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Energieeffiziente Datenübertragung Glasfaser ist besonders energiesparend

Von Bernhard Lück

Ein vom Breko beauftragtes Gutachten der Technischen Hochschule Mittelhessen gibt Aufschluss über den Stromverbrauch von Internet-Zugangstechnologien. Das Ergebnis: Echte Glasfasernetze bis in die Wohnungen (FTTH) verbrauchen von allen digitalen Infrastrukturen am wenigsten Strom.

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FTTH ist im Vergleich zu anderen Internet-Zugangstechnologien besonders energieeffizient.
FTTH ist im Vergleich zu anderen Internet-Zugangstechnologien besonders energieeffizient.
(Bild: Bundesverband Breitbandkommunikation, Breko)

Das Potenzial, mithilfe digitaler Anwendungen den Einsatz von Ressourcen zu optimieren, ist enorm. Doch auch die Nutzung digitaler Dienste, vom privaten Videostreaming bis zum Cloud Computing und dem Einsatz künstlicher Intelligenz verbraucht Energie. Eine energiesparende digitale Infrastruktur ist deshalb von besonderer Bedeutung für die Erreichung der Klimaziele. Prof. Dr.-Ing. Kristof Obermann von der Technischen Hochschule Mittelhessen (THM) hat im Auftrag des Bundesverbands Breitbandkommunikation (Breko) die Nachhaltigkeit der verschiedenen Internet-Zugangstechnologien untersucht.

Das Ergebnis: Echte Glasfasernetze bis in die Wohnungen (FTTH) haben von allen digitalen Infrastrukturen den geringsten Stromverbrauch. Studienleiter Prof. Dr.-Ing. Kristof Obermann sagt zu den Ergebnissen: „Obwohl in Bezug auf FTTC und DOCSIS einige optimistische und für FTTH sehr konservative Annahmen getroffen wurden, sind die hier betrachteten FTTH-Technologien in jedem Szenario – deutschlandweit, städtische, halbstädtische und ländliche Gebiete – die nachhaltigsten aller verglichenen Internet-Zugangstechnologien. Sie sind sowohl deutlich günstiger beim Stromverbrauch als auch in Bezug auf das Gesamtgewicht der Systemtechnik beim Teilnehmer.“

Das Gutachten der Technischen Hochschule gibt Aufschluss über den Stromverbrauch der unterschiedlichen Internet-Zugangstechnologien: Reine Glasfasernetze bis in die Wohnung (FTTH - Fiber to the Home) benötigen demnach im laufenden Betrieb bis zu 2,6 Mal weniger Strom als Glasfasernetze bis ins Gebäude (FTTB - Fiber to the Building), bis zu dreimal weniger Strom als kupferbasierte Vectoring/Super-Vectoring-Netze (FTTC - Fiber to the Curb) und bis zu sechsmal weniger Strom als TV-Kabelnetze (in der Variante DOCSIS 3.1).

Vergleicht man den Stromverbrauch aller gigabitfähigen Technologien bei einem Gigabitanschluss (1 GBit/s), werde der Vorteil von Glasfaseranschlüssen noch deutlicher. Hier verbrauchen FTTH-Netze bis zu 3,6 Mal weniger Strom als FTTB-Netze und bis zu achtmal weniger Strom als TV-Kabelnetze.

Glasfaser auch bei deutschlandweitem Versorgungsszenario vorne

Hochgerechnet auf die flächendeckende Versorgung Deutschlands hätten reine Glasfasernetze (FTTH) einen Stromverbrauch von 154 Megawatt. Zum Vergleich: Kupferbasierte Netze (FTTC) würden im gleichen Szenario 350 Megawatt und TV-Kabelnetze 650 Megawatt benötigen. Gegenüber TV-Kabelnetzen ließen sich mit Glasfaser demnach 496 Megawatt einsparen – mehr als 50 Prozent der Leistung des Braunkohlekraftwerks Schkopau in Sachsen-Anhalt. Durch Optimierungen der Hardwarekomponenten, beispielsweise der Router, lasse sich der Stromverbrauch weiter senken.

„Nur auf Basis einer energiesparenden digitalen Infrastruktur trägt die Digitalisierung zur Erreichung der Klimaziele bei. Durch ihren im Vergleich mit anderen Infrastrukturen geringen Energieverbrauch bieten echte Glasfasernetze bis in die Gebäude die Möglichkeit einer energieeffizienten Datenübertragung. Sie leisten so einen echten ökologischen Beitrag und sind die zukunftssichere Basis für die Digitalisierung. Dass die neue Bundesregierung endlich ein echtes Glasfaserziel gesetzt hat, ist nicht nur aus diesem Grund ein wichtiger Meilenstein. Jetzt gilt es, die wichtige Umsetzungsphase des Glasfaserausbaus effizient und ressourcenschonend zu gestalten“, erklärt Breko-Geschäftsführer Dr. Stephan Albers.

Glasfaser energieeffizienter als 5G

Auch im Vergleich mit dem Mobilfunkstandard 5G schneide Glasfaser deutlich besser ab. Eine aktuelle Studie von Eoptimo aus Dänemark habe den Energieverbrauch einer 1-GBit/s-Glasfaserverbindung mit einer entsprechenden 5G-Verbindung verglichen. Der Studie zufolge verbraucht eine Glasfaserverbindung 85 Watt, die entsprechende 5G-Verbindung 1.157,7 Watt. Der Strombedarf eines Glasfaseranschlusses (FTTH) sei demnach 13 Mal geringer als der einer 5G-Verbindung.

Open Access schont Ressourcen

In Sachen Nachhaltigkeit könnten Glasfasernetze gegenüber anderen Internet-Zugangstechnologien mit weiteren Vorteilen punkten. Mit ihnen seien nahezu unbegrenzte Gigabit-Geschwindigkeiten möglich und sie seien als einzige Technologie in der Lage, im Download und im Upload gleich hohe Bandbreiten zur Verfügung zu stellen. Ein Gebäude, das heute einen Glasfaseranschluss erhält, wäre damit für die nächsten Jahrzehnte bestens ausgestattet. Ein weiterer Ausbau sei nicht erforderlich. Dies schone Ressourcen und sei ebenfalls ein Beitrag zu mehr Nachhaltigkeit. Glasfasernetze würden außerdem einen hohen Schutz vor Ausfällen bieten, da sie deutlich weniger störanfällig als Kupferkabel seien und auch neben Strom- und Hochspannungsleitungen verlegt werden könnten, ohne dass es zu elektromagnetischen Störungen komme.

Um für mehr Nachhaltigkeit beim Ausbau zu sorgen, sollte vor allem der Überbau von Glasfasernetzen vermieden werden. Anstatt parallele Netze aufzubauen, sollten Glasfasernetze mittels eines offenen Netzzugangs (Open Access) bestmöglich ausgelastet werden. Dies spare Kosten und Ressourcen und leiste einen Beitrag zu fairen Wettbewerbsbedingungen.

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