DSL

Über die Asynchronous Digital Subscriber Line (engl. für Digitale Teilnehmeranschlussleitung; Abk.:  DSL  bzw richtiger ADSL) können Haushalte und Unternehmen Daten mit hoher Übertragungsrate (bis 50.000 kbit/s) senden und empfangen. Dies ist eine wesentliche Verbesserung gegenüber Modem- oder ISDN-Verbindungen mit nur bis zu 64 kbit/s.

An der verlegten Telefonleitung muss nichts geändert werden, denn  DSL  nutzt die bereits verlegten zwei bis vier Kupferadern des Telefonnetzes auf einer anderen, höheren Frequenz.

DSL-Grundprinzip

DSL unterscheidet sich von einer herkömmlichen Internetverbindung über analoge Telefonanschlüsse (POTS) oder ISDN dadurch, dass die DSL-Verbindung nur zwischen dem Teilnehmer und der Vermittlungsstelle aufgebaut wird.

Hierfür werden andere Frequenzbereiche als für das Telefonsignal verwendet, was eine vielfach höhere Geschwindigkeit ermöglicht. Außerdem kann so DSL parallel zum normalen Telefon genutzt werden. Fax, analoges Telefon oder ISDN steht auch während DSL-Betrieb zur Verfügung. Dadurch ergeben sich neue Anwendungen, denn der Internet-Zugang ist nun wie bei einer Standleitung stets verfügbar.

Zwischen dem DSL-Modem des Kunden und der nur wenige Kilometer entfernten Vermittlungsstelle wird das analoge DSL-Signal über die Telefonleitung übertragen. Der DSL-Multiplexer DSLAM wandelt (demoduliert) das analoge Signal in ein digitales Signal, bzw. wandelt in der Gegenrichtung ein digitales Signal in ein analoges um. Das digitale Signal wird über eine breitbandige Glasfaseranbindung vom DSLAM zu einem Konzentrator (DSL-AC, BB-PoP) und von dort in den Backbone des Providers übertragen.

Durch hohe Kapazität der Backbone-Anbindung kann die Teilnehmeranschlussleitung (TAL) besser ausgenutzt werden als bei analoger oder ISDN-Datenübertragung, da die Daten nicht mehr über das herkömmliche Telefonnetz übermittelt werden müssen. Bei DSL wirken verbesserte Modulationsverfahren und die Nutzung einer größeren Bandbreite.

DSL-Verbindung (vereinfacht):
Kunde                      Vermittlungsstelle           Provider                     TAL DSL-Modem ----------------------- DSLAM --------------- ATM Router                DSL-Verbindung              ATM-Backbone 

Anwendungen

Während ISDN in erster Linie für die Telefonie mit zwei Amtsleitungen genutzt wird, ist ADSL (Asymmetrisches DSL: große Bandbreite in Richtung Nutzer, kleine Bandbreite in Richtung Internet) die erste Technologie, die Netzbetreiber für den schnellen Internet-Zugang von Privatkunden installiert haben. SDSL (Symmetrisches DSL, gleiche Bandbreite in Up- und Downstream- Richtung) ist für beide Bereiche geeignet und kommt hauptsächlich für Geschäftskunden zum Einsatz, die auch schnelle Upload-Verbindungen benötigen.

ISDN hat somit im Privatkundenbereich einen Konkurrenten durch DSL erhalten, denn ADSL funktioniert unabhängig von der Übertragung von analogen oder digitalen Telefonverbindungen. Es funktioniert gleichermaßen auf analogen und ISDN-Leitungen.

Seit Mitte/Ende 2006 versuchen einige der großen Anbieter, Kunden mit so genannten Triple-Play-Angeboten stärker an sich zu binden. Dabei wird die Teilnehmeranschlussleitung zur Übertragung von drei Diensten genutzt, typischerweise Telefonie (vgl. DSL-Telefonie), Internet-Zugang und Video (siehe auch Line-Sharing). Dem – bei voller Ausnutzung aller Dienste – günstigen Preis steht mangelnde Flexibilität gegenüber, speziell wenn einzeln verfügbare Angebote dadurch aus dem Markt gedrängt werden.

