Was ist Glasfaser, und wie funktioniert die Technologie?

Glasfaserkabel sind das Rückgrat moderner digitaler Kommunikationsnetze. Zu Recht, denn sie ermöglichen sehr hohe Bandbreiten für den schnellen Up- und Download von Daten über weite Strecken, und es können mehrere Nutzer:innen gleichzeitig bei gleichbleibender Bandbreite im Netz surfen. Zudem sind Glasfaserkabel weniger störanfällig als herkömmliche Kupferkabel, die bisher in Deutschland flächendeckend zum Einsatz kamen. Ein weiterer Vorteil der Glasfasertechnologie: ihr sehr geringer Stromverbrauch.

Ein Glasfaserkabel ist ein Lichtwellenleiter (LWL), der aus extrem dünnen Fasern aus Quarzglas besteht. Diese Fasern werden zu einem Kabel gebündelt. Im Unterschied zu Kupferkabeln, die Daten mittels Elektronen übertragen, nutzen Glasfaserkabel Photonen, also Lichtpartikel, für die Datenübertragung. Diese Lichtsignale werden von Laserdioden erzeugt und durch die Glasfasern gesendet, wo sie fast mit Lichtgeschwindigkeit reflektiert werden, bis sie ihr Ziel erreichen.

Die Struktur der Glasfaserkabel ist entscheidend für ihre Funktion: Der Kern jedes Glasfaserstrangs leitet das Lichtsignal. Dieser Kern wird von einem Mantel umgeben, der ebenfalls aus Quarzglas besteht, aber einen niedrigeren Brechungsindex hat. Darum wird das Licht, wenn es den Mantel erreicht, zurück in den Kern reflektiert, was verhindert, dass Licht aus dem Kern austritt und so die Datenübertragung hemmt. Diesen Vorgang nennt man Totalreflexion.

Gut zu wissen: Der Brechungsindex ist ein Begriff aus der Optik und gibt an, wie sich die Wellenlänge oder die Phasengeschwindigkeit des Lichts im Vakuum im Vergleich zu der im Material verhält. Je höher der Brechungsindex, desto besser bewegt sich das Licht durch das Material.

Zum Schutz vor mechanischen Beschädigungen und Feuchtigkeit sind der Kern und der Mantel mit einer primären Schutzschicht aus Kunststoff umgeben. Eine zusätzliche sekundäre Schutzschicht bietet weiteren Schutz gegen Druck und Spannung, besonders während der Installation. Der äußere Mantel des Kabels, der aus Materialien wie Polyvinylchlorid (PVC) oder dem flammenhemmenden LSZH („low smoke zero halogen“, übersetzt „geringer Rauch, kein Halogen“) bestehen kann, bildet den Abschluss und schützt das Kabel abhängig von seinem Einsatzbereich.

DSL, kurz für „Digital Subscriber Line“, ermöglicht digitale Datenübertragungen über herkömmliche Kupfer-Telefonleitungen. Mit DSL können Daten mit einer Geschwindigkeit von bis zu 16 Megabit pro Sekunde (Mbit/s) heruntergeladen und mit 1 bis 2 Mbit/s hochgeladen werden. Eine schnellere Variante ist VDSL („Very High Speed Digital Subscriber Line“). Hier können Daten zwar auch über Kupferkabel transportiert werden, allerdings nur zwischen dem Verteilerkasten und dem Hausanschluss. Bis zum Verteilerkasten werden hingegen superschnelle Glasfaserkabel verwendet. Dieses Hybridnetz ermöglicht so Downloadgeschwindigkeiten von bis zu 50 Mbit/s und Uploadgeschwindigkeiten von bis zu 10 Mbit/s.

VDSL-Vectoring, eine weitere Verbesserung der Datenübertragung, eliminiert elektromagnetische Störungen aus der Leitung und optimiert so die Internetverbindung. Ein zusätzlicher Vorteil: Mit VDSL-Vectoring können die Geschwindigkeiten im Vergleich zu regulärem VDSL von 50 auf 100 Mbit/s sowohl im Down- als auch im Upstream verdoppelt werden.

Eine alternative Methode für schnelles Internet ist das Kabel-Internet, das das gleiche Koaxialkabel (auch Antennen- oder Sat-Kabel genannt) wie das Kabelfernsehen verwendet. Kabel-Internet übertrifft DSL in der Geschwindigkeit mit maximalen Übertragungsraten von bis zu einem Gigabit pro Sekunde (Gbit/s). Mit dem neuen Übertragungsstandard DOCSIS 4.0 werden diese Geschwindigkeiten voraussichtlich auf bis zu zehn Gigabit pro Sekunde weiter steigen. Allerdings kann die Geschwindigkeit des Kabel-Internets in dicht besiedelten Gebieten abnehmen, da die Bandbreite unter den Nutzer:innen geteilt wird.

Glasfaser-Internet bietet im Vergleich zu DSL und Kabel eine verbesserte Stabilität und geringere Störanfälligkeit. In Bezug auf die Geschwindigkeit ermöglicht Glasfaser Übertragungsraten von bis zu1 Gbit/s und zukünftig sogar bis zu 10 Gbit/s, was oft schneller ist als Kabel-Internet. In Haushalten mit starker Internetnutzung oder für Dienste, die viel Bandbreite benötigen, etwa hochqualitatives Streaming oder Onlinegaming, ist ein Glasfaseranschluss besonders vorteilhaft.

Mehr Infos erhalten Sie in unserem Ratgeber „Vorteile von Glasfaserkabeln“.

Die englische Abkürzung FTTX steht für „Fiber to the x“, was „Glasfaser bis x“ bedeutet. Dabei ist das „x“ ein Platzhalter, der je nach Endpunkt der Glasfaserverbindung durch verschiedene Begriffe ersetzt wird. Denn es gibt unterschiedliche Arten von Glasfaseranschlüssen, zum Beispiel FTTH („Fiber to the Home“), FTTB („Fiber to the Building“) oder FTTC („Fiber to the Curb“).

Werden Einfamilienhäuser an das Glasfasernetz angeschlossen, spricht man von einem FTTH-Anschluss. FTTH steht dabei für „Fiber to the Home“ – und bedeutet, dass das Haus eine eigene Glasfaseranbindung erhält, mit der alle Zimmer in jedem Stockwerk des Hauses versorgt werden können.

Das ist auch bei modernen Mehrfamilienhäusern möglich: Das Haus erhält ein Glasfaser-Mikrokabel im Keller und jede Wohnung zusätzlich einen eigenen Anschluss. Ältere Mehrfamilienhäuser sind zumeist mit einem FTTB-Anschluss („Fiber to the Building“) an das schnelle Internet angeschlossen. Dabei erhält das Haus ein Glasfaser-Mikrokabel im Keller, in den einzelnen Wohnungen verlaufen allerdings noch alte Kabel, beispielsweise aus Kupfer.

Bei FTTC-Anschlüssen („Fiber to the Curb“) werden die Glasfasern nur bis zum Verteilerkasten verlegt. Von dort findet die Verbindung zum Haus bis zur Verteilerdose und in die einzelnen Räume über herkömmliche Kupferkabel statt.

Die folgende Grafik zeigt, wie das schnelle Internet in Hannover vom Technik-Knotenpunkt von htp bis zur Nutzerin beziehungsweise zum Nutzer nach Hause kommt.