Heimanschluss im LTE-Netz. Verlockendes Angebot oder aufgeschobenes Problem?

Heimanschluss im LTE-Netz. Verlockendes Angebot oder aufgeschobenes Problem? 

Die Zeiten, in denen die einzige Verbindung zum Internet „zu Hause“ ein langsamer Wählanschluss war, sind längst vorbei. Heute haben Nutzer die Wahl zwischen einer ziemlich breiten Palette von Anschlüssen: von Kupferkabeln des früheren Telefonnetzes über Glasfaser bis hin zur drahtlosen Lösung WLAN.

Neu ist die Möglichkeit, einen Haushalt über das LTE-Netz der Mobilfunkanbieter anzuschließen. Die Mobilfunkanbieter versprechen für ihren Festanschluss über LTE hervorragende Leistungswerte. Beeindruckende Geschwindigkeiten und große Datenvolumina. Ist LTE aber tatsächlich ein ideales Festnetz-Anschluss?

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Mit Kabel oder ohne?

Zu den häufigsten Arten eines festen Internetanschlusses in der Tschechischen Republik gehört der Anschluss über die Telefonleitung. Diese Technik umfasst verschiedene Varianten von xDSL (Digital Subscriber Line). Die Technik hat ihre Vorteile, aber auch ihre Nachteile. Der Anschluss hängt von der Entfernung zur Vermittlungsstelle bzw. zum DSLAM, von der Qualität der Kupferkabel im Erdreich und von der Qualität der Verkabelung im Gebäude ab. Treffen alle diese technischen Bedingungen zusammen, funktioniert xDSL. In der Praxis sind schnelle Anschlüsse aber so selten wie ein Sechser im Lotto.

Andere Technologien schneiden deutlich besser ab: In der Reichweite eines Glasfasernetzes sind die Kunden am zufriedensten, und gut ausgeführte Koaxialkabelnetze (HFC) haben ein gutes Potenzial. Ihr Aufbau ist jedoch teuer und außerdem verwaltungstechnisch aufwendig. Haushalte entscheiden sich daher für drahtlose Technologien. Und diese sind in der Tschechischen Republik sowohl geschäftlich als auch technisch sehr gut entwickelt. Im Jahr 2017 begannen die Mobilfunkanbieter, dem beliebten WLAN eine Alternative anzubieten, nämlich einen Festanschluss über das LTE-Netz. In der Statistik der Tschechischen Telekommunikationsbehörde (ČTÚ) haben sich diese Anschlüsse bisher noch nicht niedergeschlagen.

LTE und WLAN. Nicht nur Besitzer von Mobiltelefonen werden den Begriff „LTE-Verbindung“ bestimmt gut kennen. Die Abkürzung LTE steht für „Long Term Evolution“ und bezeichnet eine Technologie für schnelle mobile Internetverbindungen, die als Nachfolger der GSM-Verbindung konzipiert wurde. Die maximale theoretische Geschwindigkeit der Netze der 4. Generation, LTE, beträgt bei einer Kanalbreite von 20 MHz bis zu 172,8 Mbit/s beim Herunterladen und 57,6 Mbit/s beim Hochladen. Das sind sehr beeindruckende theoretische Werte, die sicher Eindruck machen. Aber auch im WLAN sind theoretisch Übertragungen im Bereich von mehreren Hundert Megabit möglich. Worin besteht eigentlich der theoretische Unterschied zwischen den Protokollen WLAN und LTE?

LTE und WLAN verwenden dieselben Modulationsverfahren, dieselben Methoden zur Bündelung mehrerer Träger in das genutzte Frequenzband (MIMO), und sie verwenden sogar dieselbe technische Terminologie. Gleich sind sie deshalb noch lange nicht, denn LTE verfügt über Funktionen, die WLAN von Natur aus nicht benötigt. Der Hauptunterschied liegt im Verfahren zum Umschalten zwischen Senden und Empfangen: LTE ist vollduplex, WLAN nutzt denselben Kanal zum Senden und zum Empfangen. Dadurch spart das Protokoll 802.11 jedoch Bandbreite, und in einem gleich breiten Funkkanal überträgt es nahezu doppelt so viele Daten. Man könnte technische Definitionen und die daraus folgenden Probleme noch weiter auflisten, aber alle lassen sich durch eine sorgfältige Netzplanung lösen.

