Die Telekom mit T-DSL, bei einer Geschwindigkeit von 768 KBit/s downstream und 128 KBit/s upstream, Mannesmann mit 128 KBit/s in beiden Richtungen oder MobilCom mit 348 KBit/s downstream bringen Bewegung in den Datentransfer. Auch AOL will im Herbst seinen Internetzugang mit DSL beschleunigen. DSL steht dabei ganz allgemein für Digital Subscriber Line (digitale Teilnehmerverbindung) und ermöglicht auf herkömmlichen Kupferkabeln Datenraten von bis zu 52 MBit/s. DSL gibt es in vielen verschiedenen Spielarten, die lediglich durch einen zusätzlichen Buchstaben vor dem DSL gekennzeichnet werden. Daher spricht man oft auch von xDSL.
Der Reiz von DSL liegt nicht nur in den hohen Übertragungsraten, sondern vor allem in der Tatsache, dass die Verbindung über das öffentliche Telefonnetz abgewickelt wird. Allerdings nicht analog wie bei Telefonen und Modems, sondern digital.
Dies ist möglich, weil im deutschen Telefonnetz bei analogen Telefonanschlüssen nur noch die so genannte "letzte Meile" analog arbeitet. Ab der Vermittlungsstelle laufen alle Datenströme digital bis zur Vermittlungsstelle, an der der Empfänger hängt. Erst diese Vermittlungsstelle wandelt die digitalen Daten wieder in analoge Signale um, die dann beim Anschluss des Empfängers ankommen.
Analoge Datenübertragung
Bei der herkömmlichen Übertragung von Modem zu Modem werden die digitalen Werte des Senders in analoge Signale umgewandelt, damit diese über das Telefonnetz geschickt werden können. Beim Empfänger angekommen, müssen die analogen Signale in digitale Daten zurückübersetzt werden.
Die Bits werden dabei in Signale unterschiedlicher Tonhöhe (Frequenz) und Amplitude umgewandelt und im vorhandenen Frequenzbereich des analogen Telefonnetzes übertragen. Bei der Standardisierung des Telefonverkehrs wurde jedoch der verfügbare Frequenzbereich hinsichtlich Verständlichkeit und Wirtschaftlichkeit auf die für die menschliche Sprache relevante Bandbreite zwischen 100 Hz und 3,4 kHz beschränkt.
In Verbindung mit der digitalen Vermittlungstechnik entsteht bei Analog-Modems die paradoxe Situation, dass die Vermittlungsstelle die vom Modem extra in analoge Signale umgewandelten Daten wieder digitalisiert. Die Vermittlungsstelle des empfangenden Modems erzeugt dann wieder analoge Signale, die das Modem digitalisiert. Effektiv finden also vier Umwandlung statt.
Diese Situation machen sich 56K-Modems zu Nutze, bei denen zumindest downstream die Daten gar nicht erst in analoge Signale umgewandelt werden, sondern vom Sender gleich digital auf die Reise gehen. Erst bei der letzten Vermittlungsstelle geschieht die Umwandlung von digital nach analog, damit das Modem des Empfängers die benötigten analogen Signale erhält.
Digitale Übertragung per ISDN und DSL
Folgt man der Grundbedeutung von DSL als digitaler Anschlussleitung, handelt es sich bei ISDN um eine DSL-Spielart. Ein Vergleich von ISDN mit DSL macht jedoch auf Grund der unterschiedlichen Aufgaben wenig Sinn.
Bei ISDN steht die Dienstintegration im Vordergrund, wobei die maximal nutzbare Bandbreite für den Anwender mit 128 KBit/s nur ein Nebenprodukt darstellt. Viel wichtiger ist etwa der vorhandene D-Kanal für Steuerungsinformationen. Fax, Daten und Telefonieunterstützung erschweren in der Praxis zwar die Konfiguration, bieten jedoch ein weites Feld für eine sichere und störungsfreie Kommunikation.
Während ISDN auf die Vermittlung von unterschiedlichen Verbindungen setzt und bei den Dauerverbindungen von Flatrate-Nutzern wichtige Ressourcen belastet, werden andere DSL-Verbindungen hauptsächlich vom und zum Internet oder anderen Rechnernetzen eingesetzt. Funktionen zur Wahlvermittlung sind nicht notwendig und die Ursache möglicher Störungen wird durch die Punkt-zu-Punkt-Verbindung transparenter.
Auf den nächsten beiden Seiten finden Sie eine Beschreibung der derzeit spezifizierten Varianten von xDSL.
