DOCSIS-4.0 und Unitymedia-Länder: Hintergrundinfos zu den kommenden Vodafone-Plänen

Kabel Deutschland? Erledigt! Was kommt als nächstes? Natürlich die Unitymedia-Bundesländer. Um die Übertragungsgeschwindigkeiten weiter zu verbessern, stehen in den nächsten 24 Monaten außerdem erste Feldtest mit der nächsten DOCSIS-Generation an.

Nach dem Abschluss der Aufrüstung des ehemaligen Netz von Kabel Deutschland (DIGITAL FERNSEHEN-Bericht vom Tag), soll der Fokus des Ausbaus nun verstärkt auf den Ausbau der Gigabit-Anschlüsse in Nordrhein-Westfalen, Hessen und Baden-Württemberg gelegt werden, den durch die Unitymedia-Übernahme akquirierten Netzen. „Danach beginnen wir dann ein neues Kapitel im Kabel-Glasfasernetz und heben die Netzqualität und Leistungsfähigkeit durch einen Mix aus verschiedensten Maßnahmen auf ein neues Level“, sagt Vodafone CEO Hannes Ametsreiter.

Mit großen Schritten schreitet die Netzaufrüstung in den genannten Bundesländern bereits voran. Vodafone hatte das dortige Kabelnetz im September 2019 durch den Zukauf von Unitymedia übernommen. Im Februar 2020 begann der breitflächige Gigabit-Ausbau. Bis Ende 2022 sollen im Netz von Vodafone insgesamt 25 Millionen superschnelle Anschlüsse entstehen.

DOCSIS 3.1 ist Haupttreiber für Deutschlands Spitzenposition in der EU bei Gigabit-Anschlüssen

Mit einer Geschwindigkeit von 1.000 Mbit/s lassen sich die Daten einer ganzen DVD (4,7 Gigabyte) in weniger als einer Minute herunterladen. Die Grundlage dafür ist im Glasfaser Kabelnetz von Vodafone die Beschleunigungstechnologie DOCSIS. Mit jedem Evolutionssprung der „Data Over Cable Service Interface Specification” steigt die Geschwindigkeit. Während die Daten mit DOCSIS 2.0 noch mit bis zu 50 Mbit/s durch das Netz flossen, waren es mit DOCSIS 3.0 schon satte 500 Mbit/s. Mit der Einführung von DOCSIS 3.1 gab es dann einen wahren Tempo-Boost: Das Download-Tempo stieg auf 1.000 Mbit/s an.

Um die hohen Geschwindigkeiten im Kabel-Glasfasernetz zu realisieren, wurde die Netzinfrastruktur seit Herbst 2018 nach und nach mit gigabitfähigen Netzelementen ausgestattet und das Kabel-Glasfasernetz auf den Kabelstandard DOCSIS 3.1 aufgerüstet. Durch das Technik-Upgrade gewinnt die bestehende Netzinfrastruktur durch effizientere Übertragungsverfahren (OFDM), höherwertige Modulationsverfahren (QAM) und eine bessere Fehlerkorrektur (LDPC) deutlich an Leistungsvermögen.

Zudem fließen die Daten effizienter als zuvor über die Datenautobahn, wodurch mehr Kapazität im Netz verfügbar ist. Im Rahmen der jetzigen Frequenznutzung (bis 862 MHz) lassen sich im Glasfaser Kabelnetz von Vodafone mit DOCSIS 3.1 Download-Datenraten von über 1 Gbit/s pro Kunde erzielen. Doch auch Änderungen bei der Aufteilung des Spektrums (bis 1,2 GHz) sind durchaus möglich – DOCSIS 3.1 lässt dem Netzbetreiber in dieser Hinsicht freie Hand. Je nach Ausbaustufe sind mit DOCSIS 3.1 Datenraten von bis zu 5 Gigabit/s im Downstream und 1,5 Gigabit im Upstream möglich. Der Implementierungsaufwand ist von der Netzstruktur abhängig und von Netzbetreiber zu Netzbetreiber unterschiedlich. Der Standard ist Grundlage für die gigaschnelle Datenübertragung im Kabel-Glasfasernetz. Bis zu 1.000 Mbit/s im Download sind derzeit möglich. Mehr Inforamtionen zu dem Thema bietet Vodafone hier. Ausgereizt ist die Leistungsfähigkeit des Kabel-Glasfasernetzes damit aber noch lange nicht.

