EVOLUTION DER HFC-NETZE BIS 2030: ZUKUNFTSFÄHIGKEIT DER KABELNETZE IM WETTBEWERB DER GIGABIT-INFRASTRUKTUREN KURZSTUDIE
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
EVOLUTION DER HFC-NETZE BIS 2030:
ZUKUNFTSFÄHIGKEIT DER
KABELNETZE IM WETTBEWERB DER
GIGABIT-INFRASTRUKTUREN
KURZSTUDIE
Goldmedia GmbH Strategy Consulting
info@Goldmedia.de | www.Goldmedia.com
Oranienburger Str. 27 | 10117 Berlin
Tel: 004930-246 266-0 | Fax: 004930-246 266-66
GOLDMEDIA
ÜBER DIE STUDIE
ZIELSETZUNG METHODIK
Ziel der Studie ist es, die Zukunftsfähigkeit bestehender Kabel- Bei der Analyse der technischen Leistungsfähigkeit sowie der
netzinfrastrukturen, einer Kombination aus Glasfasernetzen bis Energieeffizienz von HFC-Netzen stützt sich Goldmedia auf
zu Glasfaserknotenpunkten und Koaxialnetzen, die in die Häuser einen umfassenden Desk Research (Sekundärdatenanalyse)
führen (Hybrid-Fiber-Coax/HFC), zu überprüfen. sowie Experteninterviews.
Betrachtet wurden dabei
Zur Ermittlung der zukünftigen Anforderungen an HFC-Netze
1. die technische Entwicklung von HFC-Netzen im Vergleich zur
durch die Anwender hat Goldmedia eine eigenständige
Evolution durchgängiger Glasfasernetze bis in die
Prognose der benötigten Bandbreiten bis 2030 erstellt. Basis
Häuser/Wohnungen (Fiber-to-the-Home/FTTH)
2. die Entwicklung der Anforderungen an Gigabit-Netze hierfür war die bisherige Entwicklung des Gesamtdaten-
volumens in Deutschland und die Anwendung dreier
3. die Energieeffizienz von HFC-Netzen
unterschiedlicher Nutzungs-Szenarien für die weitere
4. die volkswirtschaftlichen Effekte zukünftiger 10G-Kabelnetze
Entwicklung bis zum Jahr 2030.
GOLDMEDIA 2
KEY FACTS: ZUKUNFTSFÄHIGKEIT VON HFC-NETZEN IN DEUTSCHLAND
T E C H N I S C H E L E I S T U N G S F Ä HI G K E I T D E R K A B E L N E T Z E ( HY B R I D F I B E R C O A X – HF C )
RUND 90 % DER GIGABIT- HOHER BANDBREITENEFFEKT DOCSIS 3.1 IST GPON-GLASFASER
HAUSHALTE ÜBER KABEL VERSORGT DURCH NETZSEGMENTIERUNG EBENBÜRTIG
HFC ist Treiber der Gigabit Entwicklung in Durch die Aufteilung der versorgten Haus- DOCSIS 3.1 (mit 1,2 GHz) bietet bei Datenraten
Deutschland: 2020 waren rund 90 % der halte in wesentlich kleinere Netzsegmente und Latenz die gleiche technische Leistung wie
26,5 Mio. deutschen Gigabit-Haushalte über (Cluster) werden höhere Gigabit-Datenraten die aktuelle Glasfaser-Technologie GPON.
HFC versorgt. DOCSIS 3.1-Upgrade (auf 1,2 schnell und effizient verfügbar. Dazu werden Mit dem Ausbau von DOCSIS 4.0 bietet HFC
GHz) und DOCSIS 4.0 sorgen bereits bis bestehende Verstärkerpunkte nach und nach Downloadraten und Latenzzeiten wie der
2025 für vielfach höhere Gigabit-Datenraten. in Glasfaserknoten umgerüstet. Der Glasfaser- GPON-Nachfolger XGS-PON (10 Gbit/s).
Kostengünstiger HFC-Ausbau ermöglicht anteil im HFC-Netz steigt damit deutlich an.
Endkundentarife von ∅ 40 % unter FTTH-
Preisniveau.
ZUKÜNFTIGE ANFORDERUNGEN AN GIGABIT -NETZE
VIDEO, GAMING UND HOME OFFICE DATENVOLUMEN PRO HAUSHALT HFC ERFÜLLT ALLE ANFORDERUNGEN
ALS DATENRATEN-TREIBER LIEGT 2030 BIS ZU 60X HÖHER AN ZUKUNFTSFÄHIGE GIGABIT -NETZE
Wesentliche Treiber für hohe Bandbreiten Das Datenvolumen pro Haushalt wird sich Bei Peak-Time-Anforderungen werden 2030
im Download sind hochaufgelöste Video- bis 2030 vervielfachen. In einem mittleren pro Cluster bis zu rd. 5,5 Gbit/s im Down- und
anwendungen sowie Cloud Gaming. Im (dynamischen) Szenario liegt es gegenüber 1 Gbit/s im Upload erwartet.
Upload sind es Home Office-Anwendungen 2020 rd. 20x, in einem maximalen (expo- HFC-Netze bieten 2030 selbst bei exponentiell
sowie Cloud-Working-Applikationen. nentiellen) Szenario sogar rd. 60x über dem steigenden Anforderungen im Download das
Wert von 2020. Doppelte und im Upload das 6-fache der
benötigten Kapazität.
GOLDMEDIA 3
INHALT
Bedeutung der HFC-Netze für die Breitband
Entwicklung in Deutschland 5
Entwicklung der technischen
Leistungsfähigkeit von HFC-Netzen 10
Entwicklung der Anforderungen an Gigabit-Netze 15
Fazit 23
GOLDMEDIA 4BEDEUTUNG DER HFC-NETZE FÜR DIE
BREITBAND-ENTWICKLUNG IN
DEUTSCHLAND
GOLDMEDIABEDEUTUNG VON HFC IM
ENTWICKLUNG DER VERMARKTETEN BREITBANDANSCHLÜSSE
IN DEUTSCHLAND IN MIO. 2010-2020
DEUTSCHEN BREITBAND- DSL HFC FTTH/B
MARKT STEIGT 33,2
34,2
35,2
36,2
1,9
32,0 1,5
30,7 0,8 1,1
28,7 29,6 0,7
HFC-Netze haben in den letzten zehn Jahren deutlich 27,6 28,0 0,5 8,7
26,4 0,4 8,1 8,4
0,2 0,3 0,3 7,2 7,7
in der Bedeutung als Breitbandinfrastruktur in 0,2
3,7 4,4 5,2 5,8 6,7
3,1
Deutschland gewonnen. Waren 2010 erst 3,1 Mio.
Haushalte über HFC angeschlossen, hat sich diese
Zahl bis 2020 auf 8,7 Mio. fast verdreifacht.
24,1 24,7 25,0 25,3 25,6
23,1 23,7 23,3 23,2 23,4 23,5
Der Anteil von HFC an allen Breitbandanschlüssen
hat sich zwischen 2010 und 2020 von 12 auf 24 %
verdoppelt. Der Anteil von FTTH/B-Netzen wuchs
auf deutlich geringerem Niveau von einem auf rund 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
5 %. VERTEILUNG NACH ANSCHLUSSART 2010 VS. 2020 IN %
FTTH/B FTTH/B
1% 5%
HFC
12%
HFC
24%
DSL
DSL 71%
88%
2010 2020
GOLDMEDIA Quelle: Goldmedia-Analyse 2020; VATM/Dialog Consult (2020) 65X MEHR VERFÜGBARE 2020 sind in Deutschland für rund 27 Mio. Haushalte HFC-Anschlüsse
verfügbar – dies sind 5x so viele wie bei FTTH/B.
GIGABITFÄHIGE HFC-
ALS FTTH/B-ANSCHLÜSSE Die Take-up-Rate ist bei den HFC-Anschlüssen etwas geringer, doch liegt
auch die Zahl der vermarkteten Anschlüsse mehr als 4x so hoch wie bei
FTTH/B.
VERFÜGBARE UND VERMARKTETE BREITBAND -ANSCHLÜSSE IN DEUTSCHLAND NACH ANSCHLUSSTYP 2020, IN MIO.
HFC FTTH/B
27,1 TAKE-UP-RATE
32 %
x5,3
8,7 x4,6
TAKE-UP-RATE
5,1 37 %
1,9
V E R F Ü G B A R E A N S C HL Ü S S E V E R M A R K T E T E A N S C HL Ü S S E
GOLDMEDIA Quelle: Goldmedia-Analyse 2020; VATM/Dialog Consult (2020) 7HFC IST TREIBER DER Durch DOCSIS 3.1 konnten 2020 bereits 24 Mio. Haushalte in Deutschland
mit Gigabit-Internetanschlüssen über HFC versorgt werden. Dies entspricht
GIGABIT-ENTWICKLUNG 91 % der aktuell 26,5 Mio. Gigabit-Haushalte.
IN DEUTSCHLAND
Der kostengünstigere HFC-Ausbau ermöglicht DOCSIS-Endkundentarife
1 Gbit/s im Download) von durchschn. 40 % unter dem FTTH-Preisniveau.
(Goldmedia-Preisanalyse von 26 DOCSIS3.1- und FTTH-Anbietern, Stand: Feb. 2021;
Normaltarife ohne Einrichtungs- und Gerätekosten)
ZAHL DER GIGABIT-HAUSHALTE (HOMES PASSED) IN DEUTSCHLAND 2013-2022, IN MIO.
CAGR 2017 - 2022: 65 %
DOCSIS 3.1 ONLY
36,1
FT TH/B & DOCSIS 3.1 31,4
26,5
FT TH/B ONLY
17,9
11,2
PROGNOSE
1,8 1,8 2,6 2,9 3,0
2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022
DOCSIS 3.1 ONLY 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 7,5 13,0 20,2 21,7 21,3
FTTH/B & DOCSIS 3.1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 2,2 2,6 3,9 4,4 5,2
FTTH/B ONLY 1,8 1,8 2,6 2,9 3,0 1,5 2,2 2,5 5,3 9,5
TOTAL GIGABIT 1,8 1,8 2,6 2,9 3,0 11,2 17,9 26,5 31,4 36,1
GOLDMEDIA Quelle: Goldmedia-Analyse 2021 auf Basis VATM, BREKO, Breitbandatlas, Vodafone, Eigene Recherchen 8KABELKUNDEN Kabelkunden fragen im Vergleich zu allen Breitbandkunden in Deutschland
höhere Downloadraten nach. Bereits 2019 verfügten 34 % der Kabelkunden über
FRAGEN HÖHERE einen Anschluss von mindestens 200 MBit/s und bis zu 1 Gbit/s. 59 % verfügten über
BANDBREITEN NACH Downloadraten von mindestens 100 MBit/s und 71 % über zumindest 50 Mbit/s.
Zum Vergleich: 2020 verfügten mit 47 % nur knapp die Hälfte aller Breitbandkunden
über einen Anschluss mit 50 Mbit/s oder mehr.
VERTEILUNG DER VERMARKTETEN BREITBAND -ANSCHLÜSSE IN VERTEILUNG DER VERMARKTETEN BREITBAND -ANSCHLÜSSE IN
DTL. NACH DOWNLOAD-BANDBREITE IM KABEL 2019, IN % DTL. NACH DOWNLOAD-BANDBREITE GESAMT 2020, IN %
>250 BIS 6
MBIT/S MBIT/S
200 BIS >1.000 MBIT/S 6 ,4 %
BIS 49 MBIT/S 8,0%
33,9% >6-16
29,3%
MBIT/S
1 5 ,2 %
KABEL TOTAL
>50-250
MBIT/S
38,7% >16-50
50-99 MBIT/S MBIT/S
12,2% 31,7%
100-199 MBIT/S
24,6%
GOLDMEDIA Quelle: Goldmedia-Analyse 2020; ANGA, VATM/Dialog Consult und ANGA 9TECHNISCHE LEISTUNGSFÄHIGKEIT
VON HFC-NETZEN
GOLDMEDIADOCSIS 3.1 & 4.0 BIETEN NOCH
GROßES TECHNISCHES POTENZIAL
Bereits mit DOCSIS 3.1 hat die technische Leistungsfähigkeit von HFC noch DOCSIS 4.0
großes Potenzial: Beispielsweise besteht die Möglichkeit, dem Upload in einem DL: 10 Gbit/s
Cluster mehr Frequenzen zuzuordnen. Dabei kann das Spektrum weit über die
UL: 6 Gbit/s
bisherige Grenze von 85 MHz (sog. Mid-Split) hinaus bis 204 MHz (sog. High-
Split) erweitert werden. Durch die Anpassung der Frequenzzuweisung zwischen DOCSIS 3.1
Up- und Download im bestehenden Spektrum können die Anbieter die Upload- DL: 7 Gbit/s
Raten (Rückkanal) variabel gestalten. UL: 1 Gbit/s
DOCSIS
3.0
Durch Aufbau digitaler Remote PHY Nodes in den Verstärkerstellen wird die DL: 3,6 Gbit/s
UL: 0,2 Gbit/s
physikalische Protokollschicht von der CMTS-Kopfstelle zum Netzwerkrand
(Edge) verlagert und die Datenrate weiter gesteigert. Mit der zusätzlich geplanten
Frequenzerweiterung auf 1,2 GHz für die Datenkommunikation sind mit DOCSIS
3.1 Datenraten bis zu 7 Gbit/s im Download und 1 Gbit/s im Upload möglich.
Zudem lassen sich die Latenzzeiten bereits mit DOCSIS 3.1 auf den 1ms-Bereich ▪ 10 GBIT/S
reduzieren (Low Latency DOCSIS). DOWNLOAD-SPEED
▪ 6 GBIT/S IM UPLOAD
▪ HOHE NETZWERK-
Mit der Evolution zu DOCSIS 4.0 erhöht sich das maximale Downloadtempo
ZUVERLÄSSIGKEIT
auf 10 Gbit/s. Das Upload-Tempo steigt auf 6 Gbit/s. Eine Voraussetzung für ▪ ERHÖHTE SICHERHEIT
diese Geschwindigkeiten ist die Erweiterung des für die Datenübertragung
vorgesehenen Frequenzspektrums auf bis zu 1,8 GHz.
Für die Frequenzerweiterung auf 1,2 GHz bzw. 1,8 Ghz ist ein Tausch aktiver sowie
passiver Netzwerkelemente notwendig (u. a. Hausverstärker, Kabel-Abzweiger
und Verstärkerstellen).
GOLDMEDIA Quelle: Goldmedia Analyse 2020; nach Vodafone, CableLabs (2020) 11DOCSIS 4.0 ERREICHT IM DOWNLOAD
LEISTUNGSFÄHIGKEIT VON XGS-PON
Durch die Frequenzerweiterung auf 1,2 GHz unter DOCSIS 3.1 bietet HFC die gleiche Leistung
AKTUELLE GLASFASER-TECHNOLOGIEN
wie die aktuell eingesetzte Glasfaser-Technologie GPON. Mit DOCSIS 4.0 und der
▪ GPON (Gigabit Passive Optical Network):
Frequenzerweiterung auf 1,8 GHz werden Datenraten von 10 Gbit/s im Download möglich
Shared-Medium-Technologie auf Basis von
und damit die Leistungswerte von XGS-PON erreicht. Die Uploadraten bei DOCSIS 4.0
passiven optischen Netzen. Weiterführung von
verbleiben mit 6 Gbit/s jedoch unterhalb von XGS-PON.
FTTC – Aufsplittung der (bestehenden)
In allen Fällen handelt es sich jedoch weiterhin um eine Shared-Medium-Technologie: Glasfaseranbindung des Multifunktions-
Sowohl FTTH/B-Netze als auch HFC-Netze versorgen jeweils ein bestimmtes Cluster mit gehäuses (MFG). Kommt in Dtl. beim FTTH/B-
einer definierten Datenrate. Die realisierbaren Datenraten pro Anschluss sind immer Ausbau hauptsächlich zum Einsatz.
abhängig von der Clustergröße und der Zahl der gleichzeitigen Nutzer. ▪ XG-PON (auch 10G-PON und NG-PON1):
Nachfolgetechnologie von GPON. In Europa
Eine Ausnahme bilden FTTH Point-to-Point-Netze (PtP) auf Ethernet-Protokollbasis. Die
vereinzelt seit 2015 im Einsatz. Ob und wann
Ausbau- und Betriebskosten von PtP-Ethernet liegen jedoch deutlich über den Kosten von
Rollout in Dtl. erfolgt ist unklar. Mit XGS-PON
GPON/XG(S)-PON. PtP-Ethernet kommt daher in Europa nur selten zum Einsatz. sind symmetrische Datenraten möglich.
