DSL-Technologie

Die digitale Teilnehmerverbindung (Digital Subscriber Line, DSL) ist eine Familie von Technologien, die den Zugang zum Internet durch die Übertragung digitaler Daten über ein herkömmliches Twisted-Pair-Kabel aus Kupferdrähten des öffentlichen Telefonnetzes ermöglichen.

Der DSL-Dienst wird gleichzeitig mit dem Telefondienst über dieselbe Leitung bereitgestellt, da DSL höhere Frequenzbänder für die Datenübertragung nutzt als das analoge Sprachsignal, das zwischen der Telefonzentrale und den Teilnehmern über ein herkömmliches Twisted-Pair-Kabel übertragen wird.

Die Bitrate von DSL-Diensten variiert je nach Art der installierten Technologie, dem Zustand der Telefonleitung und der Anwendung von Qualitätsparametern.

Die DSL-Technologien verwenden zwei Arten von Datenübertragungsmodi: symmetrische und asymmetrische. In der Telekommunikation steht der Begriff ADSL (Asymmetric DSL) oder Asymmetrische digitale Teilnehmerverbindung für die am häufigsten installierte DSL-Technologie, bei der die Downstream-Datenrate (in Richtung des Teilnehmers) höher ist als die Upstream-Datenrate, daher die Bezeichnung asymmetrisch. Bei den SDSL-Diensten (Symmetric DSL) oder Symmetrischen Digitalen Teilnehmeranschlussdiensten sind die Datenraten im Downstream und Upstream gleich.

Ausrüstung

Die Ausrüstung der DSL-Dienstanbieter befindet sich in der gleichen Zentrale, die auch den Dienst für Telefongespräche bereitstellt. In diesem Sinne wird die Teilnehmerleitung dann auf eine Hardwareschnittstelle verdrahtet, die Frequenzen für DSL- und Telefongespräch-Frequenzen in derselben Kupferpaarleitung kombiniert.

Bei der ADSL-Technologie kommen zwei wichtige Geräte zum Einsatz, eines auf der Seite des Benutzers und das andere auf der Seite des Dienstanbieters, sei es die Telefonzentrale oder ein anderer Anbieter. Auf der Teilnehmer- oder Benutzerseite wird ein Transceiver oder DSL-Modem platziert, das auch andere Dienste anbieten kann. Auf der Anbieterseite wird ein DSL-Zugangsmultiplexer, DSLAM genannt, installiert, um die Teilnehmerverbindungen zu empfangen.

Die Transporttechnologie für DSL-Dienste verwendet die analoge Technik der hochfrequenten Sinuswellenmodulation. Eine DSL-Schaltung moduliert Bitmuster in bestimmte Hochfrequenzimpulse, um sie an das andere Modem zu übertragen.

Die vom Modem des Teilnehmers empfangenen Signale werden demoduliert, um das entsprechende Bitmuster zu erzeugen, das wiederum - nun in digitaler Form - an die verbundenen Geräte wie Computer, Router usw. weitergeleitet wird.

Die DSL-Modems senden die Signale in der Regel im Frequenzbereich von 25 kHz bis 1,1 MHz aus, was deutlich oberhalb des Basisbands für Telefongespräche liegt. Diese Bandtrennung ermöglicht es, dass DSL-Dienste und herkömmliche Telefondienste nebeneinander funktionieren können.

Auf der Teilnehmerseite der Leitung („Twisted-Pair“) sind DSL-Tiefpassfilter an jedem Telefon installiert, um Hochfrequenzrauschen herauszufiltern, das sonst zu hören wäre. Hochpassfilter werden dagegen in DSL-Modems eingesetzt, um Gesprächsfrequenzen zu filtern.

Der DSLAM-Zugangsmultiplexer, der sich in der Regel in der Telefonzentrale befindet, die den DSL-Dienst anbietet, ermöglicht die tatsächliche Herstellung der endgültigen Verbindung.

DSLAM sammelt die Verbindungen von vielen Benutzern und kombiniert sie zu einer einzigen Hochleistungsverbindung zum Internet. Diese Geräte sind in der Regel flexibel und können mehrere DSL-Typen unterstützen; häufig sind sogar zusätzliche Funktionen wie Routing oder dynamische IP-Adressvergabe (DHCP) für die Teilnehmer enthalten.

