Terragraph - so heißt die neue Wundertechnik, die von Facebook als disruptive Technologie für den Breitbandausbau entwickelt wurde.
In den nächsten 5 Jahren wird sich das Datenvolumen (IP Traffic) verdreifachen. Der Flaschenhals für Gigabit-Versorgungen stellt viel zu oft der Hausanschluss dar. In viele Regionen, gerade im ländlichen Raum - fehlt es dazu an ausreichend dimensionierter Backbonenetze.
Facebook hat mit Terragraph dazu eine technische aber auch hoch wirtschaftliche Lösung entwickelt, die ein Stück weit, vor allem im Bereich der Hausanschlüsse, das Glas-Paradigma im Breitbandausbau massiv attackiert. Der technische Kern der Innovation ist ein sogenanntes Mesh-Netzwerk, was auf Millimeterwellen Technologie basiert. Die Einheiten, die an Hauswänden oder Straßenlaternen montiert werden können, verbinden sich automatisch und können so ganze Wohnviertel oder Straßenzüge in wenigen Wochen ins Gigabit-Zeitalter führen.
Für den Endanwender gibt es bei der Nutzung keinen Unterschied. Für den Transport der Daten werden statt des Mediums Licht, das physikalische Gesetz der Millimeterwelle genutzt. Alle Daten, ob Streaming, Voice und sonstige IP fähige Datentransfers sind im Nutzen absolut identisch. Rein physikalisch ist die Funkwelle sogar schneller als Licht.
Die Mesh-Netzwerke werden natürlich an den großen Backbone via Glasfaser angeschlossen. Die disruptive Wirkung entfaltet sich als eher im Hausanschluss (Access Layer) und im Microbackbone in Straßenzügen oder Wohnvierteln - da, wo sich die Datenvolumina sammeln, werden sie mit dem an dieser Stelle notwendigen Fiber-Backbone verbunden.
Die größten Vorteile sind das Tempo des Ausbaus und damit die Realisierung einer schnellen Teilhabe Option von privaten Haushalten und Unternehmen. Der Ausbau dauert nur wenige Wochen statt zum Teil einige Jahre im Glasausbau.
COMPART hatte als erstes Fachunternehmen für kabellose Datennetze die Terragraph Technologie in der Entwicklung und im Test - und ja, es ist so begeisternd, wie Facebook es beschreibt. Das Ausbautempo ist sagenhaft, die Kosten kaum glaubhaft niedrig. Dazu ist die Qualität der Netze durch die Mesh-Technologie mit bis zu 99,995% extrem hoch verfügbar.
Neben dem extrem beschleunigten Ausbau bewegen sich die Kosten in ganz anderen Dimensionen. Insgesamt werden die Kosten pro Ausbau eines Hausanschlusses inklusive der Wohnviertelvernetzung (Microbackbone) unterhalb von 1.000 € liegen.
Bei einem nicht seltenen Budget für den Breitbandausbau auf FTTH-Niveau in Höhe von € 10 Mio. für zuweilen wenige hundert Nutzer würden durch den Einsatz der Terragraph Technologie vergleichbar ca. 10.000 Nutzer mit Gigabit-Access zu versorgen.
Hoch innovative Technologien werden am Anfang immer argwöhnisch beäugt - was macht man da am besten, um die Chancen zu verspielen? Man testet diese unglaubliche technische Lösung.
Der von Facebook und Intel entwickelte Technologieansatz wurde entwickelt, um die wachsende Nachfrage an Hochgeschwindigkeits-Internetzugang in städtischen und vorstädtischen Umgebungen abzudecken. Sie bietet somit eine echte Alternative zur Last-Mile-Glasfaservernetzung und bietet Datenübertragungen im Gigabit-Bereich.
Die Terragraph-Technologie bietet eine faserähnliche Konnektivität, allerdings zu erheblich geringeren Kosten und ist in nur wenigen Wochen umsetzbar.
Der globale IP-Verkehr wird sich in den nächsten fünf Jahren schätzungsweise verdreifachen und so wird sich die Anzahl der mit dem Internet verbundenen Geräte voraussichtlich gleichzeitig verdoppeln.
Neben der Last-Mile Versorgung mit breitbandigen stationären Internetanschlüssen eignet sich Terragraph auch als Backhaul für Wi-Fi-Accesspoint oder zur Anbindung von Small Cells und Micro Cells an 4G- und 5G-Mobilfunknetze. Diese enorme Nachfrage an Bandbreite stellt für Kommunikationsdienstleister somit eine Herausforderung aber auch eine Chance zugleich dar.