SPEZIFIKATIONEN IN HFC- UND GLASFASER-NETZWERKEN ▪ NG-PON2 (Next Generation PON 2): Nächste
Entwicklungsstufe von GPON. Bislang beginnen
SPEZIFIKATIONEN HFC/DOCSIS GLASFASER
weltweit nur einzelne Netzbetreiber mit Rollout,
DOCSIS DOCSIS XG(S)- NG- da kostenintensive Lasermodule für komplexere
GPON PtP
3.1 4.0 PON PON2 Multiplex-Verfahren erforderlich sind.
FREQUENZBEREICH/ ▪ PtP Ethernet (Point-to-Point): Jeder Teilnehmer
862MHz 1,2GHz 1,8GHz 1500nm 1580nm 1600nm 1626nm
WELLENLÄNGEN mit einer eigenen Glasfaser aufgeschaltet (Aktive
Ethernet-Verbindung zwischen Point-of-
10 Presence und Hausanschluss). Wird in Dtl. für
DOWNLOAD 3,6 7 10 2,5 40 100
GBIT/S Unternehmensanschlüsse und bei der
2,5
UPLOAD 0,2 1 6 1,2
(10)
10 100 Erschließung von Siedlungen im ländlichen
Raum eingesetzt. Oftmals wird jedoch auch auf
PtP-Netzen GPON-Technik genutzt.
LATENZ* ~1ms** ~1ms**HOHER BANDBREITENEFFEKT HF C - N E T Z V O R S E G M E N T I E R U N G
DURCH NETZSEGMENTIERUNG CLUSTER 1
FIBER-
CMTS
HFC-Netzwerke sind ein Mix aus bestehenden Koaxial- und NODE
neuen Glasfaser-Netzen (Hybrid Fiber Coax) und damit bereits
in wesentlichen Teilen Glasfasernetze.
In HFC-Netzen teilen sich alle Kunden, die mit einem
Glasfaserübergabepunkt (Fiber-Node) verbunden sind, die
Gesamtbandbreite. Um für alle Haushalte die technisch
möglichen hohen Bandbreiten verfügbar zu machen, werden
bestehende Cluster in wesentlich kleinere Netzsegmente HF C - N E T Z N A C H S E G M E N T I E R U N G
(UMWANDLUNG VERSTÄRKERPUNKT IN FIBER NODE)
aufgeteilt. Dies kann auf unterschiedliche Arten erfolgen:
CLUSTER 1
1) Durch die Installation zusätzlicher Fiber-Nodes in der Nähe
bestehender Knotenpunkte (Nearby Segmentierung).
2) Durch Umwandlung von Verstärkerpunkten in Fiber- FIBER-
CMTS
NODE
Nodes entlang bestehender Koaxialleitungen – tlw. bis zum
letzten Verstärkerpunkt einer Linie (Fiber to the last amplifier).
3) Durch eine virtuelle Netzsegmentierung im CMTS (Cable
Modem Termination System) – dem Zugangs- FIBER-
NODE
Managementsystem der Kabelkopfstelle.
GLASFASER
Mit zusätzlichen Fiber Nodes erhöht sich auch der
KOAXIALKABEL
Glasfaseranteil in den HFC-Netzen deutlich. VERSTÄRKERPUNKT
CLUSTER 2
GOLDMEDIA Quelle: Goldmedia Analyse 2020; nach Vodafone (2020), Gigabitbüro des Bundes (2020) 13DOCSIS-EVOLUTION DOCSIS 3.1 wird voraussichtlich ab Mitte 2022 schrittweise für eine Nutzung des
Frequenzbereichs bis 1,2 GHz aufgerüstet. Damit steigt die Datenrate pro Cluster auf
GARANTIERT 7 Gbit/s im Download und mit High-Split-Technik auf 1 Gbit/s im Upload und bietet damit
ZUKUNFTSFÄHIGKEIT eine gleichwertige technische Leistung wie die aktuelle Glasfasertechnologie GPON.
Die Nachfolgetechnologie DOCSIS 4.0 wird 2024 kommerziell verfügbar. Bei Nutzung des
VON HFC NETZEN Frequenzbereichs bis 1,8 GHz werden Datenraten von 10 Gbit/s im Down- und 6 Gbit/s im
Upload pro Cluster möglich. Mit dem Ausbau von DOCSIS 4.0 bietet HFC damit
Downloadraten wie der GPON-Nachfolger XGS-PON.
EVOLUTIONS-
STUFEN
DOCSIS 4.0 | 1,8 GHZ
DOWN: 10 GBIT/S
DOCSIS 3.1 | 862 MHZ DOCSIS 3.1 | 1,2 GHZ UP: 6 GBIT/S
DOWN: 3,6 GBIT/S* DOWN: 7 GBIT/S
UP: 0,2 GBIT/S UP: 1 GBIT/S
2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030
VERRINGERUNG 2030
CLUSTER-
GRÖßE
GGÜ. 2020 AUF RD. 1/8
Annahme: Bis 2030 entspricht die Anzahl der versorgten Haushalte pro Cluster rd. 1/8 im Vergleich zu 2020.
*Zusätzlich zu den 3,6 Gbit/s Kapazität im Downstream wird DVB-C Broadcast übertragen
GOLDMEDIA Quelle: Goldmedia-Analyse 2020; Roll-Out DOCSIS 4.0 nach GigaEurope/Telecom Advisory Services. 14KOSTENVERGLEICH: VERGLEICH DER DURCHSCHNITTLICHEN AUSBAUKOSTEN VON
HFC DOCSIS 4.0 GGÜ. FTTH/B PRO HAUSHALT
DOCSIS-4.0-UPGRADE GLASFASER
GGÜ. FTTH-AUSBAU KOAXIAL
FIBER
Im Vergleich zum FTTH-Ausbau werden die Investitionen NODE
in ein Upgrade der HFC-Netze auf DOCSIS 4.0 deutlich
geringer ausfallen. Hintergrund ist, dass sich der Glasfaser-
ausbau auf den Umbau von Straßen-Verstärkerstellen in
Fiber-Nodes sowie den Austausch von Komponenten (z. B.
Kabelmuffen, Verzweiger, Hausverstärker) konzentriert.
Aufwendungen für neue Hausanschlüsse und eine neue
Inhouse-Verkabelung entfallen.
Stand heute würde ein zukünftiger DOCSIS-4.0-Ausbau
HFC DOCSIS 4.0 FT TB + FT TH ON TOP
pro Kabelhaushalt Ø 400 Euro kosten. Beim FTTH-Ausbau
400€ 3.000€ 500€
mit GPON liegen die durchschn. Kosten pro Haushalt für
den Hausanschluss (FTTB) bei Ø 3.000 Euro. Hinzu
kommen Kosten von Ø 500 Euro pro Haushalt für die
Verlegung bis in die Wohnung.
Damit liegen auch in Zukunft die Kosten einer
Ertüchtigung mit DOCSIS 4.0 im Schnitt um das
8- bis 9-fache unter den Ausbaukosten einer FTTH-
Erschließung.
GOLDMEDIA Quellen: Goldmedia-Analyse 2020 auf Basis Telecom Advisory Services analysis (2020), Angaben Vodafone; TÜV Rheinland 15ENTWICKLUNG DER ANFORDERUNGEN
AN GIGABIT-NETZE
GOLDMEDIADATENVOLUMEN ENTWICKLUNG DES DATENVOLUMENS BEI FESTNETZ-BREITBANDANSCHLÜSSEN IN
DEUTSCHLAND 2011-2020
WÄCHST 70 GESAMTDATENVOLUMEN (MRD. GB) 240
DYNAMISCH
65
D A T E N V O L U M E N P R O A N S C HL U S S U N D
60 MONAT (GB)
Das Gesamtdatenvolumen in den 52
180
Festnetz-Breitbandnetzen (Downlink und 50 46
Uplink) lag 2020 bei 65 Exabyte (65
39 155
Milliarden Gigabyte). 40
120
28 124
Pro Anschluss entsprach dies rund 155 30
112
GB pro Monat bzw. rund 5 GB pro Tag. 98
Kabel-Haushalte verbrauchen aufgrund 20 17
74 60
der höheren verfügbaren sowie 10
12
nachgefragten Datenraten in etwa das 10 6 7 47
34
doppelte Datenvolumen. 21
29
- 17 0
2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020*
WACHSTUM DES DATENVOLUMENS IN DTL.
GGÜ. DEM JEW. VORJAHR 2012-2020, IN %
64,7%
Eine Betrachtung der Entwicklung in den letzten zehn Jahren zeigt: Das relative
42,9% 41,7% Wachstum des Datenvolumens bei den deutschen Festnetz-Breitbandanschlüssen
39,3%
25,0% unterliegt relativ hohen Schwankungen und hat sich zwischen 2016 und 2019 stark
20,0% 17,9%
16,7%
13,0% reduziert.
2016 lag das Wachstum bei 65 %, 2019 erhöhte sich das Datenvolumen nur noch um
13 %. Laut Prognose lag es 2020 bei 25 %.
GOLDMEDIA Quelle: Goldmedia-Analyse 2020 auf Basis Bundesnetzagentur, *Prognose auf Basis VATM/Dialog Consult 17VIDEO, GAMING, HOME BANDBREITENANFORDERUNGEN AUSGEWÄHLTER ANWENDUNGEN, IN MBIT/S
OFFICE SIND DATENRATEN- DOWNLOAD UPLOAD
TREIBER U HD V R 4 K - LI V E S T R E A M 6 0 F P S
500 40
Vor allem das Videostreaming führt zu einem HD V R 167 TELEMEDIZIN* 25
steigenden Bandbreitenbedarf in Privathaushalten.
Die stetig wachsende Zahl der Nutzer, höhere 8K WALL TV 100 CLOUD WORKING* 20
Auflösungen (Full HD, 4K, 8K) und Dynamikbereiche
U HD C L O U D G A M I N G 35 F U L L HD - L I V E S T R E A M 6 0 F P S 7
(HDR) erhöhen die Download-Datenraten.
Zukünftige Treiber sind Cloud Gaming sowie die U HD S T R E A M I N G 25 FACEBOOK LIVE 30FPS 4
generelle Entwicklung in Richtung Virtual-Reality-
F U L L HD C L O U D
GOOGLE MEET 3,2
Streaming. Neben einer hohen Bandbreite sind hier GAMING
20
auch niedrige Latenzen entscheidend. Z O O M HD - G R U P P E N A N R U F
VR STREAMING 17 3
Cloud Working (u. a. im Home Office) sowie die F U L L HD S T R E A M I N G 5 T E A M S HD - G R U P P E N A N R U F 1,5
zunehmende Verlagerung sämtlicher Server-
SD STREAMING 3 CLOUD GAMING 1
Anwendungen in die Cloud erhöhen auch die
Anforderungen an Upload-Datenraten von
Privatnutzern und KMU.
Darüber hinaus treiben – wie im Download – Als gegenläufiger Trend reduzieren neue Kompressionsstandards die
Videostreams mit wachsenden Bildauflösungen die erforderlichen Bitraten. Ein neuer Videocodec entsteht jedoch nur alle 8-
Anforderungen auch im Upload. Dies gilt für 10 Jahre und führt zu einer Reduktion von rund 50 %. Nach MPEG-4 AVC
Videotelefonie und Live-Streaming-Anwendungen (2003) und H.265 (2013) existiert seit 2020 mit H.266 MPEG-VCC ein neuer
oder für Echtzeit-Bildübertragung der Telemedizin. Codec, der auch für 8K eingesetzt werden soll.
*Beispielhafte Datenraten für ausgewählte Anwendungsszenarien
GOLDMEDIA Quelle: Goldmedia-Analyse 2020 auf Basis Netflix, Google, Cisco, Fraunhofer HHI, Google, Facebook, Microsoft, HealthIT.gov 18ANNAHMEN ZUR ENTWICKLUNGSPROGNOSE DER
MAXIMAL ERFORDERLICHEN DOWN- UND UPLOADRATEN
Entwicklung des Datenvolumens in 3 Szenarien: Entwicklung der maximal erforderlichen Datenraten:
▪ Das konservative Szenario geht davon aus, dass Videostreaming ▪ Auf Basis des durchschnittlichen Datenvolumens pro Kabel-
auch mittelfristig vorwiegend in HD und langsam zunehmend in 4K Haushalt (in GB) wird ein durchschnittlicher Datenverbrauch pro
stattfindet. Cloud Gaming wird sich nur langsam durchsetzen. Das Haushalt (in Mbit/s) errechnet.
Szenario kalkuliert mit einem weiteren Wachstum des Daten-
volumens jedoch mit einer Abflachung und ab 2025 auf niedrigem ▪ Die Datenanforderungen der Haushalte sind je nach Nutzer-
zweistelligen Niveau stagnierenden Wachstumsraten. typologie sehr unterschiedlich. Diese Unterschiede relativieren sich
jedoch in der vorgenommenen Betrachtung von Nutzungsclustern.
▪ Im dynamisches Szenario folgt die Entwicklung des Wachstums Hierzu wurde der durchschnittliche Datenverbrauch pro Kabel-
der Datenraten bis 2030 einer typischen S-Kurve. 4K-Video- Haushalt auf die Clustergröße hochgerechnet – unter der
streaming wird sich mittelfristig durchsetzen, während 8K bis 2030 Annahme, dass sich die durchschnittliche Clustergröße zwischen
ein Nischenprodukt bleibt. Cloud Gaming findet verstärkt statt, löst 2020 und 2030 auf etwa ein Achtel reduziert.
aber klassisches stationäres Gaming nur bedingt ab.
Cloud Working findet ebenfalls in erhöhtem Maße statt. ▪ Für Peak-Time-Anforderungen wird gegenüber dem durch-
schnittlichem Datenverbrauch mit doppelt so hohen Bandbreiten-
▪ Im exponentiellen Szenario erhöht sich das Datenvolumen durch kapazitäten kalkuliert (empirisch liegt der Maximalwert innerhalb
sehr schnelle und flächendeckende Erhöhung der Anforderungen eines Netzes bei 71% oberhalb des Durchschnittswertes). Hierbei
im Videobereich hin zu 8K, hohe Marktdurchdringung von Cloud handelt es sich um Durchschnittswerte über alle Cluster.
Gaming und sehr intensive Nutzung von Cloud Working jährlich
um 50 %. ▪ Das Datenvolumen verteilt sich auf Down- und Upload, dabei wird
mit einer relativen Verschiebung der Anforderungen in Richtung
eines erhöhten Upload-Volumens kalkuliert (von 7 % auf 15 %).
GOLDMEDIA Quelle: Goldmedia-Analyse 2020 19PROGNOSE: ▪ Konservatives Szenario: Das durchschnittliche Datenvolumen pro Haushalt wird
sich bis 2030 etwa um das 5-fache erhöhen.
DATENVOLUMEN ▪ Dynamisches Szenario: Das Datenvolumen erhöht sich zwischen 2020 und 2030
WÄCHST BIS 2030 um das 17-fache und damit jährlich durchschnittlich um etwa ein Drittel.
BIS ZU 50 % PRO JAHR ▪ Exponentielles Szenario: Das Datenvolumen erhöht sich ab 2020 bis 2030 jährlich
um 50 % und damit gegenüber 2020 etwa um das 58-fache.
PROGNOSE: DATENVOLUMEN PRO HAUSHALT UND MONAT IM FESTNETZ -BREITBAND IN DEUTSCHLAND 2020-2030
(LOGARITHMISCHE SKALIERUNG)
CAGR*
(2020-2030):
FORECAST 2020-2030
10.000 8.938
2.661
1.177
1.000 646
1.006
351
155
112 124 EXPONENTIELLES SZENARIO
98
100 74
47 DY NA M I S C HE S S Z E NA R I O
29 34
KONSERVATIVES SZENARIO
DATENVOLUMEN FESTNETZ
10
P R O A N S C HL U S S
2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030
*CAGR=Compound Annual Growth Rate (durchschnittliche jährliche Wachstumsrate)
GOLDMEDIA Quelle: Goldmedia Analyse 2020; Bundenetzagentur, VATM/Dialog Consult, *Compound Annual Growth Rate 20DATENVERBRAUCH IN DER
2-TAGES- UND 1-JAHRES-ENTWICKLUNG DES DATENVOLUMENS AM
DE-CIX FRANKFURT, STAND: 16.12.2020
PEAK-TIME DOPPELT SO HOCH
WIE IM DURCHSCHNITT
Das genutzte Datenvolumen schwankt im Tagesverlauf. +41%
Auf Basis der Daten des Frankfurter DE-CIX, einem der
größten Internet-Knoten der Welt, lässt sich tagsüber
regelmäßig eine ansteigende Nutzung erkennen, die zur
Primetime zwischen 18 und 22 Uhr ihren Höhepunkt erreicht
und anschließend bis in die frühen Morgenstunden deutlich
nachlässt. Die maximale Nutzung in der Primetime liegt
zwischen 40 % und 50 % über dem Tages-Durchschnittswert.
Bei einer Ganzjahresbetrachtung des DE-CIX lässt sich
beobachten, dass die Nutzung zu Peak-Zeiten bei 71 % des
Jahres-Durchschnittswertes liegt.
Für die Prognose der durchschnittlichen Peak-Time-
Anforderungen an HFC-Netze wird aufgrund der hetero- max. +71%
genen Clustergrößen sowie verschiedenen Nutzertypologien
mit gegenüber dem durchschnittlichem Datenverbrauch
doppelt so hohen Datenraten kalkuliert.
In einzelnen (größeren) Clustern ist dennoch mit temporär
höheren Anforderungen zu rechnen, so dass die verfügbare
Bandbreite pro Cluster stets zusätzliche Reservekapazitäten
beinhalten sollte.
GOLDMEDIA Quelle: Goldmedia-Analyse 2020; De-Cix.net (2020) 21PROGNOSE: Im exponentiellen Szenario steigt die benötigte Downloadrate pro Cluster bei
Peak-Time-Anforderungen bis 2030 auf rd. 5,5 Gbits/s. Im Upload werden dann
PEAK-TIME- rd. 1 Gbit/s benötigt. Die tlw. gegenläufige Entwicklungen der Peak-Time-
ANFORDERUNGEN Anforderungen pro Cluster im Zeitverlauf ergeben sich durch die kontinuierliche
PRO KABEL-CLUSTER Verringerung der durchschnittlichen Clustergröße. Damit wird das Datenvolumen
pro Cluster aktiv reduziert.
PROGNOSE: ERFORDERLICHE DATENRATEN IM DOWNLOAD UND UPLOAD BEI PE AK-TIME-ANFORDERUNGEN PRO CLUSTER 2020 -2030,
IN MBIT/S
DOWNLOAD UPLOAD
6.000 6.000
5.547
5.000 5.000
4.000 4.000
3.000 3.000
2.000 2.000
1.511
979
1.000 1.000
401 267
0 0 71
2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030
KONSERVATIVES SZENARIO D Y N A M I S C HE S S Z E N A R I O EXPONENTIELLES SZENARIO
GOLDMEDIA Quelle: Goldmedia-Analyse 2020 22HFC ERFÜLLT ALLE ANFORDERUNGEN Selbst bei exponentiell steigenden Anforderungen bieten
HFC-Netze 2030 im Download die Doppelte und im
AN ZUKUNFTSFÄHIGE GIGABIT-NETZE Upload die 6-fache Kapazität der Peak-Time-Datenraten.
TECHNISCHE LEISTUNGSFÄHIGKEIT VON HFC IM VERGLEICH ZUR PEAK -TIME-NACHFRAGE 2020-2030, PRO CLUSTER, IN MBIT/S
DOWNLOAD UPLOAD
12.000 12.000
DOCSIS 4.0
( 1 , 8 G HZ )
10.000
10.000 10.000
TECHNISCHE 2030:
8.000
LEISTUNGS-
DOCSIS 3.1
2x 8.000
FÄHIGKEIT
HF C ( 1 , 2 G HZ )
7.000
6.000
6.000 5.547 6.000
2025:
3x 2030:
4.000 4.000
6x
PEAK-TIME- 2.218
2.000
ANFORDERUNGEN
2.000
2025:
3,5x 979
1.000
288
0 0
2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030
KONSERVATIVES SZENARIO D Y N A M I S C HE S S Z E N A R I O EXPONENTIELLES SZENARIO
GOLDMEDIA Quelle: Goldmedia-Analyse 2020 23FAZIT:
ZUKUNFTSFÄHIGKEIT
VON HFC-NETZEN IN DEUTSCHLAND
GOLDMEDIAFAZIT: HFC-NETZE ERFÜLLEN ALLE
ZUKÜNFTIGEN NETZANFORDERUNGEN
Techn. Leistungsfähigkeit von HFC-Netzen Anforderungen an HFC-Netze
▪ Das HFC-Netz erreicht unter DOCSIS 3.1 (1,2GHz) die gleiche ▪ Wichtigste Treiber für die Nachfrage nach hohen Bandbreiten
technische Leistungsfähigkeit wie die aktuell eingesetzte im Download sind Videoanwendungen mit wachsenden
Glasfaser-Technologie GPON und bietet mit Ausbau von Auflösungen sowie Cloud Gaming – im Upload sind es Home
DOCSIS 4.0 die gleichen Downloadraten wie der GPON- Office-Anwendungen wie Videotelefonie sowie Cloud-
Nachfolger XGS-PON (10 GBit/s). Working-Applikationen.