DSL-Varianten für Heimnutzer
ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line): Asymmetrisches Verfahren mit einem Adernpaar. Die Übertragungsgeschwindigkeiten bewegen sich upstream bis 1,5 MBit/s und downstream bis 8 MBit/s und können flexibel geschaltet werden. Parallelbetrieb von ISDN oder POTS ist mit Hilfe eines Splitters über dasselbe Adernpaar möglich. Derzeit handelt es sich bei den meisten für den Endverbraucher angebotenen Lösungen um ADSL, wie etwa T-DSL von der Telekom.
ADSL.lite/G.Lite/Universal ADSL: Ein verbraucherfreundliches DSL-Verfahren. Durch niedrigere Datenraten (384 KBit/s upstream, 1544 KBit/s downstream) und den Wegfall des Splitters können Service- und Materialkosten gespart werden. Allerdings verwendet G.Lite den Frequenzbereich ab 30 kHz, sodass ein Parallelbetrieb mit ISDN nicht möglich ist. Bisher sind solche Angebote noch nicht für den deutschen Markt konzipiert, sodass die Bereitstellung und Installation für Endverbraucher weiterhin über den Provider erfolgt.
CDSL: Das "Consumer DSL" ist ein proprietäres DSL-Verfahren von Rockwell und Nortel, das durch niedrigere Datenraten die Kosten für das CDSL-Modem senkt. Eine Weiterentwicklung zu UADSL (Universal ADSL, ADSL.Lite, G.Lite) soll das Endverbrauchersegment erschließen. Die Datenrate liegt bei 128 KBit/s upstream und 1000 KBit/s downstream.
IDSL: Always-on Variante von ISDN. Verwendet ISDN-Standards, sodass vorhandene ISDN-Komponenten zur Datenübermittlung verwendet werden können. Auf die Einwahlmöglichkeiten kann verzichtet werden, sodass der 16-KBit/s-Datenkanal zusätzlich zur Datenübertragung zur Verfügung steht.
ISDN-BA (DSL) (Integrated Services Digital Networks Basisanschluss): Auch ISDN ist ein DSL-Verfahren und kann zumindest in Europa parallel mit anderen DSL-Verfahren eingesetzt werden. Symmetrische Übertragung mit zwei 64 KBit/s Kanälen (+16 KBit/s Datenkanal). Das in Europa übliche ISDN verwendet den Frequenzbereich bis 130 kHz und kollidiert daher mit einigen in Amerika entwickelten DSL-Verfahren, die Teile dieses Spektrums ebenfalls beanspruchen.
DSL-Varianten für Firmen
HDSL (High Data Rate DSL): Symmetrisches Verfahren mit 2-3 Adernpaaren und maximal 4,5 Kilometer Reichweite. HDSL wird eingesetzt, um die Standleitungen T1 und E1 zu ersetzten. Für europäische E1-Leitungen mit 2,048 MBit/s sind drei Adernpaare notwendig, für das amerikanische T1 mit 1,544 MBit/s nur zwei. HDSL ist bereits seit längerem verabschiedet und kann eine breite Anzahl an Installationen in der Praxis vorweisen.
HDSL-2: Weiterentwicklung von HDSL. Verwendet jedoch nur ein Adernpaar.
MSDSL (Multi-rate Symmetric Single Pair DSL): Basiert auf SDSL-Technologie, bietet aber zusätzlich den Vorteil einer einstellbaren Übertragungsgeschwindigkeit und somit einer variablen Reichweite. Bei 4,5 Kilometer sind 2048 KBit/s möglich, bei 14 Kilometer immerhin noch 128 KBit/s.
RADSL (Rate Adaptive DSL): Die Anpassung der Bandbreite auf die Übertragungsqualität wird auch bei anderen ADSL-Verfahren angewandt. Bei Störungen kann so die Bandbreite reduziert werden, ohne dass die Verbindung abbricht. Für die Vergrößerung der Reichweite kann ebenfalls die Bandbreite reduziert werden. Als eigenständiges Verfahren wird meist die herstellerspezifische Variante von Globespan Semiconductor bezeichnet, die jedoch eher am US-Markt anzutreffen ist.
SDSL (Symmetric DSL): Allgemeine Bezeichnung für symmetrische DSL-Verfahren. Insbesondere das europäische Standardisierungsgremium ETSI erarbeitet derzeit einen Standard, der aber noch nicht endgültig abgeschlossen ist. Die Bandbreite liegt zwischen 192 KBit/s und 2048 KBit/s. SDSL wird dabei auch ISDN oder POTS integrieren können und kann so HDSL langfristig ablösen.
