Die Netzebenen (kurz NE) sind verschiedene Abschnitte des Kabelfernsehnetzes.
Entwicklung Als das Kabelfernsehen in Deutschland eingeführt wurde, wurde die Aufteilung in verschiedene Netzebenen vorgenommen. Ausschlaggebend waren hierbei technische und ökonomische Kriterien. Die damaligen Kabelfernsehnetze (im technischen Sinne auch „Breitbandverteilnetze“ genannt) dienten der Übertragung von Hörfunk- und Fernsehprogrammen von zentralen Verteilstellen zu den Rundfunkteilnehmern.
Der Ausbau einer bundesweiten technischen Infrastruktur für Breitbandverteilnetze für das Kabelfernsehen geht auf Entscheidungen aus den 1970er-Jahren zurück, insbesondere auf die Empfehlungen der Kommission für den Ausbau der technischen Kommunikationssysteme (KtK) aus dem Jahr 1976.
Kabelfernsehen erfordert eine baumförmige Netzstruktur, d. h. ein Netz, das sich von einem Punkt aus verzweigt. Die Breitbandverteilnetze wurden in Kupfer-Koaxialkabeltechnik errichtet, da diese Technik zu Beginn der Verkabelung die wirtschaftlich sinnvollste Bedarfsdeckung ermöglichte. Je nach Bauart reicht die Bandbreite dieses Kupfer-Koaxialkabels derzeit von 450 MHz bis zu 1 GHz.
Bei der Konzeption des Kabelnetzes wurde eine technische Trennung des Netzes in vier Ebenen vorgenommen. Bei der Klassifizierung der Netzebenen wird von der Entstehung des Signals in Richtung Endempfänger gezählt.
Vereinfacht gesagt funktioniert das Kabelnetz, indem von den Rundfunkveranstaltern/Fernsehstudios Programminhalte produziert werden und an die zentralen Empfangsstellen eines Kabelnetzes, die sogenannten Kabelkopfstellen, herangeführt werden. Zu Anfang der achtziger Jahre geschah dies überwiegend auf terrestrischem Wege (d. h. mittels Antennen). Heute ist diese Übermittlungsform selten geworden: Die meisten Sender haben auf Rundfunksatelliten sogenannte Transponderplätze gemietet und senden ihre Rundfunkprogramme direkt über einen Uplink auf den Satelliten und so zur Kopfstelle. Dies ist die Netzebene 1.
Die Netzebene 2 besteht aus den Kabelkopfstellen, ursprünglich auch aus der überregionalen Verteilebene, die über Fernsehtürme abgedeckt wurde. Hier werden die Signale empfangen und aufbereitet, danach in die örtlichen Netze verteilt. Den Abschluss dieser Netzebene bilden eigentlich kleinere Verteilstationen, die ein Stadtviertel versorgen.
Erst hier begann offiziell die Netzebene 3, die von dort aus die Verteilung der Rundfunksignale durch die Straßen und Vorgärten bis in die Häuser übernimmt. Heute hat sich der Begriff „Netzebene 3“ auf die gesamte regionale Signalübermittlung ausgedehnt, d. h. von der Kopfstelle bis zum Hausanschluss. Im Kabelgeschäft spielen die Netzebenen 1 und 2 als eigenständige Begriffe nur noch eine untergeordnete Rolle. Im Folgenden wird von der heutigen Begrifflichkeit ausgegangen.
Die Ebenen 1, 2 und 3 waren ursprünglich ausschließlich den Rundfunkanstalten und der Deutschen Bundespost zugeordnet und wurden mit öffentlichen Mitteln finanziert, während die Netzebene 4 (Hausverteilanlagen) von privaten Unternehmen installiert und betrieben wurde. Lokale Kabelfernsehanbieter oder Wohnungsbaugesellschaften können in eigener Regie Anlagen in der Netzebene 4 betreiben und dort auch eigene Programme oder zusätzliche Sender in das Kabelnetz einspeisen. In Deutschland ist man beim Kabelfernsehen in der Regel Kunde bei einem Anbieter der Netzebene 3.
