Wie funktioniert Glasfaser? FTTH, FTTB und FTTC einfach erklärt

Glasfaser gilt als die Internetleitung der Zukunft. Statt elektrischer Signale auf Kupferdrähten überträgt sie Daten als Lichtpulse durch hauchdünne Fasern aus Glas. Das ermöglicht Geschwindigkeiten von 1 Gbit/s und mehr, im Upload genauso wie im Download, und das unabhängig davon, wie weit der Anschluss vom nächsten Verteiler entfernt ist.

Dieser Artikel erklärt, wie Licht Daten transportiert, was FTTH, FTTB und FTTC bedeuten, welche Technik zwischen Straße und Wohnung steckt und was ein Glasfaseranschluss im Vergleich zu DSL und VDSL bringt.

Wie Licht durch eine Glasfaser kommt

Eine Glasfaser besteht aus einem extrem reinen Glaskern und einem Mantel aus Glas mit etwas geringerer Brechzahl. Trifft das Licht flach genug auf die Grenze zwischen Kern und Mantel, wird es vollständig zurückgeworfen (Totalreflexion). So bleibt es im Kern gefangen und folgt der Faser auch um Kurven. Eine Kunststoffschicht schützt die Faser, die mit etwa 0,25 Millimetern kaum dicker als ein Haar ist.

Singlemode-Fasern haben einen Kern von nur etwa 9 Mikrometern. Das Licht läuft praktisch auf einem einzigen Weg, deshalb verschmieren die Pulse kaum. Sie überbrücken viele Kilometer und werden für Glasfaser-Hausanschlüsse eingesetzt.
Multimode-Fasern haben einen dickeren Kern (50 oder 62,5 Mikrometer). Sie sind günstiger in der Technik, reichen aber nur einige Hundert Meter und finden sich vor allem in Rechenzentren und Firmengebäuden.

Als Lichtquelle dienen Laser im unsichtbaren Infrarotbereich, typischerweise bei Wellenlängen um 1.310, 1.490 und 1.550 Nanometer, wo Glas besonders wenig Licht schluckt. Ein Lichtpuls steht für eine 1, kein Puls für eine 0; moderne Weitverkehrssysteme nutzen zusätzlich Phase und Polarisation des Lichts und viele Wellenlängen gleichzeitig.

Warum Glasfaser schneller ist als Kupfer

Bei DSL laufen die Signale über verdrillte Kupferadern, die eigentlich für Telefongespräche gebaut wurden. Je höher die Frequenz und je länger die Leitung, desto stärker wird das Signal gedämpft, und benachbarte Adern stören sich gegenseitig. Selbst mit Vectoring sind deshalb auf kurzen Strecken höchstens etwa 250 Mbit/s möglich, und schon einige Hundert Meter weiter deutlich weniger.

Licht in Glas hat diese Probleme kaum: Die Dämpfung ist so gering, dass ein Signal 20 Kilometer und mehr ohne Verstärker übertragen werden kann, und elektromagnetische Störungen spielen keine Rolle. Die mögliche Bandbreite einer einzigen Faser ist so groß, dass im Hausanschluss eigentlich die Geräte an beiden Enden die Geschwindigkeit begrenzen, nicht die Faser.

FTTC, FTTB und FTTH

Wie nah die Glasfaser an den Kunden herankommt, beschreiben drei Abkürzungen:

FTTC (Fiber to the Curb): Glasfaser bis zum grauen Verteilerkasten an der Straße, von dort Kupfer. Das ist VDSL mit Vectoring und Super-Vectoring.
FTTB (Fiber to the Building): Glasfaser bis in den Keller des Gebäudes, in den Wohnungen weiter über die vorhandenen Kupferleitungen, zum Beispiel mit G.fast.
FTTH (Fiber to the Home): Glasfaser bis in die Wohnung. Nur das ist „echte“ Glasfaser ohne Kupfer auf dem letzten Stück.

Werbung mit „Glasfaser-Internet“ meint deshalb nicht immer FTTH. Im Vertrag oder in der Verfügbarkeitsprüfung des Anbieters steht, welche Variante es ist.

