DSL - Digital Subscriber Line
In Deutschland ist DSL das Synonym für einen Breitband-Internet-Zugang mit der ADSL-Technik. Doch ursprünglich wurde unter dem Begriff "DSL" die Übertragungstechnik für den ISDN-Basisanschluss verstanden. Heute versteht man unter DSL verschiedene Trägerverfahren, auf die paket- oder zeilenorientierte Protokolle aufgesetzt werden können. Gelegentlich stößt man auf den Begriff xDSL. Es handelt sich dabei um einen Begriff, der die verschiedenen DSL-Verfahren zusammenfasst.
In den Jahren 1982 bis 1988 wurde das erste DSL-System entwickelt. Es wurde später dann zum ANSI-Standard und unter der Bezeichnung ISDN bekannt. Historisch gesehen ist ISDN das erste DSL, das sich weltweit durchgesetzt hat.
Die wichtigste Anforderung an eine DSL-Übertragungstechnik ist, dass die bereits für Telefonie verlegten Kupferleitungen weiter verwendet werden können. Bei der Einführung einer neuen Technik will man vermeiden, ein neues Leitungsnetz aufzubauen. Das wäre zu teuer und letztlich nicht praktikabel.
Ursprünglich war die Verkabelung des Telefonnetzes ausschließlich für die Sprachübertragung ausgelegt. Es war nie vorgesehen darüber Daten zu übertragen.
Obwohl die Bezeichnung "Digital Subscriber Line" (deutsch: Digitale Teilnehmeranschlussleitung) die Vermutung nahelegt, ist damit nicht die Leitung gemeint, sondern eine Leitung mit jeweils einem Modem an den Leitungsenden. Die Modems sorgen dafür, dass zwischen Kundenseite und Netzbetreiberseite eine ständige physikalische und logische Verbindung besteht. Beispielsweise wird bei der analogen Telefontechnik (Plain Old Telephony Service, POTS) nur dann eine logische Verbindung hergestellt, wenn der Hörer abgehoben wird. Vom Prinzip her ist DSL eine Standleitung. Wobei der Begriff "Standleitung" als solcher nicht mehr verwendet wird.
Heute bietet DSL die Möglichkeit hohe Datenraten auf dem herkömmlichen Telefonkabel zu erreichen. Jede DSL-Technik nutzt ein weit größeres Frequenzspektrum als POTS und ISDN und erreicht damit eine sehr hohe Übertragungsgeschwindigkeit. Die Reichweite des Signals ist jedoch stark eingeschränkt. Diese Einschränkung liegt daran, dass die benutzten Teile des Spektrums durch Ressonanzeffekte (Schwingung), Verzerrungen und Fremdeinstrahlungen beeinträchtigt werden. Die Leitungsdämpfung erhöht sich mit steigender Frequenz und steigender Entfernung zur Vermittlungsstelle. Je länger eine Leitung ist, desto kleiner die Datenrate. Oder, je höher die Datenrate, desto geringer die Reichweite. Die Begrenzung von Reichweite und Übertragungsrate führt dazu, dass DSL nicht überall möglich ist wo eine Leitung liegt.
HDSL (G.991.1)
HDSL ist eine Erweiterung der DSL-Technik, die im Zeitraum 1989 bis 1991 entwickelt wurde. Ziel war es, eine Übertragungstechnik zu schaffen, um das vorhandene Leitungsnetz ohne zwischengeschaltete Repeater zu nutzen und um Datenrate mit 2 MBit/s zu erzielen.
HDSL ist das erste DSL-Verfahren, dass auf Hochgeschwindigkeit getrimmt wurde. HDSL war der Auftakt für Weiterentwicklungen, wie ADSL, SDSL und weitere Varianten.
HDSL2 ist eine Weiterentwicklung von HDSL. Allerdings hat diese Entwicklung nicht verhindern können, dass HDSL von SDSL abgelöst wurde.
SDSL (G.991.2)
SDSL wurde entwickelt, um die gleiche Übertragungsgeschwindigkeit von HDSL auf nur einer Doppelader zu ermöglichen. Das ursprüngliche SDSL war eine propritäre Weiterentwicklung von HDSL.
Heute steht die Bezeichnung SDSL für eine ganze Familie von symmetrischen Übertragungstechniken. Dazu zählen vor allem die Standards SHDSL, G.SHDSL und ESHDSL. Alle werden unter dem Begriff SDSL geführt. Ihnen liegt eine symmetrische Übertragungstechnik zu Grunde. Das bedeutet, die Übertragungsgeschwindigkeit im Down- und Uplink sind gleich schnell.
ADSL
Um die Ansprüche nach mehr Bandbreite für die Internet-Nutzung zu erfüllen, wurde zwischen 1991 und 1995 die ADSL-Technik entwickelt. ADSL wurde von der ITU (International Telecommunications Union) im Standard G.992.1 und vom ANSI (American National Standardisation Institute) im Standard T1.413 normiert.
Nachdem die ersten ADSL-Anschlüsse verfügbar waren, stieg die Internet-Nutzung stark an. Der Ausbau der Netze kam mit dem wachsenden Bandbreiten-Bedarf nicht nach. Trotzdem haben alternative Breitband-Zugangstechnik keine weite Verbreitung gefunden.
Da die ADSL-Technik auf der ganzen Welt sehr erfolgreich ist, kam es zur Entwicklung von ADSL2 und ADSL2+. Als direkte Nachfolgetechnik gilt VDSL2.
