgeschalteten Leitungen sieht es schon besser aus; das haben verschiedene Produkte gezeigt. Es ist aber fraglich, ob sich solche Systeme für den Endanwender als praktisch erweisen werden, es sei denn, es werden Systeme verwendet, wie sie in den Vereinigten Staaten die AT & T mit ihrem Dataphone Digital Service über Lichtwellenleiter bereitstellt. In der Bundesrepublik entspricht das Insellösungen wie BIGFON (Breitbandiges Integriertes Glasfaser-Fernmelde-Orts-Netz), das sind Pilotprojekte der Deutschen Bundespost, die in diesem und im nächsten Jahr ihren Betrieb aufnehmen. Gegenwärtig ist es aber noch sinnvoller, für den Datenverkehr über große Entfernungen die Dienste der herkömmlichen Telekommunikations- und Satellitenübertragung in Anspruch zu nehmen.

Ohne Regeneratoren

In lokalen Datenkommunikationsnetzen handele es sich um Entfernungen, bei denen Lichtwellenleitersysteme ohne Regeneratoren auskommen können: Höchstens einen Kilometer betragen in der Regel die Entfernungen, selbst wenn das Netz sich über mehrere Gebäude erstreckt. Netze dieser Art bestehen oft aus verdrillten Leitungspaaren mit Nahverkehrsmodems dazwischen, ferner Wähleinrichtungen, Multiplexern mit statistischer Zuteilung der Zeitschlitze und teilweise sogar kapazitätsarmen Kabeln für die Verbindungen zwischen den Datenstationen und der verarbeitenden Hardware.

Viele Installationen verwenden alle diese Produkte - und zwar mit unterschiedlichem Erfolg. Alle können durch Lichtwellenleiter und optische Systemkomponenten ersetzt werden, wobei sich im Vergleich mit den gegenwärtigen Systemen eindrucksvolle Vorteile ergeben.

Gerade für lokale Netze hat sich in den letzten Jahren eine interessante Marktnische gebildet, was zu einem erheblichen Teil darauf zurückzuführen ist, daß einige alte Probleme im Zusammenhang mit der Handhabung von Lichtwellenleitern beseitigt worden sind. Die Hersteller von Glasfasern konnten den Entwicklungsstand der Lichtwellenleitertechnik so weit voranbringen, daß man heute optische Kabel für praktisch jede Anwendung beschaffen kann - für Kabelschachtverlegung, Freileitung und als Erdkabel (als solches sogar nagetierfest).

Sogar selbst installieren

In Verbindung mit der Entwicklung des Glasfaserkabels haben die Hersteller der Spleißgeräte und Steck- oder Fügeverbindungen große Fortschritte gemacht, so daß manche Kunden sogar in der Lage sind, ihre Systeme selbst zu installieren.

Bekanntlich bieten die Lichtwellenleitersysteme scheinbar eine weit größere Bandbreite, als die meisten Installationen ausnützen können. Standardglasfasern haben eine solche von 200 MHz je Kilometer, Premiumkabel kommen auf bis zu 1 GHz. Geht man aber zum Beispiel von einer Länge von zwei Kilometern aus, so registriert man, daß die nutzbare Bandbreite einer Glasfaser als Funktion von der Länge abnimmt; man kann in diesem Fall vielleicht 100 MHz ausnützen, was etwa 250 gleichzeitig arbeitenden und mit 9600 Bit je Sekunde übertragenden Datenendgeräten entspricht. Eine derartige Kapazität erreicht man sonst nur mit Mikrowellenverbindungen und einigen Koaxialkabelsystemen.

Viele der Verantwortlichen für die Datenkommunikation halten heute Ausschau nach Lichtwellenleitersystemen, weil die Kabelschächte platzen und/oder die Gebäudestatik der hohen Last weiterer Kupferkabelei nicht standhalten würde. Angesichts des Dilemmas, soviel Bandbreite wie möglich auf minimalem Raum bereitstellen zu müssen, werden sie sich für die Glasfaser entscheiden.

Ein Kilometer eines Zweifaserkabels wiegt ungefähr 13,6 Kilogramm, wohingegen die entsprechende Länge eines Datenkabels 91 Kilogramm wiegt. Das Lichtwellenleiterkabel kann aber zusätzlich in jedem vorhandenen Kabelschacht verlegt werden oder aber in den Fahrstuhlschächten von Hochhäusern, wo Kabel nicht ihrer Länge nach abgestützt werden können.

Weil die Ader des Lichtwellenleiterkabels aus Glas besteht, machen sich viele zu Unrecht Gedanken über ihre Festigkeit, aber eine Glasfaser kann ohne Bedenken auch ohne Schutzmantel zu einem Kreis des dreifachen Faserdurchmessers gebogen werden. Und als fertiges Kabel mit Stützelement und Mantel werden sogar drei- bis vierfache Zugfestigkeiten vergleichbarer Kupferkabel erreicht.

Immun gegen elektrische Felder

Auch ist es praktisch unmöglich, ein Lichtwellenleiterkabel anzuzapfen, ohne daß das entdeckt würde. Dies ist eine weitere vorteilhafte Eigenschaft des optischen Kabels denn die beim Anzapfen an beliebiger Stelle entnommene Energie fehlt dann empfangsseitig. Es ist daher leicht, solche Verluste zu entdecken und den Verkehr automatisch zu unterbrechen, falls ein Eingriff verübt wird.

Lichtwellenleitersysteme haben eine Bitfehlerhäufigkeit, die 10 000-mal besser ist als die entsprechender Kupferleitungen. Und da Glasfasern keine elektrischen Leiter sind, sind sie auch immun gegen den Einfluß elektrischer Felder.

Multimode-Glasfasern übertragen viele Lichtwellenlängen. Zur Zeit arbeiten die meisten Systeme mit Licht von 830 Nanometern; man kann aber auch Wellenlängen von 1100 und 1700 Nanometern anwenden.