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(GZ-24-2021)
In Kooperation mit der atene KOM GmbH

► Kompliziertes einfach erklärt:

 

ABC des kommunalen Breitbandausbaus

 

Da das Themenfeld "Breitband" sehr komplex und mit vielen Fachausdrücken gespickt ist, tragen wir hier zusammen, welche Begriffe möglicherweise Erklärungsbedarf haben. Um das „ABC des kommunalen Breitbandausbaus“ als hilfreiches Nachschlagewerk im Kontext des bayerischen Netzausbaus zu etablieren, wird die GemeindeZeitung durch die atene KOM GmbH unterstützt.

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Backbone (Internet-Knoten)

Internet-Knoten oder Backbones, sind die Netzknoten oder Netzwerkelemente des Internets, sie dienen als Austauschpunkte für den Datenverkehr des Internets. An einem Internet-Knoten sind mehrere Internetdienstanbieter, oft mehrere hundert, so zusammengeschlossen, dass sie (zumeist kostenneutral) Datenverkehr zwischen ihren jeweiligen Netzen austauschen können. Von der Leistung und Erreichbarkeit der Internet-Knoten hängt zu großen Teilen die Latenz ab.

 

Betreibermodell

Beim Betreibermodell werden Kommunen durch die Bundesförderung in die Lage versetzt, passive Infrastrukturen wie z. B. Glasfaserstrecken zu errichten, die sie den Netzbetreibern verpachten.

 

DSL (und alle Arten von DSL-Übertragungsformen)

DSL: Digital Subscriber Line = alle Arten von DSL-Übertragungsformen. Dazu gehören:

  • ADSL: Asymmetric Digital Subscriber Line, häufigste Form, wird meistens als DSL bezeichnet, Downloadgeschwindigkeit immer höher als Uploadgeschwindigkeit
  • SDSL: Symmetric Digital Subscriber Line = Downloadgeschwindigkeit gleich Uploadgeschwindigkeit
  • VDSL: Very High Speed Digital Subscriber Line = ähnlich wie ADSL, nur mit höheren

   

Fiber

Glasfaser

 

Fiber tapping

Streckenveränderung; mittels Biegung (Bending) einer Faser wird das Licht des Übertragungssignals ausgekoppelt, die Ummantelung einer Faser bietet keinen ausreichenden Schutz. Ohne Einsatz eines Überwachungssystems bliebe dieser Eingriff unbemerkt; die Datenkommunikation könnte über das ausgekoppelte Signal unbemerkt abgehört werden.

 

FttxFttC, FttB, FttH, FttN

FttN: Fiber to the Node, Glasfaser bis zur Vermittlungsstelle/Hauptverteiler
FttC: Fiber to the Curb, Glasfaser bis zum Randstein
FttB: Fiber to the Building, Glasfaser bis ins Gebäude
FttH: Fiber to the Home, Glasfaser bis in die Wohnung

 

Glasfaser

Auch Lichtwellenleiter (LWL), übermittelt Information als Lichtsignal, große Bandbreite, geringe Störanfälligkeit, weite Entfernungen.

 

Koaxialkabel, Koaxkabel, Antennenkabel

Für die Übertragung hochfrequenter, breitbandiger Signale geeignetes Kabel, vielen bekannt von der Fernsehantenne.

 

Kostenreduzierung im kommunalen Breitbandausbau

Der Ausbau von Breitbandinfrastrukturen erfordert die Bereitstellung von Kapital in erheblicher Höhe. Neben den teilweise hohen Infrastrukturinvestitionen, müssen auch die späteren, regelmäßig anfallenden Betriebskosten berücksichtigt werden.

