Backbone
Backbone (engl. für Rückgrat, Hauptstrang, Basisnetz) bezeichnet einen verbindenden Kernbereich eines Telekommunikationsnetzes mit sehr hohen Datenübertragungsraten, der meist aus einem Glasfasernetz sowie satellitengestützten Kommunikationselementen besteht. Ein Netzwerk, das den hauptsächlichen Datenverkehr zwischen kleineren Netzwerken trägt. Die Backbones im Internet, Netzbetreiber wie die US-amerikanischen Gesellschaften Sprint und MCI eingeschlossen, sind in der Lage, Tausende von Kilometern mit Hilfe von Funkverbindungen (im Mikrowellenbereich) und Standleitungen zu überbrücken. Als »Backbones« werden auch die kleineren Netzwerke (im Vergleich zum kompletten Internet) bezeichnet, die den Großteil der Paketvermittlung im Internet durchführen. Heute setzen sich diese kleineren Netzwerke aus den Netzwerken zusammen, die ursprünglich zur Bildung des Internet entwickelt wurden. Dabei handelt es sich um die Netzwerke der Bildungs- und Forschungseinrichtungen der USA, insbesondere um NSFnet, das Netzwerk der National Science Foundation (wissenschaftliche Stiftung mit Sitz in Oak Ridge, Tennessee). Auch die Leitungen, die den hauptsächlichen Datenverkehr in einem Netzwerk tragen, werden als »Backbone« bezeichnet. In einem lokalen Netzwerk übernimmt häufig der Netzwerkbus die Funktion des Backbones.
Hintergründe
Da sich im Backbone-Netz die Bandbreiten aller Endbenutzer bündeln, erfordert dieses Netz besonders große Bandbreiten und schnelle Übertragungsraten. Gleichzeitig sind besondere Sicherheitsvorkehrungen und gewollte Redundanzen notwendig, um bei Teilausfällen im Backbone die Datenströme entsprechend umleiten zu können. Neben den klassischen Telekommunikationsunternehmen, insbesondere der Deutschen Telekom, verfügen auch die Kabelfernsehnetz-Betreiber sowie die großen Energieversorger, z. B. die E.ON, über große Glasfasernetze im Backbone-Bereich. Für letztere verursacht die Mitverlegung von Glasfaserkabeln bei dem Bau bzw. der Umrüstung von Pipelines oder Hochspannungsnetzen einen vergleichsweise sehr geringen Aufwand.
WAN (Wide Area Network)
Im WAN-Bereich weist der Begriff „Backbone“ auf das verbindende Kernnetz in einer hierarchischen Netzstruktur hin, das meist gegen Ausfälle durch Dopplung seiner Komponenten (Redundanz) geschützt ist. Über die Verbindungen des Backbones wird den Mitgliedern verschiedener Anschlussnetze (verschiedene Provider, universitäre, staatliche und firmeneigene Verbindungseinrichtungen) ermöglicht, miteinander in Verbindung zu treten. Backbones sind breitbandige Hochgeschwindigkeitsverbindungen zwischen Netzknoten. Viele dieser Netzknoten dienen lediglich dem Betrieb des Backbone (zum Beispiel Routing). Andere Knoten bilden die Übergangspunkte in die untergeordneten unabhängigen Netzsegmente der Anschlussnetze.
LAN (Local Area Network)
Im LAN-Bereich spricht man von einem Gebäude-Backbone oder Coreswitch und meint damit den Teil einer strukturierten Verkabelung, der die Geschosse verbindet, oder auch nur Backbone, dann meint man das Gelände-Netz, das mehrere Gebäude verbindet. Speziell in der Stockwerksverkabelung wird zwischen zwei Arten unterschieden:
Collapsed Backbone
Beim Collapsed Backbone handelt es sich um ein virtuelles Backbone, der in einem Kopplungselement wie einem Router oder einem Switch bzw. in dessen Backplane gebildet wird. Durch die wenigen aktiven Netzkomponenten ist ein zentrales Management des Backbones möglich, was zu einer einfachen Wartung und damit einem zuverlässigeren, sichereren Netz führt. Außerdem verbessert ein Collapsed Backbone die Gesamtleistung des Netzes und erleichtert den Übergang zwischen Netzformen von LANs und WANs. Der einzige Nachteil des Collapsed Backbone liegt in der Tatsache begründet, dass bei einem Geräteausfall die Kommunikation sämtlicher Tertiärbereiche zusammenbricht.
Distributed Backbone
Distributed Backbones sind eine eher veraltete Variante. Hier werden die einzelnen Etagenverteiler über einen Ring verbunden, der innerhalb der strukturierten Verkabelung auch durch den Gebäudeverteiler laufen muss. Früher wurden hierfür 10Base5 oder FDDI eingesetzt. Da der Backbone ein eigenes Subnetz bildet, müssen innerhalb der Etagenverkabelung Geräte auf Schicht 3 des OSI-Modells eingesetzt werden, um eigene Subnetze zu generieren. Dadurch wird außerdem das Management und die Bildung von gebäudeübergreifenden VLANs erschwert.