Funksysteme sind sich also im Prinzip ähnlich. Auf den ersten Blick sieht es so aus, als hätte das Festnetzangebot über LTE der Mobilfunkanbieter keinen Haken. Warum läuft Festnetz-LTE in Europa dann trotzdem nicht so gut? 

Die ideale Lösung?

LTE-Netze sind nicht in erster Linie für feste Heimanschlüsse entwickelt und vorgesehen. Eine solche Nutzung lässt sich im Prinzip zwar nicht ausschließen, und bei den Strategien für die Entwicklung der Netze der 5. Generation wird mit festen Anschlüssen gerechnet. Dafür wäre aber eine grundlegende Änderung der Planungs- und Aufbauphilosophie solcher Netze nötig.

Das Hauptproblem des Mobilfunknetzes ist die Unmöglichkeit, die Datenlast zu planen. Zwar verfügen die Mobilfunkanbieter über genügend Frequenzbereiche, um Mobiltelefone mit der Basisstation BTS zu verbinden, einige 4G-Frequenzen werden sogar gar nicht genutzt.

Der Knackpunkt liegt in der Kapazität des Backhaul-Anbindungsnetzes, das die Daten der Kunden bündelt und in die Glasfaserinfrastruktur sowie weiter zu Rechenzentren transportiert, in denen die Netze miteinander verbunden sind und so das Internet bilden.

Man darf nicht vergessen, dass alle Kunden des Mobilfunknetzes dieselbe Anbindungsleitung nutzen. Smartphones in einer Funkzelle nutzen die Datenverbindung oft bis zum Anschlag. Wenn Sie zu einem solchen Datenverkehr noch die Gespräche der Kunden und zusätzlich den Verkehr der neu aufgebauten Festnetz-Hausanschlüsse hinzurechnen, werden technische Faktoren die Stabilität der Verbindung begrenzen.

Die Auslastung im Mobilfunknetz lässt sich nämlich nicht vorhersagen. Und für Mobilfunkanbieter ist es sehr teuer, das Netz so zu dimensionieren, dass es alle angeschlossenen Nutzer bedienen kann. Daraus lässt sich logisch ableiten, warum es für Mobilfunkanbieter wichtig ist, Datenpakete mit einer FUP-Regelung zu begrenzen. Glauben Sie mir, ein Mobilfunktarif ohne Datenlimit macht sehr süchtig, und das Ansehen von Videos in HD-Qualität ist nur das Tüpfelchen auf dem i unter den Möglichkeiten dieser Art von Anschluss. Die Kollegen vom Mobilfunk erlauben die Einrichtung eines Festanschlusses im LTE-Netz deshalb nur an Basisstationen mit ausreichender Kapazitätsreserve. In einem Haushalt können nämlich gleichzeitig viele Datengeräte verbunden sein. Fernsehen über das Internet in HD ist ein wahrer Bandbreitenfresser, dazu kommen mehrere Smartphones aller Familienmitglieder, die Kamera des Sicherheitssystems und ein laufendes YouTube-Video mit dem populären Gekreische eines der jugendlichen Familienmitglieder.

Dafür ist das Mobilfunknetz nicht gebaut, und man merkt es an der Qualität eines solchen Anschlusses.

Ich habe eine Berechnung nach der Methodik der ČTÚ zur Messung und Auswertung der Datenparameter von Festnetzen durchgeführt.

Ich habe simuliert, was passiert, wenn man an einen Sektor des LTE-Netzes mit einer Bandbreite von 20 MHz nach und nach Haushalte mit einem Tarif von 100 Mbit/s anschließt. Trauen Sie sich eine Schätzung zu, wie viele davon nach der geltenden Methodik angeschlossen werden können, damit der Anschluss der Norm MEF 23.1 Tier 1 Medium entspricht, also dem Wert für einen hochwertigen Anschluss?

An einen Sektor mit einer Backhaul-Zuleitung mit einer Kapazität von 360 Mbps (1:1-Leitung ohne jegliche Bündelung) können Sie gerade einmal acht Haushaltsnutzer anschließen.

Wenn der Mobilfunkanbieter in einem Versorgungsbereich acht Kunden mit einem Tarif von 100 Mbit/s anschließt, bleibt ihm keine Kapazität mehr für die übrigen Nutzer des Mobilfunknetzes. Und das ist kein zulässiges Szenario, denn den Mobilfunkdienst müssen die Anbieter weiterhin erbringen. Die Qualitätseinbußen gehen also zulasten der Heimanschlüsse.

