Definition

Was ist G.fast?

| Autor / Redakteur: Stefan Luber / Andreas Donner

Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.
Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt. (Bild: © aga7ta - stock.adobe.com)

G.fast ist der Nachfolgestandard des VDSL2-Standards. Er ermöglicht auf herkömmlichen Kupferdoppeladern Datenraten bis in den Gigabitbereich, kann aber nur geringe Entfernungen überbrücken. Die Steigerung der Datenrate gegenüber VDSL2 wird unter anderem durch die Nutzung höhere Frequenzen und zwingendem Vectoring erreicht.

G.fast ist von der ITU (International Telecommunication Union) in den 2014 veröffentlichten Spezifikationen G.9700 und G.9701 beschrieben. Es handelt sich um den Nachfolgestandard von VDSL2. Die Abkürzung bedeutet "fast access to subscriber terminals" und lässt sich mit "schneller Zugang zu Kundenendgeräten" ins Deutsche übersetzen.

Der Technik liegt die FTTB- oder FTTdp-Architektur mit per Glasfaser angebundenen Übergabepunkten zugrunde. Es lassen sich auf den Kupferdoppeladern Datenübertragungsraten von einem bis zu zwei Gigabit pro Sekunde erreichen. Allerdings sind nur relativ kurze Entfernungen von bis zu 250 Metern überbrückbar. Schon nach 50 bis 100 Metern ist ein deutlicher Geschwindigkeitseinbruch feststellbar. Um höhere Datenraten als mit VDSL2 zu erreichen, werden höhere Frequenzbereiche, optimierte Übertragungstechniken und Vectoring verwendet. In Deutschland bieten bereits erste Provider wie M-net und NetCologne Internetanschlüsse basierend auf der schnellen Übertragungstechnik an.

Technische Grundlagen von G.fast

Zur Übertragung größerer Datenmengen in gleicher Zeit nutzt G.fast wesentlich höhere Frequenzbereiche als VDSL2. Während beispielsweise die Bandbreite bei VDSL2 und Supervectoring bis zu 35 Megahertz beträgt, verwendet der Nachfolgestandard Bandbreiten bis 106 oder sogar 212 Megahertz. Die Anzahl der Bits je Carrier ist gegenüber VDSL auf 12 statt 15 reduziert. Zur Modulation der Signale kommt OFDM zum Einsatz (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing). Die Sende- und Empfangsrichtung sind per Time Division Duplex (TDD) getrennt.

In einem bestimmten Zeitintervall kann entweder nur gesendet oder nur empfangen werden. Die Zeitintervalle wechseln in schnellen Abständen. DSL-Techniken wie ADSL oder VDSL haben getrennte Frequenzbereiche für den Up- und den Downstream. G.fast erlaubt dank Time Division Duplex eine flexiblere Aufteilung des Up- und Downstreams, da keine getrennten Frequenzbereiche vorhanden sind. Zur Fehlerkorrektur sind Verfahren wie Impulse Noise Protection und Forward Error Correction vorgesehen, die auch bei VDSL zum Einsatz kommen.

G.fast und das Vectoring zur Reduzierung des Nebensprechens

Zur Reduzierung des durch die Verwendung der hohen Frequenzbereiche starken Nebensprechens ist Vectoring zwingend erforderlich. Die Adernpaare in einem Leitungsbündel beeinflussen sich gegenseitig und produzieren Störsignale durch Nebensprechen, auch Übersprechen genannt, auf den benachbarten Leitungen. Vectoring reduziert die Störungen, indem ein invertierendes Störsignal für die einzelnen Leitungen berechnet und dem Signal hinzugefügt wird. Im Optimalfall kommt es damit zu einer kompletten Neutralisation der Störung. Während sich VDSL und VDSL2 optional mit oder ohne Vectoring beziehungsweise Supervectoring betreiben lassen, setzt G.fast das Kompensationsverfahren zwingend voraus. Nur so sind die hohen Datenraten erreichbar. Für die Terminationspunkte der Kupferdoppeladern ist es erforderlich, alle Anschlüsse im Kabelbündel komplett zu bedienen, um wirksame Kompensationssignale zu errechnen.

Die benötigte Glasfaser-Netzinfrastruktur für G.fast

G.fast setzt im Accessbereich auf der FTTB- (Fibre to the Building) oder FTTdp-Netzinfrastruktur (Fibre to the Distribution Point) auf. Bei FTTB sind Glasfasern bis ins Gebäude verlegt. Nur der letzte Teil vom Gebäudeverteilpunkt bis zur Wohnung des Kunden wird mit Kupferdoppeladern und G.fast überbrückt. FTTdp ist eine zwischen FTTB und FTTC (Fibre to the Curb) angesiedelte Netzinfrastruktur. Der Übergang von der Glasfaser zur Kupferdoppelader ist ein Distribution Point, der irgendwo zwischen dem Straßenverteiler und dem Anschlussgebäude platziert ist. Er kann auch im Kabelverzweiger liegen. In der Regel ist der Distribution Point bei FTTdp ein spezieller Verteiler in Form eines Micro-Knotens, der näher am Kunden platziert ist als klassische DSL-Verteiler. Er arbeitet als optischer Netzabschluss und erzeugt die elektrischen Signale für die Versorgung der Teilnehmer über die verbundenen Kupferdoppeladern.

Vor- und Nachteile des Standards G.fast gegenüber DSL-Standards

Während bei ADSL die maximale Datenrate auf 16 Mbit/s, bei VDSL mit Vectoring auf 100 Mbit/s und bei VDSL2 mit Supervectoring auf 250 Mbit/s beschränkt ist, erreicht G.fast Datenraten von bis zu einem oder zwei Gigabit pro Sekunde. Die Aufteilung von Up- und Downstream ist nicht fest vorgegeben, sondern variabel. Es lassen sich auch Anschlüsse mit symmetrischer Aufteilung realisieren. Service-Provider können bestehende Leitungen weiterverwenden und gleichzeitig den Glasfaserausbau näher zum Kunden bringen. Es handelt sich um eine Brückentechnologie für den Übergang von der Kupferdoppelader zur Glasfaser.

Den Vorteilen stehen einige Nachteile gegenüber. Die Reichweite ist stark begrenzt. Schon ab 50 bis 100 Metern sind Leistungseinbußen feststellbar. Es kommt mit zunehmender Distanz zu einem starken Abfall der maximal erreichbaren Übertragungsraten. Ab Entfernungen von 250 Metern macht der Übertragungsstandard kaum noch Sinn. Aufgrund der Verwendung der hohen Frequenzen von 106 oder 212 Megahertz kann es zu Störungen des UKW-Radiofrequenzbereichs (87,5 bis 108 MHz) kommen. Um zu verhindern, dass die Anschlussleitungen wie UKW-Antennen wirken, sind spezielle Verfahren notwendig.

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