Backbone bei Kabel Deutschland
Was ist das Backbone?
Das Backbone ist ein Ringnetz aus Glasfaser, welches laut KDG bis Ende März 2012 nahezu alle KDG-Breitbandkabel-Verteilstellen mit dem Playoutcenter (POC) in Frankfurt-Rödelheim verbinden wird. Die bisher satellitengestützte Übertragung vom POC zu den Verteilstellen ist somit überflüssig. Damit möglichst das gesamte Netzgebiet der KDG kostengünstig angeschlossen werden kann, fügt die KDG derzeit einige kleinere Netze, die z.B. nur 1 oder 2 Orte versorgen, mit größeren Netzen in der Nähe zusammen. Die bisherigen Verteilstellen in diesen Gebieten werden dadurch zu sog. übergeordneten Breitbandkabel-Verstärkerstellen und übernehmen, möglicherweise mit kleinen Unterschieden, die Kabelbelegung der nächstgelegenen Verteilstelle. Am Ende sollen dadurch von den bisherigen knapp 310 Verteilstellen nur noch 130 übrig bleiben. Neben dem POC Frankfurt-Rödelheim gibt es unseren Informationen zufolge auch ein Ersatz-POC in Kirchheim bei München, das als Backup dienen wird, sollten in Frankfurt schwerwiegende Probleme vor allem beim Empfang auftreten. Die Verteilstellen sind in der Regel nicht direkt mit den POCs verbunden, sondern hängen zunächst an regionalen POCs. Sämtliche regionalen POCs sind mit dem Haupt-POC Frankfurt sowie dem regionalen POC Berlin verbunden, das Ersatz-POC Kirchheim ebenfalls.
Welche regionalen Playoutcenter gibt es?
Unseren Informationen zufolge gibt es 11 regionale Playoutcenter.
- Hamburg versorgt Schleswig-Holstein, das nordöstliche Niedersachsen, Hamburg und Mecklenburg
- Bremen versorgt das westliche Niedersachsen sowie Bremen/Bremerhaven
- Hannover versorgt das südliche und östliche Niedersachsen
- Berlin versorgt Berlin, das nördliche Brandenburg und Vorpommern
- Leipzig versorgt Sachsen-Anhalt, Thüringen und das nordwestliche Sachsen
- Dresden versorgt den Rest Sachsens sowie das südliche Brandenburg
- Nürnberg versorgt Franken und die nördliche Oberpfalz
- Kirchheim bei München versorgt die südliche Oberpfalz, Ober-/Niederbayern und Schwaben
- Ludwigshafen versorgt das südliche Rheinland-Pfalz
- Kaiserslautern versorgt das nördliche Rheinland-Pfalz
- Saarbrücken versorgt das westliche Rheinland-Pfalz und das Saarland
- Da wir nur Informationen hierzu auf der Karte basierend haben, wo die Punkte etwas verschoben sind, sind diese Angaben ohne Gewähr.
Wofür ist das gut
Durch die neue Netzstruktur ist es der KDG möglich, den Großteil der signalverarbeitenden Geräte direkt im nationalen POC oder den regionalen POCs unterzubringen. Dadurch müssen in den Verteilstellen nur noch jene Geräte stehen, die für die Einspeisung von regionalen Sendern wie z.B. Offenen Kanälen nötig sind, sowie ein sogenanntes EdgeQAM, welches die auf dem Internet-Protokoll (IP) basierenden Datenströme aus dem Backbone empfängt und auf die herkömmlichen Kanäle und Frequenzen umsetzt, entweder in analoger oder in digitaler Form.
Andersherum können Sender auch in der BK-Verteilstelle empfangen werden und über das Backbone zu den Playoutcentern und jeder anderen Kopfstation übertragen werden (das nennt sich dann Backhauling). Als überspitztes Beispiel könnte man (technisch gesehen, nicht realistisch!) an der Kopfstation Lindenberg das Schweizer Fernsehen SF 1 empfangen und in Flensburg wieder einspeisen.
Ein wesentlicher Vorteil für KDG ist auch, dass man durch das Backbone sein analoges Angebot auch nach der Abschaltung der analogen Satellitentransponder am 30. April 2012 kostengünstig aufrecht erhalten kann. Ohne Backbone müssten in jeder Verteilstelle Unmengen von Geräten ausgetauscht werden. So müssen die analog einzuspeisenden Sender, welche dann allerdings vom digitalen Satellitenempfang abgegriffen werden oder alternativ leitungsgebunden zugeführt werden, demnächst nur in Frankfurt-Rödelheim zentral zusammengestellt und anschließend über das Backbone übertragen werden. Vom EdgeQAM werden sie wieder in analoge Signale umgewandelt.