Kostenreduzierende Maßnahmen stets mitdenken

Um eine Finanzierung tragfähig anzusetzen, sollten relevante Schlüsselfaktoren beachtet werden. Hierzu zählen vorhandene oder geplante Infrastrukturen sowie die Möglichkeit zur Nutzung von Synergien beim Ausbau in Verbindung mit anderen wichtigen Infrastrukturen (z.B. Straßenbau, Energienetze). Durch die Mitnutzung bereits vorhandener Infrastrukturen lässt sich bei Ausbauprojekten der Aufwand für Grabungs- und Verlegearbeiten minimieren, was erhebliche Kosten- und Zeitersparnisse ermöglicht. Mit Hilfe des Infrastrukturatlas (ISA) der Bundesnetzagentur als zentrales Informations- und Planungstool für den Breitbandausbau in Deutschland, können Unternehmen, aber auch Bund, Länder, Kreise und Kommunen, Einblick in über 3.500 Daten von Netzbetreibern nehmen und so Transparenz über die mitnutzbaren Infrastrukturen erhalten. Eine weitere Informationsquelle sind die Baustellenkataster der Bundesländer; in Bayern ist es der sog. Grabungsatlas.

Für die Wirtschaftlichkeitsberechnung eines Ausbauvorhabens tragen auch die zu erwartenden Einnahmen aus den Entgelten der Endkunden, der Vermietung der Infrastruktur oder dem kostenpflichtigen Anbieten von Diensten und Dienstleistungen bei. Während einige Träger auf eine reine Amortisierung der Investitions- und laufenden Kosten abzielen (z.B. Bürgervereine, Kommunen), sind andere (v.a. kommerzielle Anbieter) an der Erwirtschaftung von risikoadäquaten Überschüssen interessiert. Um auch einen künftigen Breitbandausbau vorausschauend und wirtschaftlich zu planen, sollten kostenreduzierende Maßnahmen in kommunalen Entscheidungsprozessen stets mitgedacht werden.

 

Latenzzeit

Die Latenzzeit oder auch einfach "Verzögerung" ist die Zeit zwischen dem Auftreten eines Ereignisses und dem Auftreten eines erwarteten Folgeereignisses. Die Latenz wird im Bereich Netzwerke und Breitband in Millisekunden (ms) gemessen. Es ist pauschal zu sagen, dass eine geringe Latenz einer größeren Latenz vorzuziehen ist. Wie hoch die Latenz ist, hängt von verschieden Faktoren ab. Zum einen ist es die eigene (Hausinterne) Netzinfrastruktur, zum anderen hängt die Verzögerung auch stark vom Netzanbieter und vom Internet-Knoten (Backbone) ab, welcher verwendet wird um die Daten an den Zielpunkt zu übertragen.

 

Letzte Meile

In Bezug auf Kupferkabel, da hier die Geschwindigkeitseinbußen immens sind.

 

Lichtsignale

Information wird über Glasfaser mit Lichtsignalen geleitet.

 

MEV, IBVpassive Infrastruktur

MEVDie Durchführung eines Markterkundungsverfahrens (MEV) ist Teil der Erfassung der Rahmenbedingungen für einen geförderten Breitbandausbau. Ziel eines MEV ist die Feststellung der öffentlichen Hand, dass im betreffenden Gebiet in den kommenden drei Jahren keine eigenwirtschaftliche Erschließung durch private Anbieter zu erwarten ist. Daneben soll das MEV auch zur Ermittlung des Status quo der Versorgungssituation herangezogen werden. Dabei werden die Ausbauplanungen aller regional tätigen und interessierten Anbieter durch die öffentliche Hand abgefragt, um einen Überblick zu technischen und wirtschaftlichen Möglichkeiten der lokalen Breitbandversorgung zu erhalten und einen Ausbau aus dem Wettbewerb des Marktes heraus festzustellen oder auszuschließen.

Nach dem MEV das IBV?

Im Anschluss an eine negative Markterkundung kann ergänzend ein Interessenbekundungsverfahren (IBV) durchgeführt werden. Ein IBV dient der Information und Abfrage potenzieller Anbieter, ob und zu welchen Konditionen sie ihre Leistung für das Gebiet anbieten würden. Es sollte vor allem dann durchgeführt werden, wenn sich im Rahmen des MEV kein Anbieter findet, der den Ausbau ohne (kommunalen) Zuschuss bzw. anderweitige öffentliche Unterstützung vornehmen kann. Neben der Vergabe direkter Zuschüsse können als Unterstützungsleistung der öffentlichen Hand auch passive Infrastrukturen bereitgestellt oder Bürgschaften (Übernahme von Haftungsrisiken) gewährt werden.

Und was bedeutet passive Infrastruktur?