Geschichte

Ursprünglich wurde unter dem Begriff Digital Subscriber Line die Übertragungstechnik für den Basisanschluss von ISDN verstanden, das heißt das Echokompensationsverfahren.

Ende der 1980er- und Anfang der 1990er-Jahre wurden digitale Signalprozessoren mit sehr hoher Rechenleistung verfügbar, welche neue – heute als DSL bekannte – Verfahren ermöglichten. DSL war damals sehr teuer. Das erste DSL-Verfahren, das mit diesen Bausteinen entwickelt wurde, war HDSL. Normungsorganisationen in Amerika (ANSI) und Europa (ETSI) begannen damals sofort damit, diese Technik zu standardisieren, um sie in großem Maßstab für Standleitungen einzusetzen. Es gab wichtige Randbedingungen: Es sollten die bereits für Telefonie verlegten Kupfer-Doppeladern verwendet werden, es sollten in den USA eine Bitrate von 1,544 Mbit/s (T1), in Europa 2,048 Mbit/s (E1) erreicht werden, es sollte eine Reichweite von 3 bis 4 km erzielt werden. HDSL wurde inzwischen weitgehend von SHDSL abgelöst, welches nur ein Aderpaar (eine Doppelader) benötigt und weniger Strom verbraucht, aber nicht an die Reichweite von HDSL (mit Signalregeneratoren) heranreicht.

In den 90er Jahren des 20. Jahrhunderts wurden weitere DSL-Verfahren entwickelt, so etwa ADSL. Die Internet-Nutzung wuchs stark. Der Ausbau der Netze konnte kaum den wachsenden Bandbreiten-Bedarf decken. Deshalb sollten die Netze im Hintergrund (Backbones) ausgebaut werden, und auch den Endnutzern höhere Übertragungsgeschwindigkeiten geboten werden. ADSL wurde als Technik für schnelles Internet ausgewählt. Weltweit wurde ADSL von vielen Netzbetreibern im Telefonnetz zugelassen.

In Deutschland wurde die Bezeichnung DSL zunächst als Synonym für einen breitbandigen Internetzugang über ADSL bekannt, sodass inzwischen auch andere breitbandige Internetzugänge (zum Beispiel über Satellit) als „DSL“ vermarktet werden. In Österreich und der Schweiz gibt es dagegen klare Abgrenzungen; so wird in diesen Ländern der Begriff ADSL verwendet und gilt nicht als Synonom für andere breitbandige Internetdienste. Die DSL-Techniken wurden jedoch auch für andere Anwendungen als den Internetzugang konzipiert. Ursprünglich verwendet für Standleitungen, die keine hohe Stückzahl haben, waren Internetzugänge die erste Massenanwendung. Besonders Video-Anwendungen sollen künftig über fortgeschrittene DSL-Techniken mit hoher Datenübertragungsrate neue Märkte erschließen.

Seit Ende 2005 neu auf dem Markt ist ADSL2+. Bei diesem Standard werden derzeit 20 Mbit/s angeboten (Stand März 2006).

Siehe auch: Data Over Voice, Voice over IP

Verbreitung

In Deutschland meldete die Bundesnetzagentur zum Ende des Geschäftsjahres 2005 eine Steigerung der Anzahl von ADSL-Anschlüssen auf 10,4 Millionen. 72 % davon wurden von der Deutschen Telekom installiert, wovon allerdings ein Teil im Wege des Resales von anderen Netzbetreibern vermarktet wurde. Laut dem Verband der Anbieter von Telekommunikations- und Mehrwertdiensten (VATM) hatten im September 2006 14,9 Millionen Bundesbürger einen DSL-Anschluss. Damit lag der DSL-Marktanteil am gesamten Breitbandmarkt bei 95,5 %. Die Deutsche Telekom kam 2006 inklusive Reseller auf einen DSL-Marktanteil von 67 %. Auch der Ausbau der ostdeutschen Gebiete mit Glasfaser (OPAL) ist für die Installation von DSL hinderlich, wird allerdings ab 2007 in einigen Städten durch Umbauten der DSLAMs installiert werden können. DSL ist dort dann zunächst mit einer Bandbreite von bis zu 6000 kbit/s möglich.