Schema von FTTC, FTTB und FTTH: wie weit die Glasfaser von der Zentrale über Verteiler und Keller bis zur Wohnung reicht und wo Kupfer übernimmt. — FTTC, FTTB und FTTH: Nur bei FTTH reicht die Glasfaser bis in die Wohnung.

Die Technik dahinter: PON und Splitter

Die meisten FTTH-Netze sind passive optische Netze (PON). Von der Zentrale des Netzbetreibers läuft eine Faser zu einem passiven Splitter, der das Licht ohne Strom auf 32 oder 64 Anschlüsse aufteilt. Alle Kunden an einem Splitter teilen sich die Kapazität dieser Faser.

GPON: 2,5 Gbit/s im Download und 1,25 Gbit/s im Upload, geteilt auf alle Teilnehmer am Splitter.
XGS-PON: 10 Gbit/s symmetrisch. Damit sind auch Tarife mit mehreren Gbit/s möglich.

Download und Upload laufen auf verschiedenen Wellenlängen durch dieselbe Faser. Weil nur selten alle Kunden gleichzeitig die volle Bandbreite nutzen, reicht die geteilte Kapazität in der Praxis für Gigabit-Tarife aus. Daneben gibt es Punkt-zu-Punkt-Netze, bei denen jeder Anschluss eine eigene Faser bis zum Verteiler hat.

Was in der Wohnung installiert wird

Gf-AP (Glasfaser-Abschlusspunkt): Hier endet die Faser aus der Straße, meist im Keller.
Gf-TA (Glasfaser-Teilnehmeranschluss): eine kleine Dose in der Wohnung, die „Glasfaser-Steckdose“.
ONT (Optical Network Termination), oft Glasfasermodem genannt: wandelt das Licht in elektrische Signale um. Er ist ein eigenes Gerät oder bereits im Router eingebaut.
Router: verteilt die Verbindung per Kabel und WLAN im Heimnetz.

Für den Hausanschluss wird meist ein Leerrohr von der Straße zum Gebäude verlegt, oft mit einer grabenarmen Methode wie der Erdrakete. In Mehrfamilienhäusern braucht der Netzbetreiber die Zustimmung des Eigentümers für die Leitungen im Gebäude.

Vorteile im Alltag

Hoher Upload: Wichtig für Videokonferenzen, Cloud-Backups, Streaming und Homeoffice. Bei DSL liegt der Upload oft nur bei einem Bruchteil des Downloads.
Niedrige Latenz: Pings von wenigen Millisekunden, gut für Onlinespiele und Videotelefonie.
Stabilität: Die Geschwindigkeit hängt nicht von der Entfernung zum Verteiler und nicht von Störungen durch Nachbarleitungen ab.
Zukunftssicherheit: Höhere Geschwindigkeiten erfordern nur neue Geräte an den Enden, keine neuen Leitungen.

Für die Bundesregierung ist der Ausbau ein zentrales Ziel: Nach der Gigabitstrategie von 2022 soll Glasfaser bis 2030 überall in Deutschland verfügbar sein. Wie weit der Ausbau an einer bestimmten Adresse ist, zeigen die Verfügbarkeitsprüfungen der Anbieter und der Breitbandatlas der Bundesnetzagentur. Wie Daten danach ihren Weg durch das Netz finden, erklärt der Artikel Wie funktioniert das Internet?

Fazit

Glasfaser überträgt Daten als Lichtpulse durch Fasern, in denen das Licht durch Totalreflexion gefangen bleibt. Weil Glas Licht kaum dämpft und keine elektrischen Störungen kennt, sind Gigabit-Geschwindigkeiten im Upload und Download über große Entfernungen möglich. Nur FTTH bringt die Glasfaser bis in die Wohnung, FTTC und FTTB nutzen auf dem letzten Stück noch Kupfer. Mehr über DSL, VDSL, LTE und 5G finden Sie in der Übersicht Internet, DSL und Mobilfunk einfach erklärt.