ADSL: Überblick

ADSL bezeichnet ein Verfahren, um auf einer gewöhnlichen Kupferdoppelader (Telefon) Netzwerkdaten zu transportieren. Dabei werden parallel viele verschiedene Frequenzbänder, (Träger genannt) genutzt. Vereinfacht kann man sich das vorstellen, wie eine riesige Sammlung von normalen Modems, die parallel auf einer Leitung arbeiten - jedes in einem anderen Frequenzbereich. Das ADSL-Modem (Asymmetric Digital Subscriber Line) im Router stellt den einen Endpunkt dar, der DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer, Vermittlungsstellenequipment) in der Vermittlungsstelle bildet den anderen Endpunkt.

Grundsätzliche Rahmenbedingungen

  • Für analoges Telefon ist der unterere Frequenzbereich einer Doppelader reserviert (0 kHz bis 64 kHz).
  • Für ISDN ist der untere Frequenzbereich einer Doppelader reserviert (0 kHz bis 128 kHz).
  • Für ADSL ist der obere Frequenzbereich einer Doppelader reserviert (138 kHz bis 1104 kHz)
  • Für ADSL2+ ist der obere Frequenzbereich einer Doppelader reserviert (138 kHz bis 2208 kHz)
  • Bei ANNEX A beträgt der Upstreambereich 80 kHz bis 276 kHz
  • Bei ANNEX B beträgt der Upstreambereich 138 kHz bis 276 kHz

Funktionsbeschreibung

ADSL sowie ADSL2(+) teilen den gesamten zur Verfügung stehenden Frequenzbereich in einzelne Träger je 4 kHz nutzbarer Bandbreite auf.

