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Über die Digital Subscriber Line (DSL) (englisch für „Digitale Teilnehmeranschlussleitung“) können Haushalte und Unternehmen Daten mit hohen Übertragungsraten (bis zu 100 Mbit/s) senden und empfangen. Dies ist eine wesentliche Verbesserung gegenüber den technisch überholten Analog- (bis zu 56 kbit/s) und ISDN-Verbindungen (bis zu 128 kbit/s). In der Regel wird mittels DSL ein Breitband-Internetzugang zur Verfügung gestellt.
An der verlegten Teilnehmeranschlussleitung muss meist nichts geändert werden, denn die für den Massenmarkt eingesetzten DSL-Verfahren nutzen auf der bereits verlegten Kupfer-Doppelader des Telefonnetzes ein Frequenzband, welches oberhalb des für Sprachtelefonie/ISDN genutzten Frequenzbereiches liegt.
DSL unterscheidet sich von einer herkömmlichen Internetverbindung über analoge Telefonanschlüsse (POTS) oder ISDN dadurch, dass für die Datenübertragung ein weitaus grösserer Frequenzbereich genutzt wird, was eine vielfach höhere Geschwindigkeit ermöglicht; die Reichweite des Signals ist durch dieses grosse Frequenzband jedoch stark eingeschränkt, so dass bereits in der Ortsvermittlungsstelle das Signal weiterverarbeitet ((de)moduliert) werden muss.
Bei den üblicherweise für die Privatkunden-Vermarktung vorgesehenen DSL-Varianten wie ADSL wird der für die Festnetztelefonie verwendete Frequenzbereich ausgespart, womit DSL parallel zum normalen Telefon genutzt werden kann. Fax, analoges Telefon oder ISDN stehen auch während des DSL-Betriebs 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 (Details unten).
DSL-Verbindung (vereinfacht):
Kunde Vermittlungsstelle Provider TAL DSL-Modem ----------------------- DSLAM --------------- ATM Router DSL-Verbindung ATM-Backbone
Während ISDN in erster Linie für die Telefonie mit mehreren Nutzkanälen über die selbe Amtsleitung genutzt wird, in zweiter Linie aber auch zur gleichzeitigen Telefonie bei bestehender Schmalband-Internetverbindung, 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.
ISDN hat somit im Privatkundenbereich einen Konkurrenten durch DSL erhalten, denn mit ADSL kann auch in Verbindung mit einem analogen Festnetzanschluss -wie bei ISDN- gleichzeitig über den selben Teilnehmeranschluss gesurft und telefoniert werden, wobei die Internetverbindung wesentlich schneller als bei einem schmalbandigen ISDN-Internetzugang ist.
SDSL (Symmetrisches DSL, gleiche Bandbreite in Up- und Downstream-Richtung) kommt hauptsächlich für Geschäftskunden zum Einsatz, die auch schnelle Upload-Verbindungen benötigen, wird aber von QSC auch für Privatkunden vermarktet. SDSL eignet sich aufgrund seiner hohen Reichweite auch zur Versorgung von Kunden mit langen Anschlussleitungen, die mittels dem in Deutschland verwendeten reichweitenschwachen ADSL-over-ISDN nicht oder nur unzureichend versorgt werden können.
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/Fernsehen (siehe auch VDSL, ADSL2+ und Bitstromzugang). Dem –bei voller Ausnutzung aller Dienste– günstigen Preis steht gegebenenfalls mangelnde Flexibilität gegenüber, speziell wenn einzeln verfügbare Angebote dadurch vom Markt gedrängt werden.
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.
Diese Technik war damals noch 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 1990er Jahren wurden weitere DSL-Verfahren entwickelt, so etwa ADSL. Gleichzeitig stieg die Internet-Nutzung stark an. Der Ausbau der Netze konnte kaum den wachsenden Bandbreiten-Bedarf decken. Deshalb sollten die Netze im Hintergrund (Backbones) ausgebaut und so 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 Synonym 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 25 Mbit/s angeboten. In Japan wird eine weitere, bisher nicht genormte Variante von ADSL2+ eingesetzt, die das Empfangsspektrum auf 3,7 MHz erweitert und Datenraten bis zu 50 Mbit/s ermöglicht. (Stand: März 2007).
Seit Ende 2006 wird auf verschiedenen Märkten (etwa Schweiz, Deutschland) VDSL/VDSL2 angeboten, mit dem Datenraten von bis 100MBit realisiert werden können.
Siehe auch: Data Over Voice - IPTV
Laut dem Branchenverband VATM hatten im September 2006 14,9 Millionen Bundesbürger einen DSL-Anschluss, womit der DSL-Marktanteil am gesamten Breitbandmarkt 95,5 % beträgt. Bei 38,5 Millionen bestehenden Festnetzanschlüssen in Deutschland ist damit an etwa 40 % der Telefonanschlüsse DSL abonniert. Die Deutsche Telekom hatte Ende 2006 laut Geschäftsbericht 10,3 Millionen T-DSL-Anschlüsse geschaltet, wovon 3,2 Millionen auf T-DSL-Resale entfielen. Der Marktanteil von T-DSL-Anschlüssen am Breitband-Markt als auch am DSL-Markt lag damit bei etwa 70 %.
Gemessen an der der absoluten Zahl der DSL-Anschlüsse liegt Deutschland knapp vor Frankreich an der Spitze der europäischen Staaten.[1] Bezogen auf die Anzahl der DSL-Anschlüsse pro Einwohner erreicht Deutschland im Vergleich der 30 OECD-Staaten Ende 2006 Platz 10 (164 DSL-Anschlüsse je 1.000 Einwohner). Da in Deutschland alternative Breitband-Zugänge mittels TV-Kabelinternet bisher keine wesentliche Rolle spielen, erreicht Deutschland im technologieneutralen OECD-Ranking der Breitband-Zugänge pro Einwohner damit lediglich Platz 18 im unteren Mittelfeld. [2]
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 und in Österreich ist DSL auf Grund des Breitbandzugangs per Kabelnetz, der dort eine zu DSL vergleichbare Marktposition innehat, nicht so populär wie in Deutschland.
Nicht jede Telefonleitung ist DSL-fähig. Ob DSL an einem Standort verfügbar ist, bestimmen:
Der Ausbau der ostdeutschen Gebiete mit Glasfaser (OPAL) ist für die Installation von DSL hinderlich. In grösseren Städten (zum Beispiel Berlin-Pankow) werden allerdings nach und nach Outdoor-DSLAMs zur Versorgung installiert, sofern sich diese Technik anbietet (nicht möglich bei FTTH/FTTB).
Da außerhalb der Innenstädte und insbesondere in ländlichen Gebieten die Anschlussleitungen deutlich länger sind, ist die in Deutschland exklusiv verwendete reichweitenschwache ADSL-over-ISDN-Schaltung für eine sowohl qualitativ (höhere Bandbreiten) als auch quantitativ (Bereitstellung an mehr Anschlüssen) bessere DSL-Versorgung der Teilnehmer ausserhalb der Ballungsräume hinderlich. Großflächige und rasche Abhilfe könnten ADSL-over-POTS/RE-ADSL2 oder SDSL-Techniken (siehe Q-DSL home; auch im Zuge der Umstellung auf NGN-Anschlüsse) bringen. Die Telekom setzt stattdessen auch hier seit Ende 2005 als rein punktuelle Massnahme in Einzelfällen Outdoor-DSLAMs bei ausreichenden Reichweitenopferzahlen ein: Voraussetzungen dafür sind meist Gewährung von Zuschüssen durch die Kommunen sowie mindestens 200-300 zu erwartende zusätzliche T-DSL-Anschlüsse durch den Outdoor-DSLAM; in der Regel entspricht dies bei einer heute üblichen DSL-Nachfrage von ca. 30-50% der Haushalte mindestens 400-500 ohne Outdoor-DSLAM nicht mit üblichem T-DSL versorgbaren Anschlüssen. In Zukunft will die Telekom auch sogenannte ADSL-Extender einsetzen: mittels G.SHDSL an die Vermittlungsstellen angebundene Micro-DSLAMs, mit denen jeweils bis zu 8 Haushalte mit ADSL versorgt werden sollen.[5]