VDSL (Very High Speed DSL): Die nächste Generation von DSL. Kann sowohl symmetrisch als auch asymmetrisch betrieben werden. Mit bis zu 52 MBit/s über die normale Telefonleitung ist eine weitere Steigerung der Übertragungsrate möglich. Hierzu wird unter anderem das Frequenzband auf bis zu 20 MHz ausgeweitet, wodurch es aber zu Störungen mit anderen Quellen wie Amateurfunk kommen kann. Auch die Reichweite spielt eine große Rolle, sodass 52 MBit/s nur bei 300 Meter Kabellänge möglich ist. Bei 1,5 Kilometer sind immerhin noch 13 MBit/s möglich. Beim symmetrischen VDSL reduzieren sich diese Werte entsprechend.
ISDN und DSL auf einer Leitung
Der Standard von ADSL legt das zu nutzende Frequenzspektrum nicht eindeutig fest. Somit können Telefonieanbieter je nach Anforderung auch Frequenzen unterhalb von 130 kHz nutzen. Damit entfällt jedoch die Möglichkeit, gleichzeitig ISDN anzubieten. Damit ISDN und ADSL auf einer Kupferleitung laufen können, müssen die beiden Verfahren sich das gesamte Frequenzband teilen. ADSL kann also nur den Bereich zwischen 130 kHz und 1 MHz nutzen.
Um Störungen zu vermeiden, teilt ein so genannter Splitter zunächst die in der Telefondose eingehenden Signale in zwei Frequenzbänder auf. Der Bereich bis 130 kHz wird in den ISDN-NTBA eingespeist, an die ISDN-Geräte angeschlossen werden. Für den NTBA sieht es so aus, als ob er direkt an der Telefondose hängt.
Den Frequenzbereich ab 130 kHz speist der Splitter in ein DSL-Modem, das bereits beim Einschalten mit der Vermittlungsstelle aushandelt, welche Frequenzkanäle benutzt werden.
Auf dem umgekehrten Weg setzt der Splitter die beiden Frequenzbänder wieder zu einem zusammen und schickt sie über die Anschlussleitung an die Vermittlungsstelle.
Mehr Bandbreite mit DSL
Der eigentliche Grund für die sprunghaft verbesserte Bandbreite bei DSL liegt in der Verbreiterung des nutzbaren Frequenzbandes. Müssen sich Modems im Einklang mit dem Telefonstandard noch mit dem Frequenzband von 3,3 kHz begnügen, stehen ADSL bis 1104 kHz und VDSL sogar bis zu 11 MHz zur Verfügung.
Unterschiedliche Verfahren sorgen für eine ganze Reihe von DSL-Technologien, die sich insbesondere hinsichtlich der Anzahl der benötigten Adernpaare, der maximalen Reichweite und der Übertragungsgeschwindigkeit unterscheiden.
Auch das eingesetzte Modulationsverfahren gibt es in verschiedenen Ausführungen.
DMT (Discrete Multi-Tone) ist ein Verfahren, das besonders in den Angeboten der letzten Zeit häufiger eingesetzt wird.
Hierbei wird der vorhandene Frequenzbereich in mehrere gleichartige Teilbänder unterteilt, die eindeutig getrennt, eigenständig behandelt werden können. Jedes Teilband kann Daten mit dem bei V34-Modems erprobten Modulationsverfahren QAM übertragen. Bildlich kann man sich so ADSL als die Parallelschaltung von 256 V34-Modems vorstellen.
Diese Aufteilung sorgt auch für eine Entspannung bei der Signalübermittlung. Kommt es auf bestimmten Übertragungsfrequenzen zu Störungen, werden die betroffenen Teilbänder dynamisch abgeschaltet. Die Übertragungsgeschwindigkeit wird dadurch zwar gebremst, doch ein Sitzungsabbruch bleibt aus.
Da bei Kupferkabeln niedrige Frequenzen besser für die Übertragung geeignet sind als hohe, werden die Upstream- und Downstream-Kanäle auf die besten Teilbänder verteilt. Weil mittlerweile die meisten ADSL-Modems beim Einschalten die Modulationsparameter für jedes Teilband mit der Vermittlungsstelle selbstständig aushandeln, wird die Leistung optimal an die realen Bedingungen angepasst. Eine dauerhafte Belastung durch Störungen während des Betriebs wird bereits im Vorfeld vermieden.
Durch das Sperren von Kanälen können Anbieter auch die Bandbreite drosseln und an die Bedürfnisse und Zahlungsbereitschaft des Kunden anpassen.
Symmetrisch oder Asymmetrisch?
DSL-Varianten lassen sich grundsätzlich in symmetrische und asymmetrische Übertragung unterteilen. Bei den symmetrischen DSL-Verfahren wie HDSL, MSDSL und SDSL weisen die gleichen Kapazitäten für Up- und Downstream auf und eignen sich daher insbesondere für die Kopplung von Unternehmensnetzen oder die Anbindung von Internetservern.
Bei asymmetrischen Verfahren wie ADSL oder G.lite (auch ADSL-Lite) wird ein größerer Teil der Bandbreite für den Downstream reserviert und nur ein kleiner Rückkanal zum Anbieter bleibt erhalten. Internetzugänge, die den Rückkanal lediglich für Datenanforderungen, Bestätigungspakete und den Upload von E-Mails benötigen, können so effizient eingerichtet werden, ohne dass der Kunde nicht benötigte Bandbreite kaufen muss. Auch der ursprüngliche Verwendungszweck von ADSL - das Video on Demand - braucht große Bandbreiten nur in eine Richtung. Anders sieht es hingegen bei Videokonferenzen aus.
VDSL ist ein in der Erprobung stehender Nachfolger von ADSL und wird sowohl symmetrisch als auch asymmetrisch angeboten. Ein Bandbreiten-Gleichgewicht bedeutet jedoch immer Abstriche in der Übertragungskapazität und erfordert leistungsfähige Komponenten auf beiden Seiten der Leitung.
Übersprechen und andere Störungen
Netzbetreiber achten bei der Bewertung von Übertragungsverfahren vor allem auf die Auswirkungen auf benachbarte Kabelstränge. Das so genannte Übersprechen bezeichnet dabei die unerwünschten Signalübertragungen bei getrennten Medien.
Um einen störungsfreien Datenfluss auch unter widrigen Umständen zu garantieren und das Übersprechen zu minimieren, müssen bestimmte Grenzwerte eingehalten werden. Bei gegenseitiger Beeinflussung von Leitungsströmen, die parallel zueinander verschickt werden, kommt es sonst bei allen Beteiligten zu Störungen bis hin zu Verbindungsabbrüchen.
In einem Kabelkanal, in dem Hunderte von Leitungen zusammengefasst werden, ist zwar jede Leitung für sich isoliert, doch eine Veränderung des Frequenzspektrums definiert auch die vereinbarte Toleranz neu.
Standleitungen nach E1 (Europa mit 2048 KBit/s) und T1 (USA mit 1544 KBit/s) haben die gravierende Einschränkung, dass ein mehrfacher Einsatz im selben Kabelstrang nicht möglich ist. Für DSL gilt diese Einschränkung nicht und ist damit ideal für den Anschluss von Privathaushalten, bei denen oft eine Vielzahl von Kabeln durch einen Strang verläuft. Dies ist jedoch nicht für alle DSL-Verfahren garantiert, und Praxiserfahrungen, die die Theorie bestätigen, werden derzeit erst gemacht. Auch vorhandene Signalquellen wie Amateurfunk oder elektrische Haushaltsgeräte dämpfen die unter optimalen Bedingungen erzielten Werte.
Ein weiterer Faktor ist die Kabeldämpfung. Kabeldämpfung steht für die Verringerung des Signalpegels in der Leitung und ist abhängig von Frequenz und Kabellänge. In Deutschland ist die Dämpfung kein großes Problem, da im Ortsnetz die durchschnittliche Entfernung zur Vermittlungsstelle nur zwei Kilometer beträgt.
Leitungsqualität und Störungen
Ein weiterer wichtiger Aufgabenbereich des Netzbetreibers liegt in der Qualität der Leitungen. Deutschland hat durch die erst kürzlich erfolgte Digitalisierung des Netzes im Gegensatz zu anderen Länder gute Chancen, hohe Bandbreiten zu ermöglichen.
Hohe Bandbreiten reagieren jedoch sensibler auf Störungen, sodass DSL-Verfahren nur unter optimalen Bedingungen den theoretischen Maximaldurchsatz erreichen. Daher stellen Angebote für Privatnutzer meist nur einen Bruchteil der möglichen Bandbreite zur Verfügung. Fehlerkorrekturverfahren und das Ausblenden gestörter Frequenzen lassen so genügend Spielraum, um dem Nutzer zumindest immer die vertraglich zugesicherte Bandbreite zu liefern. Kommt es trotzdem zu Leistungseinbrüchen, handelt es sich daher eher um eine Überlastung des verwendeten Backbones.