Latenz – der Knackpunkt

Einer der Hauptgründe, warum viele Nutzer über LTE als Festanschluss nachdenken, ist die Übertragungsgeschwindigkeit. Diese ist jedoch nur theoretisch und hängt von der Auslastung des Netzes ab, die wegen der Nutzer des Mobilfunks recht hoch ist. Die tatsächliche Geschwindigkeit, die der Nutzer erreicht, ist in der Praxis deutlich niedriger, und bei hoher Netzauslastung steigt die Latenz im LTE-Netz nahezu exponentiell an.

Latenz ist der Begriff für die Zeit zwischen der Anforderung einer bestimmten Aktion und ihrer Ausführung, also die Zeit, die eine Dateneinheit auf dem Weg vom Absendeort zum Zielort zurücklegt. Die Latenz wird mit einem Werkzeug namens „Ping“ gemessen. Dieses ist entweder online verfügbar oder über ein Terminal auf Ihrem Computer.

Bei Computern mit dem Betriebssystem Windows geben Sie im Suchfeld im Startmenü den Befehl cmd.exe ein und drücken Enter. Bei Computern mit macOS/OS X starten Sie im Finder Programme -> Dienstprogramme -> Terminal, oder Sie drücken die Tastenkombination Cmd + Leertaste und geben in das Feld Terminal ein. Unter Linux finden Sie das Terminal im Ordner Accessories im Verzeichnis Applications, bei der Distribution Ubuntu genügt die Tastenkombination Strg + Alt + T. Geben Sie in das schwarze Terminalfenster zum Beispiel „ping www.seznam.cz“ (ohne Anführungszeichen) ein, und nach kurzer Zeit sollten Ihnen Daten zur Reaktionszeit Ihrer Anschlussverbindung angezeigt werden.

Ein Kabelanschluss über Ethernet liegt im Durchschnitt – ähnlich wie eine WLAN-Verbindung – bei etwa 5 bis 20 ms.

Bei Mobilfunknetzen (4G, 3G) können es aber schon Hunderte von ms sein, und das ist deutlich spürbar. Die erwähnte Methodik MEF 23.1 lässt in eine Richtung Werte von 20 ms zu, hin und zurück also 40 ms.

Schon bei einer steigenden Anzahl angemeldeter Geräte im 4G-LTE-Netz steigt die Latenz Paket für Paket auf Werte über 100 ms.

Bei einem solchen Reaktionswert wird die Verbindung bereits als schlecht empfunden und ist zum Beispiel beim Online-Gaming praktisch unbrauchbar. Da im LTE-Netz Sprachdienste immer Vorrang vor Daten haben, sind die entsprechenden Sender oft stark ausgelastet, auch wenn Sprache keine großen Datenkapazitäten benötigt.

Wenn die Zeitschlitze für die Kommunikation mit einer großen Zahl angemeldeter Mobiltelefone belegt sind, schwankt die Reaktionszeit oft bis in den Bereich von Hunderten Millisekunden. Genau dieser Anstieg der Latenz bis zu Hunderten Millisekunden, auch wenn die Übertragungskapazität noch ausreicht, ist das typische Merkmal eines Festanschlusses im Mobilfunknetz. Für ein solches Verhalten reicht eine ungewöhnlich große Anzahl von Menschen auf einem Dorffest auf dem Dorfplatz.

Kapazität des Anschlusses

Bei einer hohen Anzahl angemeldeter Geräte steigt die Reaktionszeit des Netzes. Summiert man aber auch die Datenbedürfnisse der mobilen Nutzer, die zum selben Zeitpunkt mit derselben BTS verbunden sind, werden wir Zeugen eines rapiden Kapazitätseinbruchs bei den Heimanschlüssen im LTE-Netz. Und moderne Telefone mit ihren HD-Kameras, Online-Fotosicherungen, Facebook und weiteren Errungenschaften sind wahre Megabit-Fresser.

Die LTE-Anbieter wehren sich gegen Reklamationen, die Nutzer dieser Technologie sicher geltend machen, mit dem Wortlaut ihrer Allgemeinen Geschäftsbedingungen. Alle drei Anbieter, die Tarife mit Geschwindigkeiten von mehreren Dutzend Mbit/s für einen Heimanschluss anbieten, betrachten in ihren AGB erst einen Rückgang der Download-Geschwindigkeit auf 16 kbit/s als Reklamationsgrund. Das sind 0,016 Mbit/s.  Keine große Garantie, oder?