Gemessen an der Anzahl der DSL-Anschlüsse liegt Deutschland knapp vor Frankreich an der Spitze der europäischen Staaten. Im Verhältnis zu den vorhandenen Telefonanschlüssen schneidet Deutschland jedoch schlechter ab, was u. a. an der weiten Verbreitung von ISDN liegt, und liegt weltweit nur auf Platz 19: Auf 1000 Telefonanschlüsse kommen hierzulande 139 ADSL- Anschlüsse, wobei allerdings die Bürotelefone mitgezählt wurden.

Weltweit existierten im Jahr 2003 58 Mio. ADSL-Anschlüsse. Nach einer Studie von Point Topic gab es im zweiten Quartal 2005 bereits 176,3 Mio. Breitbandanschlüsse, wovon 65 % DSL-Anschlüsse sind, 35 % Kabelanschlüsse. Die meisten Breitbandanschlüsse gibt es der Studie zufolge in den USA mit 38,2 Millionen Anschlüssen, gefolgt von China mit 30,8 Millionen und Japan mit 20,7 Millionen. Der am schnellsten wachsende Breitbandmarkt ist die Türkei vor Argentinien und Indien.

In der Schweiz ist ADSL auf Grund des Kabel-Internets, welches etwa die gleiche Verbreitung hat wie ADSL, nicht so populär wie in Deutschland.

Verfügbarkeit

Nicht jede Telefonleitung ist DSL-fähig. Ob DSL an einem Standort verfügbar ist, bestimmen:
  • DSL-fähiger Ausbau der örtlichen Vermittlungsstelle mit ausreichend vielen Ports
  • durchgängige Kupfer-Teilnehmeranschlussleitungen zwischen Standort und Vermittlungsstelle
  • Länge der Leitung zwischen Teilnehmer und Vermittlungsstelle (genauer: geringe Dämpfung, siehe unten)
  • Durchmesser der Leitung, die durchaus aus mehreren Leitungsabschnitten mit unterschiedlichen Durchmessern bestehen kann (größerer Durchmesser: geringere Dämpfung)
  • Da in ganz Europa und auch Deutschland DSL nicht flächendeckend verfügbar ist, erhalten alternative Zugangsarten Zulauf, zum Beispiel Internetzugang über Satellit oder per Wi-Fi.

    Kosten

    Der Begriff DSL-Tarif hat sich zunehmend für die Kosten eines DSL-Angebotes der Internet Service Provider (ISP) eingebürgert, da die Provider mehr und mehr dazu übergegangen sind, ihre Produkte als Komplettangebote (auch DSL- Pakete) anzubieten. Genau betrachtet bezeichnet der Tarif jedoch die möglichen Formen DSL-Zeittarif, DSL-Volumentarif und DSL-Flatrate, wobei sich die DSL-Flatrate auf Grund ihrer uneingeschränkten Nutzungsmöglichkeit und dem mittlerweile stark gefallenen Festpreis immer mehr zum Standard etabliert. Die Kosten für den DSL-Anschluss sind strenggenommen bei einem DSL-Tarif noch nicht berücksichtigt. Bei DSL-Providern, die die DSL- Technologie der T-Com nutzen (T-DSL), entstehen noch weitere Kosten für den in Deutschland vorausgesetzten Telefonanschluss bei der T-Com. Daneben gibt es auch ISP, die eigene Telefonleitungen bereitstellen. Hier sind die Kosten des Telefonanschlusses meist im Komplettangebot enthalten.

