In der Welt der Netzwerke wird häufig der Fokus auf die Bandbreite gelegt, also darauf, wie viel Datenvolumen pro Sekunde übertragen werden kann. Dabei gerät ein weitaus entscheidenderer Faktor oftmals aus dem Blick: die Latenz. Latenz beschreibt die Verzögerung, die zwischen dem Versenden eines Datenpakets und dem Empfangen der Antwort entsteht. Sie ist somit die zeitliche Verzögerung, die bei der Kommunikation über ein Netzwerk unvermeidbar ist. Obwohl Bandbreite und Geschwindigkeit immer wieder als die wichtigsten Merkmale für eine gute Verbindung beworben werden, haben Experten längst erkannt, dass es gerade auf eine möglichst geringe Latenz ankommt, insbesondere bei interaktiven Anwendungen wie Sprachkommunikation, Online-Gaming oder Echtzeitdatenübertragung.
Die Bedeutung von Latenz lässt sich am einfachsten anhand eines Beispiels verdeutlichen: Ein Internetanschluss mit einer hohen Bandbreite ermöglicht es, große Dateien relativ zügig herunterzuladen. Eine gute Übertragungsrate ist also für das Verschieben umfangreicher Datenmengen sehr wichtig. Doch wer beispielsweise an einem Videokonferenz-Call teilnimmt oder ein Onlinespiel spielt, spürt sofort, wenn die Latenz zu hoch ist. Dann erscheinen Bewegungen oder Sprachsignale verzögert, was die Kommunikation erschwert oder das Spielerlebnis negativ beeinflusst. Anders als bei der Bandbreite ist die Latenz also besonders bei kleinen Datenpaketen kritisch, die in Echtzeit übertragen werden müssen.
Ein weit verbreitetes Missverständnis besteht darin, dass man durch Hinzufügen mehrerer paralleler Verbindungen automatisch eine niedrigere Latenz erreichen kann. Das ist jedoch falsch. Bandbreite lässt sich theoretisch durch das Bündeln mehrerer Leitungen erhöhen. Dieses sogenannte Bonding wird beispielsweise bei ISDN-Verbindungen bereits erfolgreich eingesetzt, um aus zwei Kanälen eine höhere Gesamtgeschwindigkeit zu erzielen. Doch eine schlechte Latenz lässt sich auch durch den Einsatz vieler paralleler Leitungen nicht verbessern.
Die Verzögerung begründet sich unter anderem durch die physikalischen Grenzen der Signalübertragung, wie der Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht in Kabeln, aber auch durch technische Eigenschaften von Geräten wie Modems oder Router, die zusätzliche Verzögerungen verursachen können. Vor allem beim Einsatz klassischer Modem-Verbindungen wird die Latenz schnell zum Problem. Während moderne Ethernet-Verbindungen eine Latenz von weniger als einer Millisekunde aufweisen können, schlagen herkömmliche Modems mit Verzögerungen um die 100 Millisekunden zu Buche – das ist ungefähr das 300-fache und hat massive Auswirkungen auf die Leistung. Selbst wenn ein Modem mit 33,6 Kilobit pro Sekunde theoretisch Daten schnell übertragen kann, führt die hohe Latenz dazu, dass schon kleinste Datenmengen viel länger unterwegs sind als kalkuliert. So kann das Versenden von wenigen Bytes überraschend viel Zeit in Anspruch nehmen, da die eigentliche Übertragungszeit hinter der Wartezeit durch Latenz zurücktritt.
Dies wirkt sich besonders nachteilig auf Steuer- und Kontrollnachrichten aus, die im Hintergrund bei jeder Netzwerkverbindung ausgetauscht werden. Diese kleinen Datenpakete müssen häufig in beide Richtungen gesendet werden, was bei hoher Latenz die Kommunikation stark verzögert. Für Nutzer äußert sich dies nicht nur in langsamen Downloads, sondern auch in träge reagierenden Anwendungen und einem schlechten Nutzungserlebnis insgesamt. Die Problematik bei der Latenz ist, dass sie häufig nicht öffentlich angepriesen oder in technischen Datenblättern hervorgehoben wird. Stattdessen fokussieren viele Hardware-Hersteller auf die Nennung hoher Datenraten, was für Endverbraucher oft verwirrend ist, weil sie den Unterschied zwischen Kapazität (Bandbreite) und tatsächlicher Geschwindigkeit (Latenz) nicht kennen.