Eine passive Netzinfrastruktur ist ein Breitbandnetz ohne aktive Komponenten. Es umfasst in der Regel Bauinfrastruktur, Leerrohre, unbeschaltete Glasfaserleitungen und Straßenverteilerkästen.

 

MFG

Multifunktionsgehäuse

 

MTTR (meantime to repair)

Messung der Zeitdauer zwischen Störungsereignis und vollständiger Störungsbehebung.

 

Netzwerkterminator

Wandelt Lichtsignale in Stromsignale um.

 

Netzarchitektur kommunaler Breitbandinfrastrukturen

Breitbandnetze sind komplexe Infrastrukturen. Um einen technologisch und wirtschaftlich nachhaltigen Ausbau zu realisieren, bedarf es einer fundierten Planung dieser Netze, wofür Einblick in die verschiedenen Netzarchitekturen und hierarchischen Netzebenen notwendig ist. Auf Basis des Nachschlagewerks der atene KOM „Kommunaler Breitbandausbau in Deutschland – Grundlagen und Empfehlungen“ erläutert folgender Artikel die für die Netzplanung relevanten Netzebenen und -topologien.

Unterteilung in verschiedene Ebenen

Große Datennetze wie die Telekommunikationsinfrastruktur auf globaler und nationaler Ebene können vertikal in verschiedene Ebenen unterteilt werden, beginnend bei den überregionalen Backbone-Netzen bis hin zu den Zugangs- und Anschlussnetzen, welche die einzelnen Haushalte an das Netz anbinden. Hierbei bildet das Backbone-Netz das Rückgrat der Netze und verbindet über Providergrenzen hinweg die regionalen Netze miteinander. Das Backhaul-Netz verbindet einen oder mehrere Zugangsknoten einzelner Ortsnetze mit dem Backbone-Netz. Ein Zugangsnetz (die sogenannte „letzte Meile“) ist die Verbindung vom Zugangsknoten zu den Endkunden.

Netzebenen

Der Aufbau (die Topologie) von Datennetzen unterscheidet sich je nach Einsatzzweck und Netzebene und stellt dar, wie die einzelnen Teile der Netzinfrastruktur miteinander verbunden sind. Hierbei wird zwischen Knoten und Kanten differenziert. Knoten entsprechen End- und Verteilerpunkten und Kanten bilden die Verbindung zwischen diesen.

Bus-Technologie
Bus-Technologie

Die Wahl der Netztopologie kann Einfluss auf die Störanfälligkeit des Netzwerkes und die Kommunikationsfähigkeit zwischen den einzelnen Knoten haben. Neben der Bus-Topologie bei der alle Knoten mit einer gemeinsamen Leitung verbunden sind, gibt es die Stern-Topologie, Baum-Topologie, Ringtopologie sowie das vermaschte Netz. Letzteres als komplexeste und teuerste Art des Netzwerkaufbaus garantiert das geringste Ausfallrisiko, da alle Knoten direkt miteinander verbunden sind und kommunizieren können.

Stern-Technologie
Stern-Technologie

Vermaschtes Netz
Vermaschtes Netz

Ein Point of Presence (PoP) und ein Kabelverzweiger (KVz) sind Knotenpunkte innerhalb eines Kommunikationssystems, die die Verbindungen zwischen zwei oder mehr Kommunikationsnetzen aufbauen. PoP und KVz sollten deshalb auf öffentlichen Flächen stehen, der PoP möglichst zentral innerhalb der Clusterfläche.

 

NVt

Netzverteiler

 

NVGG

Nutzungsvereinbarung für lichtwellenleiterbasierte Grundstücks- und Gebäudenetze.

 

Offenes Netz

Bei einem geförderten Ausbau muss der Netzbetreiber ein offenes Netz zur Verfügung stellen. Andere Anbieter können das Netz und ihren Kunden zu eigenen Tarifen anbieten.

 

Supervectoring

Optimiert die Vectoring-Technik

 

Technologiemix

Glasfaser bis zum Verteilerkasten, dann Kupfer

 

Vectoring

Telefonie (DSL, SDSL, ADSL, VDSL) als Grundlage für die Internetanbindung, daher basierend auf Kupfer. Störsignale, verursacht durch das Zusammenlaufen von mehreren Kupferdoppeladern, behindern den Datenfluss (= Übersprechen/Crosstalk). Vectoring reduziert die Störeinflüsse, Datenrate steigt.