Drahtlos ist nicht gleich drahtlos

Ein gut geplantes und gebautes Funknetz hat solche Nachteile dagegen nicht.

Zu jedem Zeitpunkt wissen Sie, wie viele Kunden mit dem Zugangspunkt verbunden sind. Meist sind es sehr wenige, in der Regel nur einige wenige Anschlüsse pro Zugangspunkt. Die Verkehrssteuerung nach dem Tarif des Kunden und die dynamische Ressourcenzuteilung am Grenzrouter sorgen für stabile, gleichbleibende und niedrige Latenzen. Auch im Vergleich zu einem rein optischen Netz unterscheiden sich die Werte eines festen Funknetzes nicht grundlegend. Die drahtlosen Elemente des Zeitduplexverfahrens werden auf der letzten Meile bis zum Kunden eingesetzt, die übrigen Elemente bis zum Rechenzentrum sind – von wenigen Ausnahmen abgesehen – professionelle Technologien auf Basis von Mikrowellenkommunikation mit einer Latenz unter 1 ms, die an die optische Backbone-Infrastruktur angeschlossen sind. Entscheidend ist also die Steuerung der Auslastung des Netzzugangspunkts. Und diese ist im LTE-Netz nicht vorhersagbar.

Deshalb können sich lokale Anbieter eine Garantie einer viel höheren Mindestgeschwindigkeit leisten.

Anschaffungskosten

Das ist ein allgemein übersehener Teil des Tarifpreises. Das drahtlose Gerät für einen festen LTE-Anschluss wird zwar meist mit einer Bindung von 24 Monaten für einen symbolischen Preis geliehen, doch sein eigentlicher Wert liegt in den Montagekosten. Nach Beendigung des Dienstes zahlt der Nutzer die Demontage, und das ist ein beträchtlicher Posten von rund 2.500 CZK. Ohne Bindung, zum Beispiel zum Ausprobieren mit der Möglichkeit, das Gerät zurückzugeben, kosten Montage und Demontage 5.000 CZK. Solche Kosten berechnet kein lokaler Anbieter, zumindest ist mir keiner bekannt. Hinzu kommt der Preis eines Heim-WLAN-Routers. Dieser stellt oft eine weitere Investition von über 1.000 CZK dar.

* 499 CZK inkl. MwSt. mit Vertragsbindung, 749 CZK inkl. MwSt. ohne Vertragsbindung

** 1.499 CZK Basismodem, 3.999 CZK Premiummodem

*** Der tatsächliche Modempreis beträgt 2.301 CZK und wird in monatlichen Raten zu je 100 CZK bezahlt

**** 399 CZK/Monat Tarif + 100 CZK/Monat Modemraten

***** 1 CZK bei befristeter Vertragslaufzeit, 2.599 CZK bei unbefristeter Vertragslaufzeit

Auf Nummer sicher gehen

Bei der Wahl der richtigen Internetverbindung sollte man den gesunden Menschenverstand und einfache Rechenkenntnisse einsetzen und die Bedingungen gründlich durchlesen. Ein LTE-Anschluss ist derzeit in erster Linie für Besitzer von Smartphones gedacht – Vorrang in diesem Netz haben immer mobile Geräte und Sprachdienste, die das Netz so auslasten können, dass die Verbindung für die übrigen Nutzer praktisch unbrauchbar wird.

Bei der Wahl des idealen Anschlusses für Ihren Haushalt ist es am besten, zuerst zu prüfen, welche Dienste an Ihrer Adresse verfügbar sind. Danach überlegen Sie, wofür Sie das Internet nutzen werden: Wer häufig umfangreiche Inhalte ins Netz hochlädt, zum Beispiel Fotos in hoher Auflösung, hat höhere Ansprüche an die Upload-Qualität, während jemand, der das Internet vor allem zum Anschauen sozialer Netzwerke und zum Lesen von E-Mails nutzt, diesen Parameter nicht besonders beachten muss. Wenn Sie alle Aspekte abgewogen haben, werden Sie sicher die für Ihren Haushalt passendste Verbindung finden. Mit allen Vor- und Nachteilen.

Autor: Amaya Tomanová, Jakub Moník

Aktualisierung 5.3.2024