  • ADSL: Der Upstreambereich beginnt bei ANNEX A bei 80 kHz. Hier stehen zum Upload insgesamt 64 Träger zur Verfügung. Bei ANNEX B beginnt der Upstream bei 138 kHz, hier stehen nur die Träger 33-64 zur Verfügung. Die Träger 1-32 bleiben frei. 1 Träger wird (exclusiv) für den Pilotton genutzt, der dem ADSL-Modem bzw. dem DSLAM erst signalisiert, dass an der Gegenseite überhaupt eine Gegenstelle hängt. 190 Träger sind für den Downstream zuständig.
  • ADSL2+: Es stehen 512 Träger zur Verfügung. Der Definition für den Upstreambereich wird so beibehalten, jedoch der Downstreabereich wird bis auf 2208 kHz erweitert. Daraus folgt, dass statt der 256 Träger a 4 kHz nun 512 Träger a 4 kHz zur Verfügung stehen. Diese Erweiterung ist zwingend so beizubehalten, um die Abwärtskomatibilität zu ADSL zu erreichen.
  • Powersave: Während die erste Generation von ADSL-Modems noch nicht in der Lage waren, bei Inaktivität Strom zu sparen, sind bei heutigen ADSL2-Modems 2 grundlegende Stromspartechniken vorhanden. Bei der ersten ADSL-Technik gab es nur die Möglichkeit, auf voller Leistung zu arbeiten (L0), oder im Powersave-Modus (L1) die Syncronisation zu verlieren. Bei ADSL2-Modems hingegen sind 2 zusätzliche Powersave-Modi eingeführt worden. Der Modus L2 schaltet sich innerhalb kurzer Zeit ein, wenn die Leitung nicht benötigt wird und vermindert dabei schon die mögliche Datenrate. Von dort aus kann in kürzester Zeit wieder, ohne dass der Anwender es bemerkt, sofort wieder auf die volle Leistung umgeschaltet werden. Die Synchronisation bleibt komplett erhalten. Beim Powersavemodus L3, der aktiviert wird, wenn längere Zeit keine Daten fließen (beispielsweise nachts), kann innerhalb von 3 Sekunden wieder die volle Betriebsbereitschaft hergestellt werden. Auch hier geht die Synchronisierung nicht verloren.
  • Powercutback: Das Powercutback sorgt dafür, dass der Sender nur so kräftig sendet, wie es erforderlich ist, um beim Emfänger die Fehlerfreiheit des Signals zu erreichen. Dieses Verfahren kommt bidirektional erst mit ADSL2 zum Zuge. Bei ADSL konnte nur der DSLAM die Sendeleistung reduzieren. Zum einen hilft auch diese Technik Strom zu sparen, was bei einem ADSL-Modem wahrscheinlich nicht messbar ist, jedoch in der Vermittlung, wo viele Ports dicht in einem DSLAM stecken, hilft das emorm, Strom zu sparen und damit auch Wärmeentwicklung und die damit verbundenen Probleme zu vermeiden. Ein weiterere Nebeneffekt ist, dass bei geringerer Sendeleistung auch das Übersprechen der Signale auf Nachbaradern abnimmt und somit die Gesamtkapazität des Kabelbündels zunimmt.
  • DMT-Modulation (Discrete Multi Tone): Je nach Störungsgrad und Dämpfung des jeweiligen Trägers wird eine unterschiedliche Bittiefe pro Träger festgelegt. Diese kann bei stark gestörten Trägern 2 Bit (gilt nur bei ADSL, bei ADSL2 kann sogar eine Bittiefe von 1 Bit vereinbart werden), bei nicht gestörten Trägern bis zu 15 Bit betragen. Kann auch die minimale Bandbreite des jeweiligen Trägers nicht gewährleistet werden, wird der Träger komplett abgeschaltet.
  • Trainingsphase: Beim Aushandlen der Bandbreiten für die einzelnen Träger tauschen das DSL-Modem mit dem DSLAM Informationen über die notwendigen Betriebsparameter aus. dazu gehören unter anderem die Leitungsbeschaffenheit (die Signal/Rauschverhältnis und Leitungsdämpfung), die Bandbreite und der Latenzpfad. Bei ADSL2 wird dies auch während der gesamten Verbindungszeit weiterhin für jeden Kanal kontrolliert. Bei Bedarf sendet der Empfänger auf einem eigenem Kommunikationskanal dem Sender die neue Bittiefe, die Signal/Rauschtoleranz und auch die neue Sendeleistung. LAs bestätigung überträgt der Sender daraufhin ein Sync-Flag. Sobald dieses den Empfangsteil erreicht, wird mit den neuen Parametern gesendet.
  • Bitswapping: Die einzelnen Träger übertragen bei ADSL 2-15 Bits/Sek, bei ADSL2 ist die minimale Bittiefe mit 1Bit / Kanal angegeben. Die fest vereinbarte Bandbreite verteilt sich dabei variabel auf die einzelnen Kanäle. Dabei wird versucht, eine möglichst störungsfreie Gesamtübertragung zu erzielen. Wenn nun einzelne Kanäle stärkeren Störungen unterliegen, sodass sie Bits nicht mehr fehlerfrei übertragen werden können, so wird durch das Bitswapping die Bitlast auf andere weniger gestörte Kanäle umverteilt. Die Bitlast des gestörten Kanals wird so ohne Unterbrechung der Synchrinisation reduziert und auf andere Kanäle verteilt. Bei ADSL ist jedoch wichtig, dass die Umverteilung immer der fest vereinbarten Bandbreite entspricht. Wenn dies durch anhaltende Störungen nicht mehr gewährleistet werden kann, geht die Synchronisation verloren und eine neue Trainingsphase beginnt. Bei ADSL2 ist das Handling flexibler. Wenn die im Vorfeld vereinbarte Bandbreite im laufenden Betrieb nicht mehr erreicht werden kann, so wird diese in Aushandlung zwischen DSL-Modem und DSLAM so weit gesenkt, bis ein stabiler DSL-Betrieb wieder gewährleistet ist. Das Verfahren, dass hier eingesetzt wird, nennt sich Seamless Rate Adaption und erlaubt eine Trennung von Modulation und Framing.
  • Latenzpfad: Der Latenzpfad beschreibt, wie weit die Daten einzelner Datenpakete verschachtelt werden, um auftretende Störungen über möglichst viele Datenpakete zu verteilen, damit die anschliessende FEC (Forward Error Correction) diese Fehler wieder aus den Kontrollbits herausrechnen kann. Bekannt ist dieser Latenzpfad unter interleave/fastpath. Bei einem Lazenzpfad von 1 wird keine Verschachtelung mehr herbeigeführt und die FEC kann in diesem Fall nicht mehr greifen, wenn die Datenpakete fehlerhaft sind. Hier müssen die Datenpakete bei Bedarf wieder neu angefordert werden.
 
internet/adsl.txt · Zuletzt geändert: 2012/02/15 08:51 von eisbaerin
 
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