 

Verteilerkasten 

= Kabelverzweiger (KVZ)

 

VHC Netze

Very High Capacity networks = Kommunikationsnetze mit sehr hoher Kapazität, die komplett aus Glasfaserkomponenten bestehen oder eine ähnliche Leistung erbringen. Im Festnetz-Bereich sind VHC Netze i.d.R. Telekommunikationsnetze, bei denen die Glasfaser bis ins Gebäude reicht (FTTB). Im Mobilfunk bestehen Referenznetze aus mit Glasfaser angebundenen Basisstationen.

Zielgebietskategorien sowie deren staatliche Beihilfeoptionen - Hintergründe: In den “Leitlinien der EU für die Anwendung der Vorschriften über staatliche Beihilfen im Zusammenhang mit dem schnellen Breitbandausbau” wird zwischen sogenannten weißen, grauen und schwarzen Flecken differenziert, die sich jeweils in der Verfügbarkeit vorhandener Breitbandinfrastruktur unterscheiden. Dabei wird grundsätzlich zwischen den Netzen der Breitbandgrundversorgung und hochleistungsfähigen Next-Generation-Access- (NGA-) Netzen unterschieden.

 

Weiße, graue und schwarze Flecken

Weiße Flecken sind Gebiete, in denen keine Breitbandinfrastruktur in Form eines NGA-Netzes vorhanden ist und voraussichtlich in den kommenden drei Jahren auch keine solche aufgebaut wird. Mit einer Aufgreifschwelle von unter 30 Mbit/s sind diese Gebiete generell förderfähig.

Graue Flecken sind Gebiete, in denen ein Netzbetreiber und lediglich ein NGA-Netz vorhanden ist und in naher Zukunft voraussichtlich keine weitere Infrastruktur aufgebaut wird. Mit einer Aufgreifschwelle von mindestens 100 Mbit/s sind diese Gebiete im Rahmen von Förderprogrammen des Bundes sowie des Freistaats Bayern förderfähig.

In schwarzen Flecken ist kein staatlicher Eingriff möglich. Hierbei handelt es sich um Gebiete, in denen es mindestens zwei Breitbandgrundversorgungsnetze unterschiedlicher Betreiber gibt oder in naher Zukunft geben wird und Breitbanddienste dort zu Wettbewerbsbedingungen angeboten werden (Infrastrukturwettbewerb).

Ein staatlicher Markteingriff in Form von Beihilfen ist somit nur in jenen Gebieten gerechtfertigt, welche nicht (ausreichend) über den Wettbewerb erschlossen werden und damit ein Marktversagen festgestellt ist.

Um eine zukunftssichere Breitbandversorgung auch in weißen und grauen Flecken zu ermöglichen, können öffentliche Fördermaßnahmen genutzt werden. Förderprogramme gibt es auf EU-, Bundes- und Länderebene. Seit April 2021 ist bspw. auf Basis der Gigabit-Rahmenregelung die neue Bundesförderrichtlinie zur Förderung des Gigabitausbaus in Deutschland in Kraft getreten, nach der Maßnahmen in weißen und grauen Flecken gefördert werden können.

 

Wirtschaftlichkeitslückenmodell

Mit dem Wirtschaftlichkeitslückenmodell schließt die Kommune die Wirtschaftlichkeitslücke eines Telekommunikationsunternehmens, das in einem wirtschaftlich unattraktiven Gebiet ein Breitbandnetz errichtet.

 

Wie kommt das Glasfaserkabel in den Boden?

In den letzten Ausgaben wurden verschiedene Ansätze zur Kosteneinsparung in komplexen Glasfaserausbauvorhaben vorgestellt, welche neben Aspekten der Finanzierung und Förderung auch die Planung der Netzarchitektur umfassen. Um diese Reihe zu vervollständigen, widmet sich dieser Artikel nun den Leerrohrinfrastrukturen und deren Verlegemethoden, welche zu einem wirtschaftlich tragfähigeren und nachhaltigeren Glasfaserausbau beitragen können.

