Disaggregation von Netzwerken als Lösung Das Recht auf schnelles Internet

Von Hannes Gredler

Immer mehr Länder verabschieden Gesetze für das Recht auf einen schnellen Internetzugang für Privathaushalte. Der Deutsche Bundestag hat nun die Anforderungen an Mindestgeschwindigkeiten für Uploads, Downloads und Latenzzeiten festgelegt. Wird damit das Recht auf schnelles Internet Realität?

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Das Recht auf schnelles Internet ist schwer zu realisieren – mithilfe von Disaggregation könnte es aber gelingen.
Das Recht auf schnelles Internet ist schwer zu realisieren – mithilfe von Disaggregation könnte es aber gelingen.
(Bild: © kirill_makarov - stock.adobe.com)

In Großbritannien können Verbraucher seit März 2020 von dem britischen Telekommunikationsdienstleister BT verlangen, dass ihr Breitbandanschluss aufgerüstet wird, sofern er nicht durchgängig eine Download-Geschwindigkeit von 10 Mbit/s und eine Upload-Geschwindigkeit von 1 Mbit/s aufweist.

Doch wie so oft ist auch in der Welt der Telekommunikation nicht alles so, wie es scheint. Denn selbst mit derartigen neuen Verordnungen bleibt die Definition von „schnellem Internet“ von Land zu Land sehr unterschiedlich. Darüber hinaus werden oftmals nur Mindestgeschwindigkeiten für Downloads garantiert. Viele Gamer oder Fans von HD-Filmen erklären allerdings, dass eine Download-Geschwindigkeit von 10 Mbit/s für viele Anwendungen nicht ausreicht.

Ein weiteres Problem liegt in der vorwiegend veralteten Breitbandinfrastruktur vieler Länder. Deren Aufrüstung kann sowohl für Telekommunikationsunternehmen als auch für Verbraucher kostspielig und zeitaufwändig sein. So kann der Telekommunikationsanbieter BT nach britischem Recht ab einem Schwellenwert von 3.500 Pfund die Kosten für die Aufrüstung von Breitbandanschlüssen auf den Endverbraucher umlegen. Das bedeutet, dass viele Menschen, die in abgelegenen Gebieten des Vereinigten Königreiches leben, sich die Kosten für einen schnelleren Internetanschluss gar nicht erst leisten können. In Deutschland hat die UNESCO ähnliche Bedenken geäußert und auf die Entstehung einer „digitalen Kluft“ hingewiesen, die sich zwischen dem arbeitenden und dem arbeitslosen Teil der deutschen Bevölkerung abzeichnet.

Das Problem: Die Durchsatzgeschwindigkeit auf der letzten Meile

Wenn Telekommunikationsunternehmen über die Breitbandgeschwindigkeit für Privatkunden sprechen, verwenden sie als Maßgabe häufig die Durchsatzgeschwindigkeit auf der letzten Meile. Dabei handelt es sich, vereinfacht gesagt, um die Geschwindigkeit, mit der die Leitung eines Kunden an das Netz des jeweiligen Internetanbieters angeschlossen wird. Zwar kann dies ein hilfreicher Richtwert sein, jedoch lässt er mehrere wichtige Faktoren außer Acht: Zum einen sind viele Netzwerke stark überlastet, was dazu führt, dass die Geschwindigkeit, je nachdem, wie viele Nutzer um die Bandbreite konkurrieren, stark schwanken kann.

Zum anderen sind Breitbandgeschwindigkeiten in der Regel asymmetrisch. Das heißt, dass Download-Geschwindigkeiten für die meisten Nutzer in der Regel deutlich höher sind als Upload-Geschwindigkeiten. Laut der britischen Medienaufsichtsbehörde Ofcom liegt die durchschnittliche Download-Geschwindigkeit in Großbritannien bei 80,2 Mbit/s, die durchschnittliche Upload-Geschwindigkeit hingegen nur bei 21,6 Mbit/s. Diese Diskrepanz haben viele Haushalte vor der Pandemie gar nicht wahrgenommen. Das liegt vor allem daran, dass Dienste wie das Streamen von Inhalten lediglich auf die Download-Geschwindigkeit angewiesen sind. Im Pandemiealltag haben Privathaushalte allerdings vermehrt auf Anwendungen für Videokonferenzen oder Fernunterrichttools zurückgreifen müssen, welche viel Kapazität in beide Richtungen benötigen.

Es überrascht also nicht, dass einige Telekommunikationsanbieter mit dem durch die Pandemie verursachten Anstieg der Bandbreitennachfrage ernsthaft zu kämpfen hatten. Und obwohl sich die Situation inzwischen stabilisiert hat, können wir nicht ausschließen, dass es in Zukunft nicht noch einmal zu einem ähnlichen Anstieg kommt. Denn aktuell besteht das Problem darin, dass die Kapazität zwischen dem Zugangsnetz und den Content Delivery Networks (CDN) nicht ausreicht, um die Spitzenlast an Nutzern zu bewältigen. Das heißt im Klartext: Je mehr Nutzer, desto langsamer das Netz.

Die Lösung, nämlich das Erhöhen der Breitbandkapazität, ist bislang allerdings nur schwer umsetzbar. Angesichts der anhaltenden hohen Betriebskosten für Netzbetreiber und der Tatsache, dass die durchschnittlichen Einnahmen pro Nutzer in absehbarer Zeit nicht wesentlich ansteigen werden, stehen Netzbetreibern kaum Mittel zur Verfügung, aus denen sie neue Infrastrukturmaßnahmen finanzieren können.

Netzwerkdisaggregation: Ein Lösungsansatz für die gesamte Branche

Disaggregation, also die Praxis, Netzsoftware getrennt von der Hardware einzusetzen, kann eine wesentliche Rolle bei der Lösung dieses Problems spielen und Telekommunikationsunternehmen dabei helfen, dem Versprechen, schnellere Breitbandverbindungen zu geringeren Kosten zur Verfügung zu stellen, nachzukommen. Denn bislang haben Betreiber ihre Netze traditionell mit so genannten monolithischen Systemen aufgebaut, die sowohl Software als auch Hardware von ein und demselben Anbieter integrieren. Dadurch sind die Unternehmen an eine Investition bei diesem einen Anbieter gebunden und in einen Teufelskreis geraten, in dem Hardware-Austausch nicht nur langsam, sondern auch teuer ist.

Im Gegensatz dazu erlaubt der Ansatz der Netzwerkdisaggregation es den Telekommunikationsunternehmen, die beste Hardware und Software unabhängig voneinander auszuwählen und einzusetzen. Disaggregierte Systeme können dabei viele Funktionen im Netz eines Anbieters ersetzen – von Core- und Edge-Routern bis hin zu Broadband Network Gateways (BNG).

Ermöglicht wurde dieser Wandel durch das Aufkommen großvolumiger, kostengünstiger Netzwerkchips, die als „Merchant Silicon“ bekannt sind. Mit ihrer Hilfe kann eine neue Kategorie leistungsfähiger, kostengünstiger „Bare-Metal“-Switches gebaut werden, die häufig auf denselben ausgelagerten Fertigungsstraßen hergestellt werden wie herkömmliche Routersysteme. Diese Switches kosten nur einen Bruchteil des Preises herkömmlicher Telco-Switches und -Router, sind aber genauso leistungsfähig. Neben dieser bahnbrechenden Hardware ist aber auch eine neue Generation von Netzwerksoftware entstanden. Diese kann Bare-Metal-Switches in hochfunktionale IP/MPLS-Switches verwandeln, die in Breitbandnetzen verwendet werden.

Kurz gesagt, die Disaggregation von Netzwerken könnte den Telekommunikationssektor auf eine ähnliche Art und Weise verändern, wie AWS und Azure die Computerbranche verändert haben. Disaggregierte Hardware und Software können mithilfe von Zero-Touch-Provisioning innerhalb von wenigen Minuten bereitgestellt werden. Nach der Installation können Telekommunikationsunternehmen in einer einzigen Geräte- und Betriebsumgebung arbeiten, anstatt ihre Teams für die Systeme und Prozesse mehrerer Anbieter zu schulen. Außerdem kann die Kapazität jeder beliebigen Dimension von disaggregierten Systemen innerhalb von Minuten aufgerüstet werden, ohne dass die bestehende Infrastruktur aufgegeben werden muss. All das bietet Telekommunikationsanbietern eine Agilität, Einfachheit und Skalierbarkeit, die der einer Cloud-nativen Infrastruktur entspricht.

Ein Happy End in Sicht?

Angesichts der aktuellen Nachfrage nach Breitbandnetzen in vielen Ländern gleicht das Recht auf schnelles Internet bislang eher einem Märchen als der Realität. Das gilt insbesondere für ländliche und abgelegene Gebiete. Nichtsdestotrotz ist damit zu rechnen, dass in den kommenden Jahren immer mehr Länder Gesetze verabschieden werden, die Telekommunikationsunternehmen dazu zwingen, den Bürgern einen zuverlässigen Breitbandzugang zu bieten.

Um dieser Herausforderung gerecht zu werden, müssen Netzbetreiber ihren Ansatz für den Aufbau und die Aktualisierung der Breitbandinfrastruktur grundlegend überdenken. Und dabei ist die Entwicklung von monolithischen hin zu disaggregierten Netzen mit Sicherheit ein Schritt in die richtige Richtung. Glücklicherweise haben namhafte Unternehmen der Branche wie die Deutsche Telekom bereits damit begonnen, erste disaggregierte Breitbandnetze einzurichten – ein Happy End ist also nur eine Frage der Zeit.

Hannes Gredler.
Hannes Gredler.
(Bild: RtBrick)

Über den Autor

Als Unternehmensgründer und CTO leitet Hannes Gredler die Vision und Richtung von RtBrick, einem Startup, das ein neuartiges Bare-Metal-OS entwickelt hat, das Routing- und Cloud-Technologien miteinander verbindet. Gredler verfügt über mehr als 20 Jahre Erfahrung in den Bereichen Technik und Support bei Alcatel (jetzt Nokia Networks) und Juniper Networks. Er ist Mitautor und Mitwirkender bei mehreren Entwürfen der Internet Engineering Task Force (IETF) und tritt regelmäßig als Redner auf Branchenveranstaltungen und Konferenzen auf. Zudem hält er mehr als 20 Patente im Bereich IP Multiprotocol Label Switching (IP/MPLS).

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