Es ist zu beachten, dass es bei DSLAMs einen wesentlichen Unterschied zwischen einem DSL-Dienst und einer Verbindung über ein Kabelmodem gibt. Kabelgebundene Modemnetzwerke teilen sich in der Regel eine gemeinsame Netzwerkverbindung, die für alle gilt, die sie nutzen wollen, was bedeutet, dass der Durchsatz umso geringer ist, je mehr Benutzer sie nutzen. Die DSL-Technologie bietet eine spezielle Verbindung zwischen dem Benutzer und dem DSLAM, so dass keine großen Probleme auftreten, wenn mehrere Geräte verwendet werden.

Wenn der Zugang zum Netzwerk mit der DLS-Technologie langsamer wird, liegt das vor allem daran, dass mit der Anzahl der gleichzeitig am DSLAM angeschlossenen Benutzer die Bandbreite der verfügbaren Internetverbindung erreicht wird. In diesem Fall kann je nach Anbieter ein zusätzlicher Dienst über einen alternativen DSLAM bereitgestellt werden.

Typen von DSL (xDSL)

Die verschiedenen Typen von Technologien, die in DSL für die Datenübertragung verwendet werden, werden mit „x“ bezeichnet und daher oft als xDSL bezeichnet, wobei „x“ für verschiedene Typen von DSL-Technologien steht. Außerdem gibt es zwei Arten von Modi für die Datenübertragung: symmetrisch und asymmetrisch, mit ihren jeweiligen Implementierungen.

Symmetrische DSL

Die symmetrische digitale Teilnehmerverbindung (Symmetric Digital Subscriber Line) ermöglicht eine identische Bandbreite sowohl im Upstream (vom Teilnehmer zum Netzwerkanbieter) als auch im Downstream und kann als Gegenstück zur asymmetrischen DSL betrachtet werden, allerdings mit geringen Abweichungen. Einige der für diesen Modus implementierten Varianten sind:

• HDSL: Hochbitratige digitale Teilnehmerverbindung (High Bit Rate Data Subscriber Line), wird im symmetrischen, zweiseitigen Datenübertragungsmodus implementiert und gilt als die erste DSL-Technologie. Sie verwendet zwei Twisted-Pair-Kupferkabel, um Daten mit einer Rate von bis zu 2 Mbps und einer Reichweite von 3,6 km zu übertragen.
• SDSL: Einkabel-DSL (Single Line DSL) ist eine Variante von HDSL, auch SHDSL genannt, bei der ein einziges Kupferkabel verwendet wird. Es bietet eine schnelle, zweiseitige Datenübertragung mit einer maximalen Reichweite von 3 km und bis zu 1,5 Mbps. Im Vergleich zu HDSL ist es einfacher zu implementieren, da es ein Kabel in der Twisted-Pair-Leitung reservieren kann.
• IDSL: auch bekannt als ISDN Digital Subscriber Line oder digitale IDSN-Teilnehmerverbindung, bietet einen ISDN-Basisdienst mit DSL-Technologie. Die ISDN-Verbindungen (Integrated Services Digital Network oder DNID: Digitales Netzwerk integrierter Dienste) verwenden herkömmliche Telefonleitungen, um digitale statt analoge Signale zu übertragen (sie übertragen Daten, kein Gespräch), so dass die Informationen etwas schneller übertragen werden können als mit einem herkömmlichen Modem und die ISDN-Verbindung immer aktiv bleibt. Aufgrund der relativ niedrigen Datenübertragungsrate wird sie nur selten genutzt.

Asymmetrische DSL

Bei der asymmetrischen DSL-Technologie ist die Upstream-Bandbreite (vom Teilnehmer zum Netzwerkanbieter) geringer als die Downstream-Bandbreite. Es bietet zweiseitige Bandbreite für unterschiedliche Zwecke wie Web-Browsing, Multimedia auf Abruf und Informationsverteilung. Einige der verbreitetsten Varianten sind:

• ADSL: Asymmetrische DSL oder Asymmetric DSL verwendet ebenfalls eine Twisted-Pair-Telefonleitung mit einer Downstream-Rate von bis zu 8 Mbps und einer Upstream-Rate von 1 Mbps. Sie kann bis zu 3 oder 5 Kilometer weit funken. Bei der ADSL-Technologie im Haushalt müssen in der Regel nur Geräte an beiden Enden der Leitung installiert werden, um Hochgeschwindigkeits-Breitbanddienste bereitzustellen, ohne dass neue Kabel erforderlich sind.
• RADSL: Rate-Adaptive DSL ist eine Zugangstechnologie der neuen Generation, die auf der Grundlage von ADSL entwickelt wurde. Sie ermöglicht Dienstanbietern, die Bandbreite von xDSL-Verbindungen an den tatsächlichen Bedarf anzupassen und Leitungslängen- und Qualitätsprobleme zu beheben. Sie bietet einen zuverlässigen Zugang zum Datennetzwerk für Remote-Benutzer. Es verfügt über ein Twisted-Pair-Übertragungspaar; unterstützt synchrone und asynchrone Übertragung; Rate-Anpassung: Downstream von 1,5 Mbps bis 8 Mbps und Upstream von 16 Kbps bis 640 Kbps; unterstützt gleichzeitige Daten- und Sprachübertragung, besonders geeignet für extreme klimatische Umgebungen.
• VDSL: Sehr schnelle digitale Teilnehmerverbindung (Very High Speed Digital Subscriber Line) gilt als die High-End-Breitband-Datenübertragungstechnologie über die Kupferleitung. Die Übertragungsrate ist sowohl in der Aufwärts- als auch in der Abwärtsrichtung hoch, wodurch die unzureichende Bandbreite in der Aufwärtsrichtung überwunden wird (sehr nützlich für Wohngebäude, in denen die LAN-Verkabelung sehr teuer ist). Ihr Einsatz ist in Gebieten mit Anforderungen an hohe Übertragungsrate, guter Telefonleitungsqualität und kurzen Entfernungen sinnvoll, damit ihre Vorteile voll voll genutzt werden können.
• G.Lite: Der Standard G.Lite ist ein ADSL-Standard mit niedriger Übertragungsrate (auch bekannt als G.992.2). Sein Hauptmerkmal ist, dass er den Filter (Splitter) auf der Teilnehmerseite zur Trennung der Audio- und Datenfrequenzbänder beseitigt und eine Downstream-Rate von 1,5 Mbps und eine Upstream-Rate von 512 Kbps über eine Telefonleitung ermöglicht.

Vorteile und Nachteile

DSL ist ein Verfahren, mit dem man sich über die normale Telefonleitung mit dem Internet verbinden kann, ohne das Wählton-Signal des Telefons zu unterbrechen, im Gegensatz zu Einwahlverbindungen, die denselben Teil der Leitung nutzen und ein Wählton benötigen, um eine Internet-Telefonnummer zu erreichen.

Einige der Vorteile der DSL-Technologie sind:

• Die Möglichkeit, während der Nutzung der Telefonleitung, die gleichzeitig für Sprachanrufe verwendet wird, auf das Internet zuzugreifen.
• Höhere Übertragungsrate als ein Wählmodem.
• Nutzung der bestehenden Telefonleitung jedes Benutzers, ohne dass eine neue Verkabelung erforderlich ist.
• In der Regel stellt das Unternehmen, das den Internetzugang anbietet, ein DSL-Modem zur Verfügung, das für die Nutzung des Dienstes benötigt wird.

Der Hauptnachteil des DSL-Internetzugangs liegt in den Entfernungsbeschränkungen: Je näher der Teilnehmer am Dienstanbieter ist, desto besser sind die Signalqualität und die Verbindungsgeschwindigkeit.

Andererseits hängt die Download-Geschwindigkeit von der Art der verwendeten DSL-Technologie, dem Zustand der Leitung und dem Ausmaß des Dienstes/Traffics auf der Telefonleitung ab, was alles die Nutzung einschränkt.

DSL-Dienste haben sich jedoch als äußerst flexibel erwiesen und sind heute eine der sich am schnellsten entwickelnden und am weitesten verbreiteten Telekommunikationstechnologien, um die Nachfrage vor allem von Haushalten mit guter Qualität und Leistung zu befriedigen.