    Welches Tarifmodell ein Provider anbietet, hängt wesentlich davon ab, zu welchen Konditionen er Vorprodukte einkaufen bzw. selbst anbieten kann. Trotzdem sind in allen Preismodellen folgende Komponenten auf die eine oder andere Art eingepreist.

    Endgeräte auf Kundenseite

    DSL-Modem und eventuell ein Router werden bei einigen Anbietern ohne Aufpreis zur Verfügung gestellt (v.a. bei SDSL-Leitungen), bei anderen Anbietern muss der Kunde diese Geräte selbst bereitstellen.

    DSL-Anschluss/DSL-Leitung

    Etwa entsprechend einem Telefonanschluss muss eine monatliche Pauschale für die Leitung vom Kunde zur Vermittlungsstelle gezahlt werden. Je nach Angebot ist diese Leitungsmiete in das DSL-Angebot eingepreist oder muss separat beauftragt und bezahlt werden. Der Preis, den Reseller an die Telekom zahlen müssen, ist in Deutschland von der Bundesnetzagentur reguliert.

    DSL-Zugang

    Als DSL-Zugang wird in der Regel die Bereitstellung von Infrastruktur auf Anbieterseite (DSLAM, Backbone) sowie der benötigten Ressourcen (IP-Adressen, Datenvolumen, Support) bezeichnet. Der Anbieter eines DSL-Zugangs muss nicht gleichzeitig Anbieter des DSL-Anschlusses sein. Die T-Com als Quasi-Monopolist für deutsche Teilnehmeranschlussleitungen ist verpflichtet, diese Leitungen auch anderen Anbietern zugänglich zu machen. Dies erfolgt zur Zeit mit den Angeboten T-DSL-ZISP, ISP-Gate und T-OC-DSL, zukünftig eventuell auch mit dem in Entwicklung befindlichen Bitstromzugang.

    Arten von DSL-Verfahren

    Es gibt verschiedene Arten von DSL-Techniken, die unter der Bezeichnung „DSL“ oder „xDSL“ (x als Platzhalter für das spezifische Verfahren) zusammengefasst werden:
  • ADSL - Asymmetric Digital Subscriber Line, eine asymmetrische Datenübertragungstechnologie, zum Beispiel mit Datenübertragungsraten von 8 Mbit/s zum Teilnehmer (Downstream) und 1 Mbit/s in der Gegenrichtung (Upstream);
  • ADSL2 - Eine erweitere Form von ADSL mit Datenübertragungsraten von bis zu 25 Mbit/s zum Teilnehmer (Downstream) und 1 Mbit/s in der Gegenrichtung (Upstream), die Geschwindigkeit wird Dynamisch ausgehandelt;
  • HDSL - High Data Rate Digital Subscriber Line, eine symmetrische Datenübertragungstechnologie mit Datenübertragungsraten zwischen 1,54 und 2,04 Mbit/s;
  • SDSL (G.SHDSL) - Symmetrical Digital Subscriber Line, eine symmetrische Datenübertragungstechnologie mit Datenübertragungsraten von bis zu 3 Mbit/s symmetrisch, das heißt im Downstream wie auch im Upstream; bei vieradriger Anschaltung (zwei Kupfer-Doppeladern) können maximal 4 Mbit/s übertragen werden. Alternativ kann auch die Reichweite auf Kosten der Bandbreite erhöht werden.
  • VDSL - Very High Data Rate Digital Subscriber Line, eine Datenübertragungstechnologie, die in der asymmetrischen Variante mit Datenübertragungsraten von 25 bis 50 Mbit/s im Downstream beziehungsweise 5 bis 10 Mbit/s im Upstream arbeitet. Die symmetrische Variante hat im Upstream und Downstream dieselben Bitraten
  • UADSL, UDSL - Universal (Asymmetric) Digital Subscriber Line

    Andere als „DSL“ bezeichnete Verfahren

  • IDSL - ISDN Digital Subscriber Line verwendet vorhandene ISDN-Technik und ermöglicht Datenraten bis zu 160 kbit/s
  • cableDSL - Markenname der TELES AG für einen speziellen Internetzugang über Kabelanschluss
  • skyDSL - Markenname der TELES AG für einen europaweit flächendeckend verfügbaren Internetzugang über Satellit mit bis zu 24.000 kbit/s (24 Mbit/s) im Downstream
  • T-DSL via Satellit - Markenname der T-Com für einen Internetzugang über Satellit. Der Zugang über den Satelliten ermöglicht bei den genannten Produkten lediglich den Downstream von Daten, zum Senden wird ein herkömmliches Modem oder eine ISDN-Verbindung verwendet.
  • PortableDSL - Internet via Funk
  • WDSL - Wireless Digital Subscriber Line verwendet Funk-Technik und ermöglicht Datenraten bis zu 108 Mbit/s, wird unter diesen Namen von der Fa. FPS Informations Systeme genutzt.
  • mvoxDSL - Markenname einer auf „WiMAX ähnlicher Funktechnik“ basierenden Internetanbindung der Firma mvox AG.

    Begrenzte Reichweite

    Es gibt einige Faktoren, die die Reichweite beziehungsweise Datenübertragungsrate der Kupferleitung beeinträchtigen. Vor allem sind Leitungslänge und Durchmesser der Kupferadern entscheidend. Die in Deutschland verlegten Kupferadern haben einen Durchmesser zwischen 0,25 bis 0,8 mm, je nach Länge der Leitung. Für lange Leitungen, das heißt Leitungen von 6 km Länge und mehr, werden die dickeren Kupferadern verwendet.

    Zu den Störfaktoren gehört besonders das Übersprechen. Um zu verhindern, dass durch Übersprechen benachbarte Doppeladern in einem Kabelbaum von einer DSL-Übertragung beeinträchtigt werden, werden in der Regel nicht alle Doppeladern eines Kabelbaums mit DSL-Anschlüssen beschaltet. Bei der neuen IFC-Technik (Interference Cancellation) sollen in Echtzeit Übersprechstörungen analysiert und durch gezielte Kompensationssignale ausgeglichen werden.

    Generell gilt: Je weiter ein Teilnehmer von der Vermittlungsstelle entfernt ist, desto niedriger ist die maximal erzielbare Datenübertragungsrate. Bedingung für die Verfügbarkeit von DSL ist eine geringe Dämpfung der Teilnehmeranschlussleitung (gemessen in dB) – je niedriger diese ist, desto höher die maximale Datenübertragungsrate.

    Bandbreite, Datenübertragungsrate und Dämpfung
    Bandbreite Datenübertragungsrate
  • POTS 300 Hz - 3,4 kHz bis ca. 56 kbit/s, typisch 3 kByte/s
  • ISDN 0 - 120 kHz 2 · 64 kbit/s Nutzkanal + 16 kbit/s Steuerkanal
  • ADSL 138 kHz - 1,1 MHz z. B. 1 Mbit/s Downstream, 0,1 Mbit/s Upstream
  • ADSL2+ 138 kHz - 2,2 MHz z. B. 16 Mbit/s Downstream, 1,1 Mbit/s Upstream
  • VDSL 138 kHz - 12 MHz
  • VDSL2 - 30 MHz Faktoren, die die Datenübertragungsrate beeinflussen, sind:
  • Leitungsdämpfung (abhängig unter anderem von Länge und Durchmesser der Kupferleitungen und dem Frequenzspektrum des Signals)
  • Modulationsverfahren
  • Leitungscode

