Datenübertragung im Laufe der Zeit
Die Evolution der Glasfaser
Glasfaserverkabelung ist das Herzstück unserer modernen vernetzten Welt und überträgt täglich riesige Datenmengen. Aber die Fasern, die wir heute verwenden, haben nur wenig Ähnlichkeit mit ihren Vorgängern von vor 50 Jahren.
Glasfaser wurde vor mehr als 50 Jahren erfunden. Und obwohl sie im Vergleich zu anderen Kommunikationstechnologien noch relativ jung ist, hat sie bereits zahlreiche Entwicklungsstufen durchlaufen. Die ursprüngliche Glasfaser wurde zunächst hauptsächlich im Weitverkehrsnetz eingesetzt um dort die Knotenpunkte der Telekommunikationsanbieter zu verbinden und gewährleistete so einen konstanten Datenfluss. Um die Anzahl der aktiven Komponenten im Netz zu reduzieren, ging der Trend in den 1990ern und 2000ern hin zu einer niedrigen Faserdispersion. Somit konnten hohe Investitionen in die Infrastruktur vermeiden werden.
Die Anwendungen, die auf Glasfasern basieren, wurden immer komplexer und damit auch die Fasern selbst. Mit der Einführung von 4G/LTE begann die Telekommunikationsbranche sich rasant zu entwickeln. Das förderte die Nachfrage nach einer besseren Integration von Glasfasern in Geräte, Technologien und die Infrastruktur und verstärkte den Innovationsschub im Glasfasermarkt. Glasfaser war nicht länger ein Nebengedanke, sondern eine der ersten Überlegungen bei der Netzplanung.
Heute haben Innovationen in der Glasfasertechnik völlig neue Einsatzmöglichkeiten eröffnet. Anstatt nur im Weitverkehrsnetz verschiedene Standorte mit langen, geraden Kabelstrecken zu verbinden, verdrängt Glasfaser Kupferverkabelung heute längst auch in Gebäuden. Die Fasern müssen dafür biegbar sein, um in engen Innenräumen verlegt werden zu können, ohne dass es zu nennenswerten Signalverlusten kommt. Die Dämpfung von Glasfaserkabeln ist entscheidend, um hohe Datenübertragungsraten über große Entfernungen zu gewährleisten.
All diese Entwicklungen werden von einer zentralen Überlegung getrieben: die ständig
steigende Nachfrage nach Bandbreite. Verbraucher und Unternehmen generieren täglich immer mehr Daten, und Kommunikationsdienstleister müssen diese Nachfrage ohne Verzögerungen oder Signalverluste bewältigen. Gerade in den letzten Jahren hat der durch die Covid-19-Pandemie ausgelöste Anstieg der Remote-Arbeit die Nachfrage drastisch erhöht und neue Anforderungen an Büros, Hotels, Wohnungen und andere Gebäude gestellt. Mit Blick auf das nächste Jahrzehnt sind Glasfaserkabel aus unserer Kommunikation nicht mehr wegzudenken.
Ein unsichtbares Netz, das alles verbindet
Für die meisten Menschen vergeht kein einziger Tag, an dem sie nicht in irgendeiner Form mit Glasfaser zu tun haben. Mobilfunknetze, Streaming- und Cloud-Dienste sind abhängig von Glasfasern und ihrem hohen Datendurchsatz. Bei Mobilfunk denken die meisten Menschen zwar an komplett kabellose Kommunikation, aber auch hier spielt Glasfaser eine entscheidende Rolle. Die Mobilfunkmasten, die die Funksignale empfangen, leiten diese über Glasfasern an die Telekommunikationskernnetze weiter. Diese Kabel müssen regelmäßig gewartet und auf den neuesten Stand gebracht werden, um der aktuellen Nachfrage gerecht zu werden und für künftiges Wachstum gerüstet zu sein.