Um Fehler im Teilnehmeranschluss zu minimieren, nimmt der Diensteanbieter vor dem Anschluss der Hardware eine Leitungsmessung vor. Mögliche Fehlerquellen wie Stichleitungen, also verlegte Telefonkabel ohne Anschluss, werden so im Vorfeld bereits erkannt.
Auch während des Betriebs ist eine Vielzahl an Störungen möglich. Gerade Privatkunden oder kleine Firmen sollten sich auf regelmäßige Leitungsausfälle einstellen und für alle Fälle einen Notbetrieb über ISDN einplanen. Als neues Übertragungsverfahren gibt es für DSL nur wenige Spezialisten, die über die notwendige Erfahrung verfügen, um Ausfallursachen richtig zu deuten und schnell zu beheben. Auch die verwendete Hardware bietet noch keine Hilfsmittel zur Ferndiagnose und Leitungskontrolle wie es bei ISDN der Fall ist. In Notfällen ist daher oft ein Techniker vor Ort notwendig und sei es nur, um in der Vermittlungsstelle einen Neustart der Baugruppe einzuleiten.
Fazit
Die DSL-Technologie kann mit zwei enormen Vorteilen aufwarten:
Sie ist kompatibel zu bestehenden Verkabelungslösungen (Zweidraht-Kupfer).
Sie bietet enorme Übertragungsraten, ist aber gleichzeitig flexibel.
Ersteres erspart enorme Kosten, da kein Anbieter Milliarden-Beträge in das Verlegen neuer Leitungen investieren will. Letzteres erfüllt den Bedarf nach Bandbreite, angefangen vom Heimanwender bis hin zur großen Firma.
Die Angebote von Telekom und Mannesmann zeigen, dass man durchaus gewillt ist, die DSL-Technologie voranzutreiben. Immerhin stehen mit Video-on-Demand und Videokonferenz Anwendungen in den Startlöchern, die gutes Geschäft versprechen. Die Ankündigung von AOL, ebenfalls DSL anzubieten, spricht für sich. Besonders hinsichtlich der Fusion mit Time Warner. In Deutschland wird sich, nicht zuletzt wegen des Einflusses der Telekom, ADSL für den Endanwender und kleine Firmen durchsetzen.
Aber auch für große Firmen ist DSL interessant. Immerhin kann es die bisherigen Standleitungs-Verfahren wie E1 oder T1 übertrumpfen. Provider werden DSL billiger anbieten können, da hier nicht die genannten Beschränkungen gelten. Anstatt nur einem Highspeed-Anschluss pro Kabelstrang, sind mit DSL mehrere möglich.
Für alle potenziellen Kunden - egal ob Privat oder Firma - wird sich jedoch die Akzeptanz an einem wichtigen Kriterium messen: die Backbone-Kapazität des Providers. Was nützt schließlich eine schnelle Anbindung bis zur Vermittlungsstelle, wenn dahinter die Daten durch einen Flaschenhals müssen? Welcher Anbieter in diesem Bereich die Nase vorn hat, wird sich erst zeigen, wenn die Anzahl von DSL-Kunden groß genug ist. (mha)
DSL-Verfahren im Überblick
Akronym | Aderpaare | Upstream (KBit/s) | Downstream (KBit/s) | Reichweite (km) |
|---|---|---|---|---|
| ||||
ADSL | 1 | 64 - 1500 | 1500 - 8000 | 4,5 |
ADSL/Lite G.Lite | 1 | 128 - 384 | 1544 - 6000 | 5,5 |
CDSL | 1 | 128 | 1000 | 5,5 |
HDSL (USA) | 2 | 1544 | 1544 | 4,5 |
HDSL (Europa) | 3 | 2048 | 2048 | 4,5 |
IDSL | 1 | 144 | 144 | 5 |
MSDSL | 1 | 128-8000 | 128-8000 | 14 |
RADSL | 1 | 272-1088 | 640-2200 | 18 |
SDSL | 1 | 192-2320 | 192-2320 | 2,4 |
VDSL (asymmetrisch) | 1 | 1600 | bis 13800 bei 1500 Metern, bis 27600 bei 1000 Metern, bis 55200 bei 300 Metern | 0,3 - 2 |
VDSL (symmetrisch) | 1 | 2300-34000 | 2300-34000 | 0,3 - 2 |
Literaturangaben und weitere Links zu DSL
Detlef Führer, ADSL: High-speed Multimedia per Telefon, Heidelberg, Hüthig 2000, ISBN: 3778539140, 68 Mark
European Telecommunications Standards Institute
American National Standards Institute
Support Forum hauptsächlich für T-DSL