Bandbreite & Übertragungsgeschwindigkeit

Was ist Bandbreite?

Stell dir eine Wasserleitung vor. Die Bandbreite ist der Durchmesser der Leitung – je dicker die Leitung, desto mehr Wasser (Daten) kann gleichzeitig fließen. Eine dünne Leitung überträgt weniger Daten pro Sekunde als eine dicke – egal wie lange du wartest.

In der Netzwerktechnik wird Bandbreite in Bit pro Sekunde angegeben – also wie viele Bit pro Sekunde übertragen werden können:

Einheit

Abkürzung

Wert

Typische Verwendung

Kilobit pro Sekunde

kbit/s

1.000 bit/s

Alte Modems, GSM

Megabit pro Sekunde

Mbit/s

1.000.000 bit/s

DSL, WLAN, LAN

Gigabit pro Sekunde

Gbit/s

1.000.000.000 bit/s

Glasfaser, Server

Terabit pro Sekunde

Tbit/s

1.000.000.000.000 bit/s

Internet-Backbone

Wichtig: Bandbreite wird immer in Bit angegeben – nicht in Byte! Das ist kein Zufall sondern Absicht der Internetanbieter – 100 Mbit/s klingt besser als 12,5 MB/s. 😄

Bandbreite vs. Durchsatz vs. Latenz

Drei Begriffe die oft verwechselt werden:

Begriff

Bedeutung

Analogie

Bandbreite

Maximale theoretische Übertragungsrate

Maximale Wasserkapazität der Leitung

Durchsatz

Tatsächliche Übertragungsrate in der Praxis

Tatsächlich fließendes Wasser

Latenz

Verzögerung bis das erste Bit ankommt

Zeit bis das Wasser den Hahn erreicht

In der Praxis ist der Durchsatz immer kleiner als die Bandbreite – durch Protokoll-Overhead, Netzwerklast, WLAN-Interferenzen und andere Faktoren. Als Faustregel gilt:

Tatsächlicher Durchsatz ≈ 70-80% der theoretischen Bandbreite

Beispiel: 100 Mbit/s Leitung
Theoretisch: 100 Mbit/s = 12,5 MB/s
Praktisch:   ca. 70-80 Mbit/s = 8,75 - 10 MB/s

Die wichtigste Formel

Übertragungszeit = Dateigröße (in Bit) ÷ Bandbreite (in Bit/s)

Oder umgestellt:
Dateigröße = Bandbreite × Übertragungszeit
Bandbreite  = Dateigröße ÷ Übertragungszeit

Der häufigste Fehler: Dateigröße ist in Byte angegeben, Bandbreite in Bit/s – du musst erst umrechnen!

Dateigröße in Byte × 8 = Dateigröße in Bit

Schritt-für-Schritt Berechnungen

Beispiel 1 – Einfacher Download

Aufgabe: Wie lange dauert der Download einer 500 MB Datei
         bei 50 Mbit/s?

Schritt 1: Dateigröße in Bit umrechnen
500 MB × 8 = 4.000 Mbit = 4.000.000.000 Bit

Schritt 2: Übertragungszeit berechnen
4.000.000.000 Bit ÷ 50.000.000 Bit/s = 80 Sekunden

Ergebnis: 1 Minute 20 Sekunden

Beispiel 2 – Benötigte Bandbreite

Aufgabe: Eine 2 GB Datei soll in maximal 3 Minuten übertragen werden.
         Welche Mindestbandbreite wird benötigt?

Schritt 1: Einheiten vereinheitlichen
2 GB = 2.000 MB = 2.000.000.000 Byte
2.000.000.000 Byte × 8 = 16.000.000.000 Bit = 16 Gbit

3 Minuten = 180 Sekunden

Schritt 2: Bandbreite berechnen
16.000.000.000 Bit ÷ 180 Sekunden = 88.888.888 Bit/s
                                  ≈ 89 Mbit/s

Ergebnis: Mindestens 89 Mbit/s – also eine 100 Mbit/s Leitung

Beispiel 3 – Mögliche Dateigröße

Aufgabe: Wie große Datei kann in 30 Sekunden bei 25 Mbit/s
         übertragen werden?