Auch bei anderen neuen Technologien spielt Glasfaser eine wichtige Rolle. Oberflächlich betrachtet scheinen Konzepte wie autonome Fahrzeuge vollständig auf der Cloud zu basieren. Dort werden dann Daten ständig kabellos hin und her geschickt, um die Autos miteinander zu vernetzen und beispielsweise die Sicherheit der Menschen sicherzustellen. Aber wie bei Mobilfunk ist Glasfaser für die zu Grunde liegende Architektur entscheidend. Denn auch hier müssen die Funksignale zunächst an die Telekommunikationsfestnetze und dann über diese an die Cloud-Rechenzentren weitergeleitet werden.
Unabhängig davon, welche Art von Technologie wir heute nutzen, Glasfaser sorgt dafür, dass wir vernetzt bleiben. Die Kapazität wird ständig erweitert, um den Datenfluss aufrechtzuerhalten, und die Dienstanbieter müssen sich an zukünftige Anforderungen anpassen.
Die Zukunft der Glasfaser
Angesichts der ehrgeizigen Ausbaupläne in Deutschland – die zum Teil auf einer allgegenwärtigen digitalen Infrastruktur beruhen – müssen wir über die Weiterentwicklung der Glasfaser nachdenken. Heute gibt es drei Dinge, die wir unbedingt im Auge behalten müssen:
- Packungsdichte
- Anpassungsfähigkeit
- und Nachhaltigkeit.
Da Glasfaserkabel in immer mehr Situationen ältere Formen der Verkabelung ersetzen, müssen sie oft in begrenzten, engen Räumen verlegt werden. Daher muss der Durchmesser von Glasfasern weiter abnehmen, ohne dass deren Übertragungsbandbreite oder Biegefähigkeit darunter leidet. Um eine höhere Dichte im Netz zu erreichen, haben die Betreiber zwei Möglichkeiten:
- Gleicher Kabeldurchmesser, aber mit kleineren und somit mehr Fasern.
- Gleiche Faseranzahl, aber Verkleinerung des Kabels selbst.
In jedem Fall bietet es Netzbetreibern mehr Dichte, ohne mehr Platz in den Kabelkanälen zu beanspruchen. Diese Kanäle mit höherem Füllfaktor können Druckstellen entlang der Kabel verursachen. Deshalb ist eine verbesserte Biegefähigkeit wichtig, um sicherzustellen, dass die Übertragungsleistung nicht leidet, was zur Entwicklung neuer, kleinerer Lösungen geführt hat.
Anpassungsfähigkeit ist ein weiterer Faktor. Die Systeme, die Glasfaser verwenden, ändern sich ständig, um neuen Technologien und größeren Datenmengen Rechnung zu tragen. Dienstanbieter können es sich nicht leisten, Infrastrukturen zu implementieren, die bei jeder Aktualisierung eine umfassende Überholung der Kabel erfordern. Kleinere Fasern ergeben kleinere Kabel, wodurch wiederum mehr Mikrorohre in einem gegebenen Kabelkanal untergebracht werden können.
Ein letzter Aspekt ist die Nachhaltigkeit. Wie in jeder anderen Branche auch, legen die Verbraucher von heute mehr Wert auf die Umweltverträglichkeit ihrer technischen Lösungen. Glasfaserkabel verbrauchen nur einen Bruchteil der Energie, die Kupferlösungen benötigen, sind wartungsärmer und zukunftssicherer, so dass sie nicht so oft ersetzt werden müssen. Glasfasern bestehen zum Großteil aus Siliziumdioxid, das in der Natur in großen Mengen vorhanden ist. Kleinere Kabel benötigen dünnere Röhrchen und Kabelschächte. Dies führt zu einem niedrigeren Materialverbrauch, was wiederum zu einem geringeren CO2-Fußabdruck, geringeren Transportkosten und weniger Bedarf an Lagerplatz führt. Erneuerbare Energiequellen in Fabriken und Produktionsstätten tragen zusätzlich zu mehr Nachhaltigkeit bei.
Um dieses Potenzial zu nutzen, müssen wir weiterhin stark in die Forschung und Entwicklung von Glasfaser investieren, um sicherzustellen, dass die Fasern, die wir heute herstellen, auch den Anforderungen von morgen entsprechen.
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