    DSL-Geräte

    Für den DSL-Zugang werden folgende Hardwarebauteile benötigt: Kundenseitig
  • DSL-Modem, verallgemeinernd CPE (Customer Premises Equipment) oder im Spezialfall ADSL ATU-R (ADSL Transceiver Unit - Remote) genannt.
  • Breitband-Anschlusseinheit (BBAE), umgangssprachlich Splitter genannt, je nach Leitungstyp einen der Folgenden:
  • POTS-Splitter sind (passive) Frequenzweichen, um Daten- und Sprachfrequenzband zu trennen. Ihre Grenzfrequenz bildet sich aus der benötigten Bandbreite zur Übertragung des Sprachbandes und des Gebührenimpulses und liegt bei 16 kHz.
  • ISDN-Splitter haben die gleiche Funktion wie POTS-Splitter, jedoch liegt ihre Grenzfrequenz bei 138 kHz. (In Deutschland werden generell ISDN-Splitter installiert, auch wenn der zugrunde liegende Telefonanschluss kein ISDN-Anschluss ist. Reine POTS-Splitter sind nicht üblich, einige ältere Geräte haben jedoch einen internen Umschalter mit der Bezeichnung Analog/ISDN.)

    Anbieterseitig
  • DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) oder ATU-C (ADSL Transceiver Unit - Central Office), auch verallgemeinernd COE (Central Office Equipment) genannt. Im DSLAM sind Splitter und Modems integriert.
  • DSL-AC (Digital Subscriber Line Access Concentrator) oder auch Breitband-PoP (BB-PoP).
  • Dazu können, je nach technischer Realisierung, weitere Komponenten, wie RADIUS-Server für die Benutzeranmeldung und Benutzerverwaltung und das Billing (Verbrauchsdatenspeicherung zum Zwecke der Rechnungserstellung), oder Splitter zur Abtrennung von ISDN-/POTS-Signalen kommen. Im erweiterten Sinne gehört auch noch der PC oder der Router des Kunden zu den DSL-Komponenten, da auf diesen gegebenenfalls die PPPoE-Strecke des DSL-AC terminiert.

    Schnittstellen und Spezifikationen

    Schnittstellen und Spezifikationen für DSL-Technologien sind beispielsweise:
  • U-R2 (1TR112) – Ende 2001 von der Telekom definierte Schnittstelle für die Interoperabilität von ADSL-Endgeräten [1]
  • ETSI TS 1010338 und ETSI TS102 080 Annex A (ADSL over PSTN) und Annex B (ADSL over ISDN)
  • ITU-T G.992.1 (Annex A und Annex B, G.dmt)
  • ITU-T G.992.2 (G.lite)
  • ITU-T G.992.3 (ADSL2)
  • ITU-T G.992.4 (splitterless ADSL2)
  • ITU-T G.992.5 (ADSL2+)

    Protokolle

    Protokolle für ADSL-Technologien sind beispielsweise:
  • PPP over Ethernet-Protokoll (PPPoE), das die Kapselung von PPP-Paketen in Ethernet-Frames regelt; PPPoE wird zum Beispiel von der Deutschen Telekom für T-DSL verwendet.
  • PPP over ATM-Protokoll (PPPoA), das die Kapselung von PPP-Paketen in ATM-Zellen regelt.
  • Point-to-Point Tunneling Protocol (PPTP), das einen Tunnel über eine PPP-Verbindung herstellt. PPTP wird häufig in Österreich, Italien und Belgien, selten jedoch in Deutschland verwendet.

    DSL-Anbieter in Deutschland (Marktanteile aus dem Sommer 2005):

  • Deutsche Telekom 45 %
  • United Internet (1&1, GMX, WEB.DE) 14,7 %
  • AOL 9,6 %
  • Freenet 5,9 %
  • Tiscali 4,2 %
  • Arcor 3,8 %
    Sonstige 12,0 %

    Stichworte:
    Internetzugang über Satellit
    Internet über Kabelanschluss, DOCSIS
    DSL-Telefonie
    T-DSL
    Optische Anschlussleitung (OPAL)
    Kommunikation, Breitbandkommunikation


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