Dateigröße (Bit) = 25.000.000 Bit/s × 30 s = 750.000.000 Bit

In Byte: 750.000.000 ÷ 8 = 93.750.000 Byte ≈ 93,75 MB

Ergebnis: Ca. 93,75 MB

Typische Bandbreiten im Vergleich

Technologie

Bandbreite

Download 1 GB

Altes Modem (56k)

56 kbit/s

ca. 40 Stunden

ISDN

128 kbit/s

ca. 17 Stunden

DSL 6000

6 Mbit/s

ca. 22 Minuten

DSL 16000

16 Mbit/s

ca. 8 Minuten

VDSL 50

50 Mbit/s

ca. 2,7 Minuten

VDSL 100

100 Mbit/s

ca. 80 Sekunden

Glasfaser 1 Gbit/s

1.000 Mbit/s

ca. 8 Sekunden

Fast Ethernet

100 Mbit/s

ca. 80 Sekunden

Gigabit Ethernet

1.000 Mbit/s

ca. 8 Sekunden

10 Gigabit Ethernet

10.000 Mbit/s

ca. 0,8 Sekunden

Latenz – die unterschätzte Größe

Latenz (auch Ping genannt) ist die Zeit die ein Datenpaket vom Sender zum Empfänger benötigt – und zurück (Round Trip Time, RTT). Sie wird in Millisekunden (ms) gemessen.

Verbindung

Typische Latenz

Auswirkung

Lokales Netzwerk (LAN)

< 1 ms

Kaum spürbar

DSL Deutschland

10–30 ms

Gut für Gaming

4G/LTE

30–50 ms

Akzeptabel

Satellit (GEO)

500–700 ms

Spürbar, Gaming schwierig

Satellit (Starlink)

20–40 ms

Gut

Hohe Bandbreite hilft nicht gegen hohe Latenz! Bei Online-Gaming, VoIP und Videokonferenzen ist niedrige Latenz wichtiger als hohe Bandbreite.

Overhead – warum nie die volle Bandbreite genutzt wird

Netzwerkpakete bestehen nicht nur aus Nutzdaten – sie enthalten auch Header-Informationen der verschiedenen Protokollschichten. Das nennt man Overhead:

Beispiel: 1 KB Nutzdaten (1.024 Byte) via Ethernet + IP + TCP

Ethernet-Header:  14 Byte
IP-Header:        20 Byte
TCP-Header:       20 Byte
Nutzdaten:     1.024 Byte
               ─────────
Gesamt:        1.078 Byte

Overhead: 54 Byte von 1.078 Byte = ca. 5%

→ Effektive Nutzrate: 1.024 ÷ 1.078 ≈ 95%

Praxisbeispiel: Netzwerkplanung

Aufgabe: In einem Büro mit 20 Mitarbeitern soll jeder gleichzeitig
         mit 10 Mbit/s surfen können. Welche Internetleitung wird benötigt?

Benötigte Bandbreite: 20 × 10 Mbit/s = 200 Mbit/s

Mit 20% Sicherheitspuffer:
200 Mbit/s × 1,2 = 240 Mbit/s

→ Empfehlung: 250 Mbit/s oder 1 Gbit/s Glasfaseranschluss

Alle Formeln auf einen Blick

Gesucht

Formel

Einheit

Übertragungszeit

Dateigröße (Bit) ÷ Bandbreite (Bit/s)

Sekunden

Dateigröße

Bandbreite (Bit/s) × Zeit (s)

Bit → ÷8 → Byte

Bandbreite

Dateigröße (Bit) ÷ Zeit (s)

Bit/s

Byte → Bit

Byte × 8

Bit

Mbit/s → MB/s

Mbit/s ÷ 8

MB/s

MB/s → Mbit/s

MB/s × 8

Mbit/s

Zusammenfassung

  • Bandbreite = maximale Übertragungsrate in Bit/s – nicht Byte/s!

  • Übertragungszeit = Dateigröße (Bit) ÷ Bandbreite (Bit/s)

  • Dateigröße immer × 8 um von Byte in Bit umzurechnen

  • Durchsatz in der Praxis ca. 70-80% der theoretischen Bandbreite

  • Latenz = Verzögerung in ms – unabhängig von der Bandbreite

  • Overhead durch Protokoll-Header reduziert die effektive Nutzrate

  • 100 Mbit/s = 12,5 MB/s – der häufigste Umrechnungsfehler!