Digitale Schweiz: Schneller digitalisieren mit Gigabit-FTTH-Netzen

Im Mai 2022 referierte Arturs Alksnis, Public Affairs Director des FTTH Council, auf dem FTTH Council 2022 in Wien über den Stand und die Aussichten der Einführung von Fiber-to-the-Home/Building (FTTH/B) in Europa.

Im Mai 2022 referierte Arturs Alksnis, Public Affairs Director des FTTH Council, auf dem FTTH Council 2022 in Wien über den Stand und die Aussichten der Einführung von Fiber-to-the-Home/Building (FTTH/B) in Europa. Er analysierte die Einführung von volloptischen Gigabit-Zugangsnetzen und Anwendungsfällen von Wi-Fi 6 und FTTH in 39 europäischen Ländern (einschliesslich der Schweiz) und schlussfolgerte, dass die europäische FTTH-Branche volloptischen Gigabit-Netzen Vorrang geben sollte.

«Derzeit beträgt die FTTH-Abdeckung in den 39 europäischen Ländern 57%. Im Jahr 2021 lag die durchschnittliche Download-Geschwindigkeit von FTTH zwischen 20 Mbit/s und 160 Mbit/s, während die durchschnittliche Upload-Geschwindigkeit zwischen 20 Mbit/s und 100 Mbit/s betrug», erklärte Alksnis, der die Ansicht vertrat, dass volloptische Gigabit-Breitbandnetze für Privathaushalte entscheidend für den Aufbau eines nachhaltigen digitalen Europas sind. Er fügte hinzu, dass diese Länder «eine vollständige Glasfaseranbindung fördern sollten, die höhere Download- und Upload-Geschwindigkeiten sowie geringere Latenzzeiten unterstützt.»

Anmerkung: horizontale Achse = Rangliste der europäischen Länder; linke vertikale Achse = FTTH/B-Verbreitung; rechte vertikale Achse = Download- (Upload-) Rate (Mbit/s)

Quelle: IDATE estimations for FTTH Council EUROPE

Die Netzbetreiber und Internetanbieter in der Schweiz bauen derweil zügig die Gigabit-FTTH-Netze auf. Netzbetreiber wie Swisscom erhöhen die FTTH-Download-Bandbreite auf 1GE. Bis im September 2022 boten die Schweizer FTTH-Netze jedoch nur eine durchschnittliche Download-Rate von 267,1 Mbit/s und diejenigen mit FTTH-WiFi von 177,3 Mbit/s, also weit entfernt vom 1GE FTTH-Ziel.

Quelle: Speedtest FBB Testing Data

Weltweit werden wir weiterhin ein exponentielles Wachstum der Internetgeschwindigkeiten erleben. Der Netzwerkanbieter Cisco sagt voraus, dass die durchschnittliche Breitbandgeschwindigkeit pro Nutzer von 45,9 Mbit/s im Jahr 2018 auf 110,4 Mbit/s im Jahr 2023 steigen wird.

Das kosteneffizienteste FTTH-Netzwerk ist für ISPs zukunftssicher

Die Netzbetreiber beginnen mit der Einführung von XGS-PON-Netzen und Kunden-Endgeräten (ONT), die symetrische Bandbreiten auf der Glas-Schnittstelle bis zu 10 Gbit/s ermöglichen. Dies ebnet den Weg für Lösungen mit höherer Bandbreite im Privat- und Unternehmensmarkt. Analysten prognostizieren, dass sich führende globale Telekommunikationsanbieter wie Telefonica, China Mobile, Etisalat und Orange kurzfristig auf ausgereifte GPON- und 10G-PON-Technologien konzentrieren werden. Mittelfristig werden sie ihre Entwicklung in Richtung 50G-PON fortsetzen, wenn dies für ihre jeweiligen lokalen Gegebenheiten angemessen ist. Insgesamt prüfen die Telekommunikationsanbieter vorsichtig ihre Optionen, sei es bei der Anbindung von Privathaushalten und Unternehmen oder bei der Ermöglichung eines ausreichenden Backhauls für Mobilfunknetze.

Branchenanalysten haben mehrere allgemein verfügbare Mainstream-XGS-PON-ONTs bewertet:

Modell	Ansicht	PON Port	LAN Port	WiFi
Zyxel / AX7501-B0		1 x 10G-PON	1 x 10GE 4 x 1GE	WiFi 6 (5 GHz, 2.4 GHz)
Huawei / OptiXstar EN8245X6s-8N		1 x 10G-PON	1 x 2.5GE 3 x 1GE	WiFi 6 (5 GHz, 2.4 GHz)
AVM / FRITZ!Box 5530 Fiber		1 x 10G-PON	1 x 2.5GE 2 x 1GE	WiFi 6 (5 GHz, 2.4 GHz)
AVM / FRITZ!Box 5590 Fiber		1 x 10G-PON	1 x 2.5GE 4 x 1GE	WiFi 6 (5 GHz, 2.4 GHz)

Es ist anzumerken, dass die tatsächliche nutzerseitige Bandbreite der gängigen 1G-PON- und 10G-PON-ONTs und der zukünftigen 50G-PON-ONTs durch die verwendeten Protokolle auf der Glasschnittstelle (NNI) ohne den Protokoll-Overhead begrenzt ist.

Die Analysten gehen davon aus, dass die Haushalte in den nächsten fünf Jahren keine Bandbreite über 2.5 Gbit/s benötigen werden. Mit XGS-PON ONTs können die Internet Service Anbieter Abos mit zwischen 100 Mbit/s und 2.5 Gbit/s anbieten.  Der benutzerseitige 1GE-LAN-Port und die Wi-Fi 6-Funktionalität können die erforderliche Abo-Bandbreite bereitstellen. Derzeit tendieren die grossen Telekommunikationsanbieter und ISPs dazu, neue FTTH-Netze mit XGS-PON und benutzerseitigen 1GE/2.5GE/Wi-Fi 6-Ports aufzubauen, um Internetdienste mit einer Bandbreite von 1 Gbit/s bis 2.5 Gbit/s anzubieten.

Telekommunikationsanbieter sind eher an 50G-PON ONTs interessiert, wenn sie 10 Gbit/s-Angebote verkaufen. Derzeit kann der 10GE-PON-Port eines XGS-PON-ONTs eine maximale Bandbreite von 8,6 Gbit/s für alle Endgeräte in einem einzelnen Haushalt bereitstellen. Die tatsächliche Downstream-Bandbreite, die von jedem Endgerät gemeinsam genutzt wird, ist weit geringer als 10 Gbit/s. Dies reicht nicht aus, damit ein einzelner Heimanwender, der ein 10 Gbit/s-Angebot für mehrere Endgeräte wählt, seine Bandbreite deutlich verbessern kann. Nur 50G-PON ONTs mit 10GE LAN-Ports können die gewünschte Bandbreite liefern.

Heimnetzwerke der Zukunft: Vollständige WiFi-Abdeckung

Im Vergleich zum kabelgebundenen Zugang erfordert der Wi-Fi-Zugang keine Verkabelung und ist leicht zu realisieren. Künftig werden Heimnetzwerke eine vollständige Wi-Fi-Abdeckung und entsprechenden Zugang bieten. Schon heute sind immer mehr Endgeräte mit Wi-Fi-Schnittstellen ausgestattet. Die kabelgebundene Schnittstelle wird oft nicht mehr verwendet oder nur noch an nahe beim ONT platzierten Endgeräten.

Daher müssen die ONT-Anbieter sicherstellen, dass sie die neueste Wi-Fi 6-Technologie verwenden, um die maximale drahtlose Zugangskapazität zu bieten. Telekommunikationsanbieter und ISPs bieten umfassende Wi-Fi 6-Abdeckungs- und Zugangslösungen für Privathaushalte an, die Wi-Fi 6 in jeden Raum und jede Ecke bringen.

Heutzutage ist Wi-Fi 6 die beliebteste drahtlose Technologie und wird bei allen Arten von Heimnetzwerk-Terminals eingesetzt, auch bei ONTs. Der Trend zum drahtlosen Heimnetzwerk wird sich dank Wi-Fi 6 noch verstärken. ISPs die ihren Kunden ein schnelles Heimnetzwerk ermöglichen möchten, kommen um moderne Wi-Fi 6 ONTs nicht herum.

Die folgende Tabelle zeigt den Zugangsanschluss von gängigen Heimnetzwerk-Terminals.