Kabel-Turbo-Technologie DOCSIS 4.0: Die nächste Generation steht in den Startlöchern

Die nächste DOCSIS-Generation steht bereits in den Startlöchern. Im April 2020 haben die Cable Labs, eine in den USA angesiedelte Forschungseinrichtung der Kabelnetzbetreiber, den Kabelstandard DOCSIS 4.0 vorgestellt. Die neue DOCSIS-Generation unterstützt die Anstrengungen von Netzbetreibern wie Vodafone, den Glasfaseranteil im Kabelnetz deutlich zu erhöhen.

DOCSIS 4.0 soll das maximale Downloadtempo verdoppeln und das Upload-Tempo gar vervierfachen. Eine Voraussetzung für Geschwindigkeiten von bis zu 10 Gbit/s im Downstream und bis zu 6 Gbit/s im Upstream ist die Erweiterung des für die Datenübertragung vorgesehenen Frequenzspektrums auf bis zu 1,8 GHz (Frequency-Division Duplex, kurz: FDD). Mit anderen Worten: Die bisherige „Datenautobahn“ wird deutlich verbreitert. Dadurch lassen sich auch symmetrische Up- und Downloadraten realisieren. Verbesserte Latenzzeiten (Low Latency DOCSIS) sind ein weiterer Vorteil des neuen Standards.

Je nach Netzausbau-Strategie kommen bei den Kabelnetzbetreibern zwei Vorgehensweisen zum Einsatz:

1.) Full Duplex (FDX) nutzt das Frequenzspektrum von 5 bis 1.218 Megahertz. Für Uploads ist der Bereich von 5 bis 684 Megahertz vorgesehen, für Downloads der Bereich von 108 bis 1.218 Megahertz. Im Bereich von 108 bis 684 Megahertz können somit erstmals simultane Up- und Downloads auf derselben Frequenz stattfinden; dadurch erhöht sich das Tempo. FDX verwendet keine Verstärker, Die Glasfaser muss daher näher zum Kunden rücken, also beispielsweise bis zum Straßenrand.

2.) Frequency Division Duplex (FDD) erweitert das gesamte Spektrum für Übertragungen und verschiebt dabei auch die oberen Frequenzgrenzen für den Up- und Downstream (Uploads: 5 bis 684 Megahertz; Downloads: 834 bis 1.794 Megahertz). Im Vergleich zu FDX rückt die Glasfaser nur wenig näher an den Kunden heran – zum Beispiel bis zum letzten Verstärkerpunkt.

*Quelle: Vodafone

Dazu kommt der natürliche Glasfaserausbau durch Netzsegmentierungen. Vodafone hat sich noch nicht festgelegt, welchen Weg das Unternehmen gehen wird. Zudem wird die neue Technik bei den Chipherstellern noch entwickelt.

Sobald erste Prototypen der neuen Hardware-Generation verfügbar sind, plant Vodafone erste Feldtests – beim Düsseldorfer Digitalisierungskonzern sollen diese schon innerhalb der nächsten zwei Jahre stattfinden.

Deutschland bald schon an der Gigabit-Spitze der EU

Bis dahin wird es in Deutschland im EU-Vergleich die meisten Haushalte mit Zugang zu Internet-Geschwindigkeiten von mindestens einem Gigabit/Sekunde geben. Dies ist das Ergebnis der Studie „Gigabit-Anschlüsse in Europa: Deutschlands Aufstieg zur Nr. 1“ von Goldmedia im Auftrag des Vodafone Instituts für Gesellschaft und Kommunikation. Berechnungen zufolge wird Deutschland im Jahr 2022 mit 36,9 Millionen Gigabit-Haushalten die Spitzenposition in Europa übernehmen. Großbritannien (25,7 Mio.), Frankreich (24,5 Mio.) und Spanien (17,8 Mio.) folgen auf den Plätzen dahinter.