VDSL
Bei VDSL löste man sich erstmals vom Gedanken, dass die ganze Strecke zwischen Vermittlungsstelle und Teilnehmeranschluss aus einem Kupferkabel bestehen muss. Für VDSL ist die Voraussetzung ein Hybrid-Netz, bestehend aus Glasfaser- und Kupferleitungen. Die Glasfaserleitungen müssen möglichst nahe an den Teilnehmeranschluss beim Kunden herangeführt werden, um auf den letzten hundert Metern über die Kupferleitung eine hohe Übertragungsrate zu erreichen.
Überblick über die DSL-Technologien
| DSL- Variante |
Übertragung (möglich) |
Doppel- Adern |
Datenrate | Reichweite | POTS/ ISDN |
Anwendung | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Downstream | Upstream | ||||||
| ADSL | asymmetrisch | 1 | 8 MBit/s | 640 kBit/s | ca. 5 km | ja | Internet-Zugang |
| ADSL2 | asymmetrisch | 1 | 12 MBit/s | 1 MBit/s | ja | Internet-Zugang | |
| ADSL2+ | asymmetrisch | 1 | 25 MBit/s | 3,5 MBit/s | ja | Internet-Zugang | |
| G.lite-ADSL | asymmetrisch | 1 | 1,5 MBit/s | 500 kBit/s | ca. 8 km | ja | Internet-Zugang |
| HDSL | symmtrisch | 2 | 1,544 MBit/s | 1,544 MBit/s | ca. 4,5 km | nein | WAN |
| 3 | 2,048 MBit/s | 2,048 MBit/s | |||||
| HDSL2 | symmtrisch | 1 | 2 MBit/s | 2 MBit/s | ca. 3,6 km | nein | WAN |
| SDSL | symmtrisch | 1 | 2,36 MBit/s | 2,36 MBit/s | ca. 2,5 km | nein | WAN |
| SHDSL | symmtrisch | 1 | 2,36 MBit/s | 2,36 MBit/s | ca. 4 km | nein | WAN |
| G.SHDSL | symmtrisch | 1 | 1,2 MBit/s | 1,2 MBit/s | ca. 6 km | nein | WAN |
| 2 | 2,36 MBit/s | 2,36 MBit/s | |||||
| VDSL(2) | symmetrisch | 1 | 100 MBit/s | 100 MBit/s | ca. 1 km | ja | Internet-Zugang |
Störungen bei DSL
Die große Verbreitung von DSL hat dazu geführt, dass in den Telefonkabeln von den Vermittlungsstellen zu den Kunden immer mehr DSL-Anschlüsse parallel geschaltet werden. Das Problem dabei, je mehr DSL-Anschlüsse in einem Kabelstrang geschaltet sind, desto mehr stören sie sich gegenseitig.
Es ist wie auf einer Party: Anfangs, wenn noch wenige Gäste da sind, kann sich jeder mit jedem in angenehmer Lautstärke unterhalten. Doch wenn immer mehr Gäste kommen und sich untereinander unterhalten, steigt automatisch die Lautstärke (erhöhte Sendeleistung). Die Unverständlichkeit der Gespräche steigt an (steigende Fehlerrate). Jeder versucht genauer hinzuhören (gute Empfindlichkeit und gute Trennschärfe). Irgendwann sind so viele Gäste im Raum, dass man sich gegenseitig anschreien muss, um sich noch verstehen zu können (stark erhöhte Sendeleistung). Doch gerade dieses Schreien führt zu weiteren Störungen in andere Unterhaltungen. Die Unverständlichkeit nimmt weiter zu (stark steigende Fehlerrate) und der Informationsgehalt nimmt ab (sinkende Datenrate). Die meisten Gäste unterhalten sich nur noch von Mund zu Ohr (geringe Reichweite). Irgendwann gehen einige Gäste aus dem Raum, weil es fast unmöglich ist sich zu unterhalten (Ausfall von DSL-Anschlüssen aufgrund zunehmender Störungen).
Damit es nicht zu Ausfällen von DSL-Anschlüssen in Folge zu hoher Sendeleistungen kommt, gibt es eine fest definierte Grenze, die ein Aufschaukeln der Sendeleistungen verhindert. Die maximale Sendeleistung ist abhängig von der Frequenz und wird so ausgelegt, dass noch im schlechtesten Fall eine Datenübertragung möglich ist.
Als zusätzliche Maßnahme werden nicht alle Doppeladern eines Kabelstrangs mit DSL-Anschlüssen beschaltet. In der Praxis gibt es den Richtwert, dass nicht mehr als 50% der Doppeladern eines Kabelstrangs mit DSL-Anschlüssen beschaltet werden darf. Deshalb kommt es teilweise auch in Gebieten, die mit DSL versorgt sind zu Problemen bei der DSL-Auftragsausführung. Das Teilstück einer Leitungsstrecke zwischen Kunde und Vermittlungsstelle ist dann bereits mit zu vielen DSL-Anschlüssen belegt.
Für die Zukunft sind Maßnahmen erforderlich, die die Verträglichkeit der verschiedenen Übertragungstechniken verbessert. Gegen Übersprechen und Interferenzen zwischen ADSL- und VDSL-beschalteten Leitungen gibt es Lösungen. Zum Beispiel dynamisches Spektrum-Management (DSM). Doch das funktioniert nur, wenn alle Netzbetreiber ein gemeinsames Spektrum-Management betreiben.