Die Netzstruktur des Kabelfernsehnetzes lässt sich folgendermaßen darstellen:
Netzebene 1 TV- und Hörfunk-Studios und der Weg bis zur Sendestation. Netzebene 2 – Zentrale Einrichtungen Verteilwege über Rundfunksender, Satelliten, Richtfunk. Netzebene 3 – Das eigentliche Breitbandverteilnetz mit aktiven und passiven Komponenten Kabelkopfstellen bzw. Rundfunkempfangsstellen (Bündelung der Programme) zur Einspeisung in das Kabelfernsehnetz, also das Verteilnetz (z. B. in kommunalen Straßen und Wegen) zu den privaten Haushalten, Wohnanlagen oder Wohnungsgesellschaften bis zur Grundstücksgrenze bzw. dem Hausübergabepunkt. Netzebene 4 – Angeschlossene Hausübergabepunkte mit den dahinterliegenden privaten Hausverteilnetzen
Im Zuge der Errichtung der Kabelnetze in Deutschland wurde die Einrichtung verschiedener Netzebenen und deren Trennung bezüglich Eigentümerstruktur und technischer Zuständigkeit verfügt, was weltweit einen einmaligen Vorgang darstellt. Technisch gesehen ist die Trennung zwischen der vorgelagerten Netzebene 3 (in der Regel die Verteilung in einem örtlichen Netz) und der Netzebene 4 nicht notwendig, sondern wurde vom damals zuständigen Postminister Christian Schwarz-Schilling verfügt. Das Argument war, dass sich das Monopol der Deutschen Bundespost über die regionalen Netze – anders als beispielsweise bei den Telefonnetzen – nicht bis auf die direkte Beziehung mit den Nutzern erstrecken dürfe. Daher sollte der Ausbau der Kabelstrecken in den Gebäuden privaten Firmen überlassen werden, um so den Mittelstand zu stärken.
Was dabei nicht offen ausgesprochen wurde, war die mittlerweile rasant heraufziehende technische Entwicklung, die die Kabel-TV-Netze in absehbarer Zeit nicht mehr nur als Träger der Rundfunk- und Fernsehversorgung fungieren lassen, sondern sie auch als Medium für Kommunikationsdienste attraktiv machen würde. So war eingeweihten Kreisen durch die Erfahrungen aus USA und der Schweiz klar, dass über TV-Kabel auch die klassischen Telekommunikationsdienste Internet und Telefonie angeboten werden können und hier auf einen Schlag beim Verkauf des BK-Netzes ein unmittelbarer und flächendeckender Wettbewerber zur Deutschen Telekom entstanden wäre, was natürlich nicht im Interesse der Telekom war. Die politisch gewollte Beibehaltung der Zersplitterung der Netzebenen war ein möglicher und dann begangener Ausweg. Bei ihrem eigenen Telefonnetz hat dagegen die Telekom alle Netzebenen behalten und die aus dem Fernmeldemonopol herrührende Leitungshoheit bis zum Endkunden auch bei der Deregulierung des Telekommunikationsmarktes hinübergerettet, auch wenn sie diese mittlerweile unter massiven Regulierungsauflagen physikalisch und elektronisch öffnen musste.
Netzebene 1 Vereinfacht gesagt funktioniert das Netz, indem von den Sendern/Fernsehstudios Programminhalte produziert werden und an die zentralen Empfangsstellen eines Kabelnetzes, die so genannten Kabelkopfstellen oder Playoutcenter, herangeführt werden. Zu Anfang der achtziger Jahre geschah dies überwiegend auf terrestrischem Wege (d. h. mittels Antennen). Heute ist diese Übermittlungsform selten geworden: Die meisten Sender haben auf Satelliten sogenannte Transponderplätze gemietet und senden ihre Programme direkt über einen Uplink auf den Satelliten und so zur Empfangsstelle. Dies ist die Netzebene 1.
Netzebene 2 Die Netzebene 2 besteht aus den Kabelkopfstellen oder Playoutcentern, ursprünglich auch aus der überregionalen Verteilebene, die über Fernsehtürme abgedeckt wurde. Hier werden die Signale empfangen und aufbereitet, danach in die örtlichen Netze verteilt.
Netzebene 3 Die Netzebene 3 (NE3) ist im heutigen Sprachgebrauch der Begriff für regionale Breitbandkabelnetze, insbesondere die aus Verzweigungskabeln und Hauptkabeln bestehenden Netze, die, abgehend von den Hauptverteilern über die Kabelverzweiger, innerhalb von Ortschaften die Signale bis zu den privaten Grundstücken weiterleiten und verteilen.
Netzhierarchie Die Netzebene 3 ist in verschiedene Teilebenen untergliedert: Der herkömmliche Aufbau sieht von der Kabelkopfstelle (im Fachjargon: Übergeordnete BK-Verstärkerstelle/üBK) ausgehend starke Adern aus Koaxialkabel vor, die bis in die Stadtviertel geführt werden und in so genannten Benutzerseitigen BK-Verstärkerstellen/bBK enden. Ab dort schließt sich eine Baumstruktur aus früher reinen Kupferkabeln in koaxialem Aufbau – mittlerweile auch Glasfaserkabeln an, zu den Verstärkerpunkten (VrP) im Ortsnetz, das wiederum unterteilt ist:
A-Linien und B-Linien sorgen für den Weitertransport innerhalb des Stadtviertels;
C-Linien versorgen Straßenzüge und verlaufen entlang der Straße (meist am Fahrbahnrand);
D-Linien sind die abgehenden Verbindungen, die einzelne Häuser versorgen.