▪ HFC-Netze verfügen noch über erhebliches technisches Po- ▪ Das benötigte Datenvolumen pro Haushalt steigt bis 2030
tenzial: Je nach Ausbaustufe sind mit DOCSIS 3.1 pro Cluster mindestens um das 5-fache, in einem, maximalen exponen-
Datenraten bis zu 7 Gbit/s im Download und 1 Gbit/s im tiellen Szenario mit jährlichen Wachstumsraten von 50 %
Upload möglich. Mit DOCSIS 4.0 erhöht sich das maximale jedoch um das 60-fache. Im exponentiellen Szenario steigt
Downloadtempo bis 2030 auf 10 Gbit/s. Im Upload sind die benötigten Datenraten pro Cluster bei Peak-Time-
Datenraten von 6 Gbit/s möglich. Weitere Potenziale Anforderungen bis 2030 auf rd. 5,5 Gbit/s im Download und
ergeben sich durch die fortlaufende Segmentierung bzw. rd. 1 Gbit/s im Upload.
Reduktion der Clustergrößen.
▪ Selbst in einem exponentiellen Anforderungsszenario bieten HFC-Netze 2030 pro Cluster im Download die doppelte
und im Upload die 6-fache Kapazität im Vergleich zu den benötigten Peak-Time-Datenraten. Damit bestehen für den
Download und insbesondere auch für den Upload ausreichend Kapazität für noch höhere Anforderungen z. B. bei
überdurchschnittlich hohen KMU-Anteilen im Cluster.
▪ HFC-Netze erfüllen alle zukünftigen Anforderungen hochbitratiger Anwendungen in Privathaushalten und
KMU sowohl im Down- als auch Upload
GOLDMEDIA Quelle: Goldmedia-Analyse 2020 25KONTAKT
Goldmedia GmbH Strategy Consulting
info@Goldmedia.de | www.Goldmedia.com
Oranienburger Str. 27 | 10117 Berlin
Tel: 004930-246 266-0 | Fax: 004930-246 266-66
Friedrich Pohl
friedrich.pohl@vodafone.de
0049 172 71 55 900
GOLDMEDIAQUELLEN
ANGA (o.J.): Das Breitbandkabel auf dem Sprung zur Gigabit-Infrastruktur. Online unter: TKI - Tele-Kabel-Ingenieurgesellschaft mbH (2015): Glasfasernetzstrukturen. Ein
http://anga.de/media/file/965.BR-DOCSIS_3.1-final_online.pdf Vergleich zwischen PON und P2P. Online unter: www.clearingstelle-bw.de/download/
Studie_GPON.pdf
Bundesnetzagentur (2020): Jahresbericht 2019. Online unter:
www.bundesnetzagentur.de/SharedDocs/Mediathek/Jahresberichte/JB2019.pdf TÜV Rheinland (2015): Weichen stellen für die Anforderungen von morgen. Online
unter: www.tuv.com/content-media-files/master-content/services/ict-business-
CableLabs (2020): 10G. Enabling Future-Ready Networks. Online unter: solutions/d02-telco-solutions-consulting/1317-tuv-rheinland-broadband-consulting/tuv-
www.cablelabs.com/10g-enabling-future-ready-networks rheinland-breitbandausbau-rheinland-pfalz-studie-de.pdf
Cisco (2014): Managing DOCSIS 3.1 Profiles. Online unter: www.strategyanalytics.com/ VATM/Dialog Consult (2020): 22. TK-Marktanalyse Deutschland 2020, online unter:
strategy-analytics/blogs/advanced-semiconductors/2016/12/01/is-docsis-3.1-bad-for- https://www.vatm.de/wp-content/uploads/2020/10/VATM_TK-Marktstudie-
the-rf-industry 2020_061020_a.pdf
Cisco (2020): Cisco Annual Internet Report (2018–2023) White Paper, Online unter: Vodafone (2020): Fiber Nodes für noch mehr Highspeed im Vodafone-Festnetz. Online
www.cisco.com/c/en/us/solutions/collateral/executive-perspectives/annual-internet- unter: www.vodafone.de/featured/inside-vodafone/fiber-nodes-fuer-noch-mehr-
report/white-paper-c11-741490.html highspeed-im-vodafone-festnetz/#/;
DE-CIX.net (2020): DE-CIX Frankfurt statistics, Online unter: www.de-cix.net/en/ Vodafone (2019): Virtuelle Segmentierung mit GigaHFC. Online unter:
locations/germany/frankfurt/statistics [16.12.2020] https://immobilienwirtschaft.vodafone.de/aktuelles-referenzen/featured/reportagen-
artikel/virtuelle-segmentierung-mit-gigahfc.html
Gigabitbüro des Bundes (2020): Gigabit über HFC-Netze. Online unter: https://gigabit-
buero.de/wp-content/uploads/2020/10/Gigabit-ueber-HFC-Netze-Final-Online.pdf WIK (2019): Potenziell anzunehmende Vorleistungsprodukte in Kabelnetzen auf der
Basis von DOCSIS. Online unter: www.bundesnetzagentur.de/DE/Service-
Google (o. J.): Bandbreite, Datennutzung und Streamingqualität, online unter: Funktionen/Beschlusskammern/1_GZ/BK1-GZ/2019/BK1-19-0001/BK1-19-0001_WIK-
https://support.google.com/stadia/answer/9607891?hl=de Kabelgutachten_BA.pdf?__blob=publicationFile&v=2
Netflix (o. J.): Empfehlungen zur Internetgeschwindigkeit, Online unter:
https://help.netflix.com/de/node/306
PWC (2020): German Media and Entertainment Outlook 2020-2024. Online unter:
www.pwc.de/de/technologie-medien-und-telekommunikation/german-entertainment-
and-media-outlook-2020-2024.pdf
GOLDMEDIA 27Sie können auch lesen