Entdecken Sie die Funktionsweise der Terragraph-Technologie:
Günstiger als Glasfaser soll die Terragraph-Technologie von Facebook bislang schlecht erschlossene Gebiete kostengünstig mit Breitbandzugängen anbinden - Punkt-zu-Punkt, Mehrpunkt oder im Mesh-Netzwerk:
Auf der drahtlosen Funkschnittstelle und auf den Schichten eins und zwei des iso/OSI-Referenzmodells basiert Terragraph auf den bereits spezifizierten WiGig-Standards 802.11ad und 802.11ay.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Wi-Fi-Standards wie 802.11ac oder 802.11ay arbeitet Terragraph nicht in den unlizenzierten 5GHz und 2,4GHz-Bändern sondern im ebenfalls unlizenzierten 60GHz-Band. Der 60GHz-Bereich bietet eine hohe Bandbreite, ist aber aufgrund der hohen Frequenzen und der kurzen Wellenlänge im Millimeterbereich in seiner Reichweite eingeschränkt. Wände und Gegenstände durchdringen die kurzwelligen Funksignale nur schlecht, weshalb innerhalb von Gebäuden nur Reichweiten von wenigen Metern erzielbar sind. Im Außenbereich dämpfen Luftsauerstoff und Luftfeuchtigkeit die 60GHz Funksignale. Durch den Einsatz der MIMO-Mehrfachantennentechnik und einer gebündelten, gerichteten Übertragung lassen sich im Freien Entfernungen von bis zu 250 Metern überbrücken.
Die niedrigere Reichweite des 60GHz-Bandes bringt aber auch den Vorteil mit sich, dass kaum Interferenzen und Störungen zu benachbarten Funkstationen auftreten. Terragraph kommt im Außenbereich einer urbanen Umgebung zum Einsatz und verwendet Mehr-Antennen-Arrays, die gerichtete Signale zur nächsten Funkstation des Meshs ermöglichen.
Die Netzknoten arbeiten mit IPv6 und sind in einem Software-Defined Network (SDN) als Mesh organisiert. Ein neu entwickeltes modulares Layer-3-Routing-Protokoll sorgt für eine intelligente, fehlerredundante Weiterleitung der Daten zwischen den vermaschten Knoten. Verschiedene Topologien und Verbindungsmöglichkeiten wie Punkt-zu-Punkt, Punkt-zu-Mehrpunkt und Mesh werden unterstützt. Auf der MAC-Ebene merzt das TDD/TDMA MAC-Protokoll einige Schwächen der Übertragung TCP/IP-basierter Protokolle über Wi-Fi-Verbindungen aus. TDD/TDMA MAC sorgt für eine besser vorhersehbare Performance des TCP/IP-Datenverkehrs.
Zur Versorgung des Indoor-Bereichs mit schnellem Internet lässt sich ein an der Außenseite eines Gebäudes installierter Terragraph-Knoten mit dem Gebäude und den im LAN integrierten WLAN-Accesspoint verbinden.
Terragraph bietet zahlreiche Vorteile, so hat diese Technologie das Potenzial einen grundlegenden Paradigmenwechsel im Breitbandausbau darzustellen.
Möglicherweise kann Terragraph aufwendig und teuer zu verlegende Glasfaserleitungen auf der Last Mile ersetzen.
Das Nutzen von Public Wi-Fi in Innenstädten oder an touristischen Plätzen ist für Verbraucher ein gängiger Dienst geworden. Dienstangebote dieser Art werden in Zukunft vermehrt vorkommen. Das können Mission Critical Services im Rahmen von autonomen Fahrdiensten sein, die Digitalisierung der Gesundheitswirtschaft oder im Bereich der Verkehrssteuerung.
Viele Dienste, die wir heute noch gar nicht kennen, werden die Zukunft sein.
Jede Art von digitalem Dienstangebot muss auf einer Infrastruktur wirtschaftlich, sicher transportiert werden.
Eine ideale Infrastruktur dafür sind die Straßenbeleuchtungen der Kommunen, die als Costs Center laufen, um die Fußgängerwege und Straßen im Wesentlichen zu beleuchten.