Interessant ist auch der Unterschied zwischen datenintensiven Anwendungen und solchen, die auf schnelle Interaktivität angewiesen sind. Das Streamen eines Films profitiert vor allem von hoher Bandbreite, da große Datenmengen kontinuierlich übertragen werden müssen. Bei Echtzeitanwendungen, beispielsweise beim VoIP-Telefonieren oder Online-Gaming, ist allerdings eine niedrige Latenz unabdingbar, damit Eingaben und Reaktionen nahezu verzögerungsfrei stattfinden können. Selbst Millisekunden können hier entscheiden, ob eine Verbindung als flüssig empfunden wird oder störend verzögert ist. Von technischen Seiten her sind der Ausbreitungsverzögerung durch die physikalische Geschwindigkeit des Signals sowie der Zeit, die Geräte zur Verarbeitung benötigen, Grenzen gesetzt.
Dennoch können moderne Technologien und cleveres Design die Latenz minimieren. Ein Beispiel hierfür ist die Apple Geoport-Telekomadapter-Technologie, die Modem-Software direkt auf den Computer auslagert und so potenziell die Verzögerung deutlich reduziert. Durch das Wissen über den laufenden Datenverkehr kann die Software effizienter arbeiten und Daten schneller senden, als es herkömmliche externe Modems schaffen. Auch Ethernet-Netzwerke und Glasfaserverbindungen nutzen sehr niedrige Latenzzeiten und erlauben so ein flüssiges Nutzererlebnis, das längst den herkömmlichen Modems weit überlegen ist. Trotzdem gibt es Fälle, in denen die Kosten oder die Verfügbarkeit moderner Technologien begrenzt sind.
Gerade in ländlichen Gebieten oder Regionen mit veralteter Infrastruktur bleibt die Latenz dennoch ein Problem. Daher ist es wichtig, dass Softwareentwickler und Netzwerkadministratoren Anwendungen erstellen, die Bandbreite schonen und bei gleichzeitig niedriger Latenz arbeiten. Optimierung des Datenverkehrs, intelligente Komprimierung und das Vermeiden unnötiger Nachrichten können helfen, die negativen Auswirkungen hoher Latenz zu mildern. Kompromisse in Abhängigkeit von den jeweiligen Anforderungen an die Netzwerknutzung sind deshalb unvermeidlich. Weniger Daten zu senden, reduzierte Bild- oder Tonqualität anzubieten oder Frequenzen von Aktualisierungen herunterzusetzen sind Maßnahmen, die Bandbreiten einsparen obwohl sie die Latenz nicht verbessern.
Umgekehrt ist es fast aussichtslos, durch reine Erhöhung der Bandbreite eine schlechte Latenz zu korrigieren. Netzwerk-Caching ist ein weiteres Mittel, Latenz zumindest gefühlt zu reduzieren. Die lokale Speicherung von Webseiteninhalten oder Anwendungen erlaubt es, wiederholte Anfragen über das langsame Netzwerk zu vermeiden. Aber um zu überprüfen, ob Caches aktuell sind, sind oft kleine, schnelle Anfragen nötig, die genau auf die Latenz reagieren. Die Industrie hat sich mittlerweile der wachsenden Bedeutung der Latenz bewusst und versucht, mit technologischen Fortschritten den Rückstand gegenüber den physikalischen Grenzen aufzuholen.
Dennoch bleibt der physikalische Flaschenhals der Ausbreitungsgeschwindigkeit ein Fixpunkt, der nicht unterschritten werden kann. Das bedeutet, dass selbst die schnellsten Verbindungen immer eine gewisse minimale Verzögerung haben, bedingt durch die Entfernung zwischen Sender und Empfänger. Für den Endnutzer heißt das, dass nicht ausschließlich die angegebene Datenrate für die Bewertung einer Internet- oder Netzwerkverbindung ausschlaggebend sein sollte. Vielmehr sollten auch Messwerte und Erfahrungswerte zur Latenz berücksichtigt werden, um ein realistisches Bild der wahren Leistungsfähigkeit zu erhalten. Testtools wie Ping oder Traceroute geben hier gute Indikatoren, wie hoch die Verzögerungszeiten sind und wo genau eventuelle Engpässe entstehen.