Auf diesen langen Strecken ist es notwendig, das transportierte Signal immer wieder zu verstärken, insbesondere wenn sich eine Verzweigung in die nächste Verteilebene ergibt. Augenfälligstes Erscheinungsbild dieser Notwendigkeit sind die Straßenverteiler, auch Verstärkerpunkte genannt, die als graue Kästen an den Bürgersteigen stehen. Der Ausfall ganzer Straßenzüge oder Stadtviertel liegt häufig darin begründet, dass Verkehrsteilnehmer diese Kästen rammen und die Kabelverbindung so unterbrechen. Das Gleiche passiert durch Vandalismus an diesen Verstärkerpunkten. Da zum Betrieb der Kabelnetze an den sogenannten Einspeisepunkten eine Versorgung mit 230 V vom lokalen Energieversorger erforderlich ist, führt auch ein Ausfall dieser Stromversorgung zum Ausfall des Signales. Ebenso kommt es immer wieder vor, dass bei Straßenbauarbeiten durch Bagger Linien gekappt werden und tausende Bildschirme schwarz bleiben.
Der Netzabschluss ist der Übergabepunkt (ÜP), wo die Verbindung zum Hausnetz hergestellt wird. Der Übergabepunkt bildet das letzte Element der Netzebene 3 und ist daher Eigentum des jeweiligen Betreibers. Im Allgemeinen ist er ein kleines unscheinbares Kästchen, das im Keller des Hauses angebracht wird. Das anschließende Hausnetz wird als Netzebene 4 bezeichnet.
Netzaufrüstung und Ringstruktur In den neunziger Jahren wurde die Netzebene 3 zunächst projektweise, ab 2000 auch großflächig in ihrer Topologie umgebaut. Statt des hierarchisch organisierten Baumnetzes wurden zwischen den Einspeisestationen (Playoutcenter) Ringe aus Lichtwellenleiter gelegt. Dabei versorgen regionale Ringe ein großes Gebiet mit einem Einzugsbereich von Millionen Teilnehmern. Diese können von einem zentralen Netzwerkknoten die empfangenen Signale großflächig in beide Richtungen weiterleiten. Die über einen solchen Ring angeschlossenen Kabelkopfstellen werden damit zu untergeordneten Netzwerkknoten und benötigen keine eigenen Empfangseinrichtungen mehr. Von diesen Stationen aus zweigen weitere Glasfaserringe ab, die die alten Koaxialstrecken ersetzen und die Knoten der einzelnen Stadtviertel miteinander verbinden. Um den Datentransport in Richtung der Teilnehmer zu optimieren, werden dahinter Stichleitungen aus Glasfaser bis zu den Straßenverteilern gelegt, in denen die Glasfaserstrecke endet und der Übergang zum bereits vorhandenen Koaxialnetz hergestellt wird. Diese Übergänge werden Glasfaserknoten, optische Knoten oder Fiber Nodes genannt. Hinter einem Glasfaserknoten liegen in der Regel zwischen 1.500 und 6.000 zu versorgende Wohneinheiten. Damit sind die grauen Kästen auf den Bürgersteigen ein wichtiges Glied der Multimediaversorgung geworden.
Zwei wesentliche Vorteile ergeben sich durch diese Struktur:
Die Störanfälligkeit wird auf ein Minimum reduziert. Sollte ein Glasfaserring beschädigt werden, kann das Signal einfach den umgekehrten Weg nehmen und wird nicht mehr unterbrochen. Dadurch vermindern sich die Signalausfälle drastisch. Das bezieht sich nur auf die zuführenden Verbindungen, nicht im Ortsnetz. Dadurch, dass Signale in zwei Richtungen transportiert werden, ist aus dem unidirektionalen Verteilnetz ein bidirektionales Multimedianetz geworden, über das neue Anwendungen laufen können: So wird es möglich, alle Dienste anzubieten, die Datentransport in zwei Richtungen erfordern, beispielsweise Telefondienste und Internetdienste. Die Leistungsfähigkeit der Glasfaser erlaubt ein wesentlich größeres Angebot an Programmen und Diensten. Die Anzahl der belegbaren Kanäle verdoppelt sich.
Als in den Jahren 2000 bis 2002 in Nordrhein-Westfalen ein Gebiet mit einer Million versorgbarer Teilnehmerhaushalte auf diese Struktur umgerüstet wurde, wurden auch Probleme deutlich: