Alternative Verlegemethoden: Chancen für einen schnellen Ausbau der digitalen Infrastruktur

Flächendeckende Konnektivität bis 2030: Mittels alternativer Verlegetechniken soll der deutsche Glasfaserausbau beschleunigt werden

Laut Breitbandatlas der Bundesnetzagentur verfügten Mitte 2023 rund 96 % der deutschen Haushalte über einen Breitbandanschluss. Rund 75 % davon waren Gigabitanschlüsse, von denen wiederum der Anteil an reiner Glasfasertechnologie (FTTB/H) über 28 % betrug. Zu einem beschleunigten, flächendeckenden Ausbau des Hochgeschwindigkeitsnetzes bis 2030 soll neben der Gigabit-Strategie der Bundesregierung auch der Gigabit Infrastructure Act (GIA) der EU-Kommission vom März 2023 beitragen. Dessen Regelungen zielen unter anderem auf einheitliche Bedingungen und eine Kostensenkung bei der Umsetzung sowie – wo lokal möglich – auf die gemeinsame Nutzung von physischer Infrastruktur ab. Für mehr Rechtssicherheit auf deutschen Baustellen soll indes die im letzten Juli veröffentlichte DIN 18220 sorgen. Diese regelt einige, bis dahin für den Glasfaserausbau nicht genormte, alternative Legeverfahren. Um welche Techniken handelt es sich, und auf welche praktischen Erfahrungen kann man bereits zurückgreifen?

1. Glasfasertechnologie kurz erklärt

Im Gegensatz zu den Kupferleitungen des DSL- und Kabelinternets, die Signale elektrisch übertragen – und so über längere Strecken an Bandbreite und Schnelligkeit einbüßen – ermöglicht die Glasfasertechnologie eine sehr hohe Übertragungsgeschwindigkeit von bis zu 1000 Mbit/s. Bei ihr kommen sogenannte Lichtwellenleitern (LWL) zum Einsatz.

Aufbau von Glasfaserleitungen und Signalübertragung
Lichtwellenleiter sind aus Kunststoff oder Quarzglas gefertigte Fasern. Eingeleitete Lichtsignale (von Laserdioden erzeugte, optische Signale) leiten sie als lichtführender Kanal mittels Reflexion weiter und befördern sie auf diese Weise vom Sender zum Empfänger.

In einem Glasfaser-Kabel werden mehrere Lichtwellenleiter gebündelt. Jeder Strang besteht aus vier verschiedenen Schichten:

dem haarfeinen Faserkern, der die optischen Signale transportiert,
dem Mantel aus Quarzsand, der den Faserkern umhüllt und eine Totalreflexion ermöglicht,
einer flexiblen und schützenden Kunststoffbeschichtung,
einer besonders robusten äußeren Schutzschicht aus Kunststoff oder Metall.

Materialeigenschaften
Aufgrund ihrer Beschaffenheit sind Glasfaser- im Gegensatz zu Kupferleitungen unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störeinflüssen und Temperaturschwankungen. Durch ihre fragile Architektur können die hauchdünnen Glasfasern jedoch leicht brechen und müssen deshalb zuglastfrei und ohne Kraftanwendung verlegt werden.

Glasfasertechnologie: Lichtwellenleiter ermöglichen eine Übertragungsgeschwindigkeit von bis zu 1000 Mbit/s

2. Alternative Legeverfahren für Glasfaservorhaben

Im Rahmen seiner Gigabitstrategie hat das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) in einem bereits 2022 publizierten Eckpunkte-Papier verschiedene alternative Legemethoden zum beschleunigten Ausbau des Glasfasernetzes benannt. Seit März 2023 sind diese in der DIN 18220 verankert. Ein Großteil der im Glasfaserbau einsetzbaren Verlegetechniken unterscheidet sich von jenen, die üblicherweise im offenen Leitungstiefbau Anwendung finden, beispielsweise im Hinblick auf Tiefenlage, Ausführungsart oder die zum Einsatz kommenden Werkzeuge. Zudem soll laut o. g. Eckpunkte-Papier geprüft werden, ob „befürchtete Ausbaurisiken bzw. unerwartete Bauschäden im Zusammenhang mit dem Einsatz neuerer Verlegeverfahren entstehen und ggf. abgefedert werden können.“ So wurden vom BMDV bereits 2020 beispielsweise für Trenching-Verfahren „Niveauveränderungen des Straßenkörpers durch Bodenverschiebungen oder Gebrauchseinwirkungen sowie Frost- oder Verdichtungsschäden“ als mögliche Nachteile dieser Methoden genannt.

Verlegung in offener Bauweise: Kabelpflug- und Trenching-Verfahren
Bei Kabelpflug-Verfahren kommt ein Pflug zum Einsatz, der mittels einer Zugmaschine durch das Erdreich gezogen wird. In die auf diese Weise erzeugte Spalte werden die Leerrohre verlegt. Anwendbar ist dieses Verfahren nur außerhalb von Ortschaften entlang von Straßen und auf unbefestigten Strecken.

Die sogenannte „untiefe Verlegung“ (vgl. DIN 18220) mittels Trenching umfasst – abhängig vom Untergrund – verschiedene Techniken wie Fräs-, Säge- und Schleifverfahren. Dabei werden Böden, Straßen oder Wege je nach Methode mit 10-50 cm tiefen und 2-30 cm breiten Gräben oder Schlitzen versehen und nach Einbringen der Kabel oder Rohre wieder verschlossen.

Das Trenching mittels Fräse zählt zu den minimalinvasiven Verlegemethode

Verlegung in geschlossener Bauweise: Horizontal-Spülbohr-Verfahren, Bodenverdrängungs-Verfahren, Verlegung im Abwasserkanal
Bei der grabenlosen Bauweise wird zwischen Start- und Zielpunkt einer Leitung zuvor ein unterirdischer Bohrkanal hergestellt. Je nach Lage und Beschaffenheit des Baugrundes kommen unterschiedliche Verfahrensvarianten infrage.

Horizontal-Spülbohr-Verfahren ermöglichen die Verlegung von Kabelschutzrohren bis zu einer Tiefe von 10 m und einer Länge bis 500 m. Bei beengten Verhältnissen, kleineren Baugruben und Schächten (wie zum Beispiel bei Hausanschlüssen) oder kurzen Querungen kommt das Mini-Spülbohrsystem als Variante zum Einsatz. Diesem ähnlich ist das Keyhole-Verfahren, eine Schlüsselloch-Technologie, durch die Eingriffe in die Erdoberfläche so gering wie möglich gehalten werden können, bevor Kabel oder Leitungen mittels Teleskopwerkzeugen eingezogen werden.

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Bei Bodenverdrängungs-Verfahren wird entweder eine sogenannte Erdrakete (ungesteuertes Bodenverdrängungs-Verfahren) oder ein steuerbarer Lenkkopf (Richtpress-Verfahren) durch die Erde getrieben, bevor anschließend ein Kabelschutzrohr im Hin- oder Rücklauf eingezogen wird. Beide Techniken kommen beim Erstellen von Hausanschlüssen und kurzen Querungen zum Einsatz.

Einsatz einer Erdrakete beim Glasfaser-Praxistag in Großbottwar, Baden-Württemberg

Bei der Verlegung im Abwasserkanal kann, abhängig von Bestand und Genehmigungsanforderungen, bestehende Infrastruktur für Glasfaserleitungen genutzt werden. Leerrohre bzw. Kabel können entweder direkt in Abwasseranlagen eingebracht oder im Zuge von Kanalsanierungen dort integriert werden. Infrage kommen sowohl aktive als auch stillgelegte Kanalsysteme, die nicht zwingend begehbar sein müssen.

Methoden oberirdischer Verlegung
Sollen, insbesondere im ländlichen Raum, beispielsweise kleinerer Siedlungen oder Ortsteile an bereits bestehende, unterirdische Kabeltrassen angebunden werden, kommt die oberirdische Verlegung am Mast (Ergänzung bestehender Infrastruktur oder Neubau) in Betracht. Knotenpunkte/Verzweigungsstellen oder Zuleitungen zu Grundstücken wie auch große Distanzen können auf diese Weise effizient angebunden oder überbrückt werden.

Aus der Praxis: „Wegebaulastträger im Erfahrungsaustausch“
Eine vom Gigabitbüro des Bundes Ende letzten Jahres geschaffene, interaktive Plattform gibt Vertretern und Vertreterinnen von Kommunen Aufschluss über praktische Erfahrungen beim Glasfaserausbau. „Hierfür wurden gezielt Wegebaulastträger zu bisherigen Erfahrungen, Arbeitsweisen und Hinweisen über den gesamten Prozess von der Anfrage bis zur Baubegleitung der alternativen Legemethoden befragt“, wie es dort heißt.

Stand 24. Januar hatten deutschlandweit rund 90 Kommunen aus verschiedenen Bundesländern ihre praktischen Erfahrungen geteilt, von denen 70 % aus dem ländlichen und 30 % aus dem städtischen oder halbstädtischen Raum berichten. Nimmt man die Angaben zu Techniken der Verlegung in den Fokus, bilden das Spülbohrverfahren mit 40 %, das Pflugverfahren mit 21 % und das Trenching-Fräsverfahren (gebundener Oberbau) mit 15 % die Spitze. Zu Erfahrungen mit oberirdischer Legung machten nur 4 % der Baulastträger Angaben.

3. Öffentlicher Diskurs

DIN 18220
In der Norm sind im Wesentlichen „erstmals klare Einsatz- und Ausführungsbedingungen für die alternativen Legemethoden Trenchen, Pflügen und Fräsen“ definiert. Weitere praxiserprobte Techniken (wie die grabenlose Verlegung) werden dort nicht berücksichtigt – woran beispielsweise der Bundesverband Breitbandkommunikation e.V. (BREKO) Kritik äußert und betont, die Akzeptanz für die Anwendung weiterer, praxiserprobter Verfahren durch die Normierung einzelner Techniken bei kommunalen Genehmigungsverfahren dürfe deshalb nicht sinken.

Möglichkeit der Überbauung
Das Thema Überbauung bestimmt auch beim Breitbandausbau einen Teil des öffentlichen Diskurses. Der Gigabit Infrastructure Act (GIA) verpflichtet Netzbetreiber dazu, Wettbewerbern Zugang zu physischer Infrastruktur (wie Leerrohren) zu gewähren. Laut WIK Consult werden von Marktteilnehmern „die ökonomischen Auswirkungen der öffentlich diskutierten Fälle des Überbaus sehr unterschiedlich“ bewertet. Mit einer im Auftrag des BMDV 2023 veröffentlichten WIK-Studie wurde infolgedessen eine ökonomische Analyse und rechtliche Einordnung der Marktsituation vorgenommen.

Gewinnung von Fachkräften
Die Nachfrage an Fachkräften ist auch am Glasfasermarkt hoch. So war nach Angaben des Gigabitbüros des Bundes im 1. Quartal 2023 im Vergleich zum Vorjahreszeitraum ein Anstieg um 25 % zu verzeichnen. Ein Großteil der ausgeschriebenen Stellen war zum genannten Zeitpunkt unbesetzt.
Abhilfe sollen spezielle Jobbörsen oder gezielte Aus- und Weiterbildungsinitiativen schaffen – wie zum Beispiel die gemeinsame „Initiative Fachkräfte für den Glasfaserausbau“ von BMDV & Deutsche Industrie- und Handelskammer (DIHK). Ein mehrstufiges Weiterbildungskonzept mit einheitlichen Standards hat die „Initiative Gremienverbund Breitband“ (IGVB) entwickelt und in Form von VDE-Leitlinien veröffentlicht. Die dort gelisteten Weiterbildungsanbieter – wie das Berufsförderungswerk des Rohrleitungsbauverbandes (brbv) – sind Teil eines modularen Qualifizierungsnetzwerks. Durch ein Angebot an zahlreichen aufeinander aufbauenden Schulungen oder Kursen, die von Grundlagenwissen bis hin zu fachlichen Spezialisierungen reichen, soll die Lücke am Arbeitsmarkt geschlossen werden.

4. Fazit und Ausblick

Die Anwendung alternativer Legeverfahren scheint laut der oben genannten staatlichen Akteure unter (zeit)ökonomischen Gesichtspunkten derzeit geeignet, den Ausbau des deutschen Hochgeschwindigkeitsnetzes zu beschleunigen. Wünschenswert wäre es, bei bestehenden Unstimmigkeiten zwischen Marktteilnehmern im Kontext des thematisierten Doppelausbaus, zügig einen Konsens zu finden. Gelänge es zudem, die Fachkräftelücke am Arbeitsmarkt mittelfristig zu schließen, käme dies dem Ziel der bis 2030 angestrebten, flächendeckende Glasfaser-Konnektivität zweifellos zugute.