Außerdem wird das Backbone ganz wesentlich auch dazu dienen, Internet- und Telefoniedienste zu übertragen. Die Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit wird durch den redundanten Aufbau des Backbones sowohl bei Internet und Telefonie als auch bei TV und Radio deutlich steigen. Das herkömmliche Testbild gibt es im Backbone nicht mehr und selbst bei extremen Wetter fallen die bislang über Satellit zugeführten Sender wie RTL, SAT.1 etc. möglicherweise nicht mehr aus. Es sei denn natürlich, in Frankfurt/Main geht die Welt unter und das Ersatz-POC in Kirchheim bei München springt nicht ein. Die meisten Programme werden schließlich noch immer per Satellit von der KDG empfangen, bloß halt nicht mehr an jeder Kopfstation.
Inwiefern macht sich die neue Struktur für mich bemerkbar?
Die analoge Bild- und Tonqualität wird abhängig vom Sender besser oder schlechter. Diverse Sender werden statt wie bisher in 4:3 Vollbild nun in 4:3 Letterbox analog eingespeist. Unter Umständen befinden sich nun neue digitale Sender im Kabelnetz, darunter u.a. Yavido, France 5 und BVN. Die analogen Sender werden nun mit zeitlicher Verzögerung eingespeist, falls dies nicht schon zuvor der Fall war. Schaut man z.B. ein Fußball-Länderspiel über analoges Kabel und der Nachbar über analogen Satellitenempfang, wird der Nachbar bei einem Tor der Nationalmannschaft früher jubeln können als man selbst. Diese Verzögerung umfasst ca. 3-6 Sekunden, in Einzelfällen bis zu 9 Sekunden. Kunden hingegen, die digitales Kabelfernsehen empfangen, jubeln dadurch künftig fast zeitgleich mit den Kunden, die analog empfangen. Vereinzelt werden bis zur Umstellung auf das Backbone kleinere Netzgebiete an größere angeschlossen, sodass sich die Kabelbelegung im kleineren Netzgebiet ändern wird. Zu diesem Zweck hat KDG unter http://www.kabeldeutschland.de/kanalumbelegung/ eine Belegungsabfrage aufgeschaltet. Falls WDR Fernsehen, Bayerisches Fernsehen und/oder MDR Fernsehen bislang vom analogen Satellitenempfang abgegriffen wurden, ändert sich die Regionalisierung dieser Sender. Beim WDR Fernsehen läuft statt wöchentlich wechselnder Lokalzeit immer die Lokalzeit Köln, in Grenzregionen, die bisher die Sat-Variante eingespeist haben, kann dies allerdings abweichen, betroffen hiervon sind Niedersachsen und Rheinland-Pfalz. Bayerisches Fernsehen: Statt wöchentlich abwechselnder Regionalisierung läuft nun immer die Süd-Variante. MDR Fernsehen: Statt der Länderzeit wird in der Regel die Sachsen-Variante übernommen, in Grenzregionen kann dies allerdings wie beim WDR abweichen, betroffen hiervon sind Niedersachsen, Bayern und Brandenburg. Bei Sky fehlen die CAIDs/Verschlüsselungen für die Satelliten-Smartcards, d.h. Karten wie S01, S02 und V13 können im Kabel nicht mehr verwendet werden. Bei den Sendern von ARD und ZDF werden keine Beschreibungen zu den Tonspuren mehr angezeigt. Statt "Audiodeskription" oder "ohne Audiodeskription" steht z.B. nur noch "mis" (siehe 1. Punkt der Fehlerliste).
Welche Netze sind schon am Backbone angeschlossen?
Siehe : Netze mit Backbone-Anbindung]
Was passiert mit der Ausstrahlung der KDG-Pakete auf ASTRA 3A?
Die Austrahlung der KDG-Pakete auf ASTRA 3A (23,5°Ost) wird im Zuge der Fertigstellung des Backbones eingestellt, es ist zukünftig also nicht mehr möglich, das digitale Angebot der KDG über Satellit zu empfangen.
Was ist, wenn mein Netz nicht an das Backbone angeschlossen wird?
Diese Frage stellt sich nur für wenige Netze, meistens solche die bislang nicht oder unvollständig mit Digitalempfang versorgt wurden (siehe hier). Hier ist auf den Einzelfall zu achten - nach den bisherigen Erfahrungen werden diese Netze entweder ersatzlos abgeschaltet oder spätestens zum 30. April 2012 mit den Digital-Analog-Wandlern aus den nun am Backbone hängenden Netzen ausgestattet, sodass zumindest das analoge Angebot aufrechterhalten werden kann. Allerdings sind auch Netze mit "vollständigem" Digitalangebot unter Umständen betroffen, etwa wenn der KDG die Netzebene 4 nicht gehört, sondern z.B. der Primacom oder der KEVAG. Nach bisherigen Informationen kann es hier dazu kommen, dass die Free-TV-Sender digital künftig von 19,2°Ost und damit unverschlüsselt empfangen werden und unter Umständen Pakete wie Kabelkiosk neu eingespeist werden. Betroffenen Kunden werden hier die Kabel Digital-Produkte von der KDG gekündigt. Der NE4-Betreiber übernimmt in solchen Netzen dann wohl wie es scheint auch die Netzebene 3.
Was ändert sich im Zuge der Umstellung denn sonst noch?
Neben dem Backbone-Ausbau bemüht sich Kabel Deutschland gerade auch um folgendes:
- Ausbau auf 862 MHz und DOCSIS 3.0 (siehe Netzausbau und DOCSIS) bis Ende 2012, dadurch schnellere Internet-Bandbreiten möglich und potentiell auch mehr TV-Programme
- Abhängig von der wirtschaftlichen Lage und der Anbindung an das Backbone werden weitere bislang nicht ausgebaute Netzgebiete ausgebaut. In Westdeutschland sollen bis Ende 2012 nahezu 100% der Netze ausgebaut sein, in Ostdeutschland hängt es von den örtlichen *Gegebenheiten ab (Stichwort Netzfragmentierung, während im Westen viele Netze zentralisiert wurden ist dies im Osten häufig nicht der Fall; außerdem gibt es hier auch so einige unrentable Kopfstationen mit teils unter 100 Kunden, Tendenz sinkend).
Was sich nun genau am Netzaufbau durch das Backbone ändert ?
Kein Problem. Im Prinzip sah das bisherige Einspeisekonzept so aus, dass die KDG ihre eigenen Pakete im POC Frankfurt-Rödelheim zusammengestellt hat und zum Satelliten ASTRA 3A auf der Position 23,5°Ost geschickt hat (hier befinden sich u.a. auch niederländische Regionalsender, das Parlamentsfernsehen und Bundesrat-TV aus Deutschland und so manche osteuropäische Sender).
An den BK-Verteilstellen, wo ein Digitalangebot eingespeist wird (also die meisten), standen bislang wiederum mindestens 2 große Satellitenantennen. Eine davon wird für den Empfang der KDG-Pakete von 23,5°Ost verwendet, die andere für den Empfang von 19,2°Ost (ARD Digital, ZDFvision, Sky und die meisten der analogen Sender). Neben den beiden Satellitenantennen sind häufig auch noch terrestrische Antennen installiert, manche Sender werden außerdem auch per Standleitung zur Kopfstation zugeführt. In der Kopfstation werden die Signale dann verarbeitet und auf Kanäle/Frequenzen umgesetzt. Per Glasfaser werden sie außerdem an die übergeordneten BK-Verstärkerstellen übertragen (Anmerkung: früher hat man statt Glasfaser Richtfunk benutzt und die Kanalbelegung unterschied sich häufiger, besonders im Radiobereich).
An diesen Verstärkerstellen kann die Belegung ein letztes Mal verändert werden, etwa wegen Regionalsendern o.ä., oder wenn der davon versorgte Netzteil noch nicht auf 630 bzw. 862 MHz ausgebaut ist. Mehr zur weiteren Unterteilung findet sich unter Netzebenen. Genau dieses Einspeisekonzept wird nun geändert. Zwar stellt die KDG weiterhin ihre Pakete im POC Frankfurt-Rödelheim zusammen, schickt sie aber in Kürze nicht mehr zum Satelliten ASTRA 3A, sondern verteilt sie über das glasfaserbasierte Backbone, gemeinsam mit den meisten anderen Programmen, die nun zentral verarbeitet werden. Mit anderen Worten sind beide Satellitenantennen, die an ziemlich jeder Verteilstellen installiert wurden, dann überflüssig.
Über das nationale Backbone werden die Signale aus dem POC Frankfurt-Rödelheim an die regionalen POCs gesendet. Von den regionalen POCs (Standorte siehe weiter oben) werden die Signale über die regionalen Backbones zu den jeweiligen Verteilstellen gesendet. Dort wird der ankommende Datenstrom mit Hilfe des o.g. EdgeQAM in analoge/digitale Signale umgewandelt und auf die herkömmlichen Kanäle umgesetzt. Die regionalen Sender und das Radioangebot sowie meist auch Das Erste und das regionale Dritte werden weiterhin vor Ort terrestrisch oder per Standleitung empfangen, allerdings ist es zukünftig auch möglich, diese Sender über das Backbone zu anderen Kopfstationen zu übertragen. Der restliche Weg, den das Signal nimmt, bleibt wie bisher.
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