Straßenbeleuchtungen haben für funkbasierte Lösungen wesentliche Vorteile:
Das Nutzen von Public Wi-Fi in Innenstädten oder an touristischen Plätzen ist für Verbraucher ein gängiger Dienst geworden. Dienstangebote dieser Art werden in Zukunft vermehrt vorkommen. Das können Mission Critical Services im Rahmen von autonomen Fahrdiensten sein, die Digitalisierung der Gesundheitswirtschaft oder im Bereich der Verkehrssteuerung.
Viele Dienste, die wir heute noch gar nicht kennen, werden die Zukunft sein.
Jede Art von digitalem Dienstangebot muss auf einer Infrastruktur wirtschaftlich, sicher transportiert werden.
Eine ideale Infrastruktur dafür sind die Straßenbeleuchtungen der Kommunen, die als Costs Center laufen, um die Fußgängerwege und Straßen im Wesentlichen zu beleuchten.
Straßenbeleuchtungen haben für funkbasierte Lösungen wesentliche Vorteile:
In Lünen entwickelt Compart zusammen mit einigen Partnern eine innovative Datennetz-Lösung für Anwendungen in der Smart City. Dabei werden auf Basis der Straßenbeleuchtungs-Infrastruktur zahlreiche Funklösungen kombiniert, um so für alle denkbaren Applikationen die notwendigen Datenautobahnen bereitzustellen. Die Spannbreite dieser Netzstruktur reicht von einfachen öffentlichen WIFI-Zugängen über mmWave-Lösungen bis zum 5G-Standard.
Mit dieser Data Networking-Infrastruktur müssen die höchsten Ansprüche an Ausfallsicherheit, Datensicherheit, einfache Bedienbarkeit und vor allem auch sehr hohes Umsetzungstempo sowie ein wirtschaftlicher Betrieb bedient werden.
Im Real-Labor in Lünen erweitert Compart das Lösungsportfolio um die von Intel und Facebook entwickelte Terragraph Richtfunk-Technologie. Dieser Technologieansatz erlangte beim Launch vor ca. 2 Jahren weltweit hohe Aufmerksamkeit. Er erlaubt der Technologie einen extrem schnellen, leistungsstarken und wirtschaftlichen Ausbau auf Basis eines automatischen Mesh-Netzwerks, was mit einem Datendurchsatz von bis zu 15 GBit/s in einem lizenzfreien 60 GHz-Frequenzspektrum daherkommt.
Die Terragraph-Lösung von Cambium unterscheidet sich mit dem neuen ay-Chip und dem IPv6-Standard in vielerlei Hinsicht von den bis dato bekannten Wireless Systemen.
Die Technologie basiert auf der 802.11ay Solution, die zahlreiche Vorteile wie z.B. einer dauerhaft hohen Spektrumseffizienz auch bei Überlastung, eine hohe Interferenzhärte, niedrige Latenzen und einen hohen Grad an Automatisation gewährleistet.
Nach dem Launch hat Facebook und Intel Herstellerpartner auf dem Weltmarkt gesucht und gefunden, die für die Massenfertigung dieser innovativen Technologie verantwortlich sind.
Cambium ist eines der wenigen Terragraph-Lizenz Unternehmen. Compart profitiert durch eine intensive und langjährige Partnerschaft mit Cambium.
Compart ist der erste, führende Spezialist für kabellose Netzwerke aus Europa, der diese Technologie zunächst im eigenen LAB getestet und für den Einsatz vorbereitet hat.
Da die LAB-Tests bei Compart positiv abgeschlossen sind, geht es im März in das Real-Labor.
Bewahrheiten sich die Erfahrungen aus den Entwicklungslaboren, stellt die Technologie einen grundlegenden Paradigmenwechsel im Breitbandausbau dar, was bis dato in Deutschland fast ausschließlich auf Glasfaser-Netzen basierte. Die Erfahrungen mit dem sehr langsamen und extrem teuren Ausbau sind allgegenwärtig und werden insbesondere durch die vielerorts suboptimale Versorgung der Haushalte beim Homeschooling spürbar.
Mit dem Stand der Erfahrung sind die Ausbauzeiten und damit die Teilhabe der privaten Haushalte sowie natürlich auch die Breitbandanschlüsse der Unternehmen und Organisationen der öffentlichen Hand auf wenige Wochen drastisch zu erhöhen und dazu die Kosten massiv zu reduzieren.