Leerrohre bilden die Trägerstruktur für die Kabel, über die eine Breitbandanbindung hergestellt wird. Erfahrungen aus zahlreichen Breitbandprojekten zeigen, dass der Anteil der Kosten für Tiefbau und Wiederherstellung der Oberflächen im Rahmen eines Breitbandausbauprojekts bis zu 80 % der Gesamtkosten einnehmen kann. Zunächst können Kommunen durch das frühzeitige Mitverlegen von Leerrohren viel Geld sparen, da Tiefbaukosten nur einmal anfallen. Darüber hinaus schreibt die Breitbandförderung des Bundes ein einheitliches Materialkonzept für Leerrohre vor, da dieses dazu beitragen kann, die Planungen des Infrastrukturausbaus von Beginn an nachhaltig zu gestalten und Projektumsetzungen nicht zu verzögern.

Kabelschutzrohre und Mikrorohre

Demnach werden bei Leerrohren die Kategorien Kabelschutzrohre und Mikrorohre unterschieden. Die größeren Kabelschutzrohre mit einem Außendurchmesser von ca. 32−350 mm werden direkt in die Erde verlegt. Die kleineren Mikrorohre mit einem Außendurchmesser von 10–20 mm führen das Glasfaserkabel und können einzeln oder als Rohrverband in der Erde verlegt oder in Kabelschutzrohre eingeführt werden. Mikrorohre sind meist farbcodiert, um Instandhaltung und Zuordnung zu vereinfachen (vgl. Bild). Außerorts und bei Straßen-, Bahn- und Gewässerquerungen wird die Verlegung von Kabelschutzrohren empfohlen, innerorts und für den Hausanschluss werden üblicherweise Mikrorohrverbände genutzt.

Leerrohr DA 50 mit 7 Mikrorohren 10 x 1. Bild: gabo Systemtechnik GmbH
Leerrohr DA 50 mit 7 Mikrorohren 10 x 1. Bild: gabo Systemtechnik GmbH

Bei der Wahl der Verlegetechnik kommt es auf die örtlichen, topologischen und finanziellen Gegebenheiten an. Die offene Grabenbauweise als konventionelle Verlegemethode ist zwar kostenintensiv, kann aber bei allen Rohrarten und in allen topologischen Szenarien und Oberflächenarten zum Einsatz kommen. Dabei wird die Erdoberfläche geöffnet und ein Graben von bis zu 1,25m ausgehoben. Die Wiederherstellung der Oberfläche ist mitunter aufwendig und es kann zu Beeinträchtigungen des Bauumfeldes durch Lärmbelästigung sowie zu Verkehrsstörungen kommen.

Zur Verringerung der Kosten (insb. Aushub- und Beseitigungskosten) und des Zeitaufwands können auch alternative Verlegemethoden durchgeführt werden. Hier sollten im Vorfeld, die im Einzelfall mit der Umsetzung verbundenen technischen und rechtlichen Risiken abgewogen werden. Zu den wichtigsten alternativen Verlegemethoden zählen: Erdraketentechnik, Pflugverfahren, Trenchingverfahren, Horizontalspülbohrverfahren, Verlegung in Abwasserkanälen und oberirdische Verlegung.

Details zu den einzelnen Verfahren und eine Handreichung für die korrekte Verlegung von Leerrohrinfrastruktur finden Sie im Nachschlagewerk der atene KOM „Kommunaler Breitbandausbau in Deutschland – Grundlagen und Empfehlungen“, unter Modul 6 und 7. Dieses Lexikon ist, in stets aktuellem Stand, erhältlich auf der Website: https://atenekom.eu/wissen/loseblattsammlung/

 

Falls Ihr Interesse und Wissen rund um den Breitbandausbau erweitert werden konnte, freuen Sie sich auf weitere Beiträge dieser Art in den kommenden Ausgaben. Zum vertieften Nachlesen eignet sich außerdem das umfangreiche, stets aktualisierte Nachschlagewerk der atene KOM, erhältlich auf der Website: https://atenekom.eu/wissen/loseblattsammlung/

 

Bei Fragen rund um das Thema Breitbandausbau besuchen Sie unser Bayerisches BreitbandForum!

 

 

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