Typ	Modell	LAN Port	WiFi
PC und Laptop	Lenovo Legion Tower 7i Gen 7 (Intel)	1GE	Wi-Fi 6 (2 x 2)
	Alienware M15 R4	2.5GE
Mobile	Apple iPhone 14 Pro	–	WiFi 6 (2 x 2)
Tablet	Apple iPad 10. Generation	–	WiFi 6 simultanes Dualband (2.4 GHz, 5 GHz)
Spielkonsole	SONY PS5	1GE	WiFi 6 (2 x 2)
	Microsoft Xbox One	1GE	WiFi (IEEE 802.11 a/b/g/n Dualband bei 2.4 GHz and 5 GHz)
	Nintendo Switch	–	WiFi (IEEE 802.11 a/b/g/n/ac kompliant)
Monitoring-kamera	EZVIZ C6N	10M/100M	IEEE802.11b/g/n
Set-top Box (TV)	ADB 2721W	10M/100M	–

Die Qualität des Heimnetzwerks hängt von der Bandbreite, der Latenz und der Paketverlustrate ab, die von den Anwendungen benötigt werden. In der folgenden Tabelle sind die Parameter aufgeführt, die von HD-Videoanwendungen und innovativen Diensten benötigt werden, um ein hochwertiges Erlebnis zu bieten, das von XGS-PON ONTs und 1GE/2.5GE LAN-Ports ermöglicht werden kann.

Ideale Low-Power ONTs

Die Welt ist sich einig, dass eine grüne Entwicklung notwendig ist. Auf der COP26 im letzten Jahr haben 197 Länder und Regionen den Klimapakt von Glasgow unterzeichnet. Bis heute haben 136 Länder – die zusammen 88% der globalen Emissionen, 90% des globalen BIP und 85% der Weltbevölkerung ausmachen – Netto-Null-Zusagen gemacht. Gleichzeitig beschleunigt sich der digitale Wandel. Infolgedessen führt mehr Datenverkehr zu einem rapide steigenden Stromverbrauch. 82,2 % des Datenverkehrs entfallen auf Festnetze. Untersuchungen zeigen, dass bis 2030 eine Lücke von mindestens 45 % zwischen unserem prognostizierten und unserem angestrebten Energieverbrauch klaffen wird. Wir müssen also ONTs wählen, die weniger Energie verbrauchen.

Mehr Datenverkehr führt zu steigendem Stromverbrauch

Studien zeigen, dass ONTs mehr Strom verbrauchen, wenn ihre Übertragungsrate steigt:

Brand/Modell	Ansicht	LAN Port	Stromverbrauch
Zyxel / AX7501-B0		1 x 10GE 4 x 1GE	Bis zu 42 Watt
Huawei / OptiXstar EN8245X6s-8N		1 x 2.5GE 3 x 1GE	Bis zu 24 Watt
AVM / FRITZ!Box 5530 Fiber		1 x 2.5GE 2 x 1GE	Bis zu 16 Watt
AVM / FRITZ!Box 5590 Fiber		1 x 2.5GE 4 x 1GE	Bis zu 30 Watt

Ein einzelner ONT mit einem 10GE-LAN-Anschluss verbraucht jeden Monat etwa 10~14 kWh mehr Strom als ein ONT mit einem 1GE/2.5GE-LAN-Anschluss. Daher bevorzugen Telekommunikationsanbieter und ISPs ONTs, die weniger Energie verbrauchen und gleichzeitig hochwertige Heimnetzwerke bereitstellen.

ISPs bauen 10G-PON-Netzwerke mit niedrigen CAPEX auf

Telekommunikationsanbieter und ISPs senken ihre Kosten indem sie XGS-PON ONTs einsetzen, die 1 Gbit/s oder 2.5 Gbit/s LAN Schnittstellen verwenden. Den grössten Kundennutzen bietet gutes Wi-Fi 6, welches die am häufigsten genutzte Schnittstelle ins Internet ist.

Bei der Entwicklung von 50G-PON sind sie zurückhaltend, da sie die CAPEX für den Aufbau des Netzwerks reduzieren, Geräten mit geringerem Energieverbrauch den Vorzug geben und den Nutzern die gewünschten Netzwerkpakete anbieten müssen.

CAPEX für den Aufbau eines XGS-PON-Netzes durch die Netzbetreiber