In der Schweiz ist eine Breitbandverbindung mit 600 kbit/s downstream und 100 kbit/s upstream ab 2008 als Service public für alle Bürger klassifiziert. Den Auftrag für die Grundversorgung hat der Schweizer Universaldienst-Konzessionär im Telekommunikationsbereich Swisscom Fixnet erhalten. Bereits Ende 2003 konnte Swisscom dank erheblichen Ausbauanstrengungen 98% der Schweizer Bevölkerung mit DSL versorgen. Bei den restlichen 2% wird Swisscom zur Implementierung des Breitbandzugangs meist auf Wimax zurückgreifen.[6]
Da in ganz Europa und auch Deutschland DSL nicht flächendeckend verfügbar ist, erhalten alternative Zugangsarten Zulauf, z. B. Internetzugang über Satellit oder per Wi-Fi oder mittels Mobilfunk-Paketdatendiensten (HSDPA, UMTS, EDGE).
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 die in Deutschland sehr stark verbreitete Teilnehmeranschlussleitung der T-Com. Daneben gibt es auch andere Anbieter, die eigene Telefonleitungen bereitstellen. Hier sind die Kosten der Teilnehmeranschlussleitung 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.
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.
Etwa entsprechend einem Telefonanschluss muss eine monatliche Pauschale für die Leitung vom Kunden über den DSLAM in der Vermittlungsstelle bis zum Breitband-PoP gezahlt werden. Je nach Angebot ist diese Leitungsmiete in das DSL-Angebot eingepreist oder muss separat beauftragt und bezahlt werden. Der Preis, den Kunden (T-DSL-Anschlussgrundgebühr) oder die Anbieter (entweder Anschlussleitungsmiete, Line-Sharing-Miete oder T-DSL-Resale-Anschlussmiete) dafür an die Telekom zahlen müssen, unterliegt in Deutschland weitgehend der Regulierung durch die Bundesnetzagentur.
Als DSL-Zugang wird in der Regel die Bereitstellung von Infrastruktur auf Anbieterseite (Backbone ab Breitband-PoP etc.) sowie der benötigten Ressourcen (IP-Adressen, Datenvolumen, Support etc.) bezeichnet. Der Anbieter eines DSL-Zugangs muss nicht gleichzeitig Anbieter des DSL-Anschlusses sein. Die Deutsche Telekom als Quasi-Monopolist für deutsche Teilnehmeranschlussleitungen ist verpflichtet, diese Leitungen auch anderen Anbietern per Entbündelung zugänglich zu machen. Dies erfolgt zur Zeit entweder mittels Kollokation und Miete der kompletten oder teilweisen (Line-Sharing) Anschlussleitung oder aber mit dem Angebotsbündel aus T-DSL- oder T-DSL-Resale-Anschluss sowie wahlweise T-DSL-ZISP, ISP-Gate, T-OC-DSL zur Anbindung an das Netz des Anbieters; zukünftig auch mit dem in Entwicklung befindlichen Bitstromzugang.
Es gibt verschiedene Arten von DSL-Techniken, die unter der Bezeichnung „DSL“ oder „xDSL“ (x als Platzhalter für das spezifische Verfahren) zusammengefasst werden:
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.
Die verschiedenen xDSL-Verfahren haben unterschiedliche Reichweiten, je nachdem ob und in welchem Umfang die unteren reichweitenstärksten und dämpfungsärmsten Frequenzbereiche der Kupferdoppelader genutzt werden:
Faktoren, die die Datenübertragungsrate beeinflussen, sind:
Die Dämpfung stellt die Minderung der übertragenen Energie eines Signals im Verlauf einer Übertragungsstrecke dar und ist somit ein entscheidender Wert für DSL. Ist die Dämpfung zu hoch, kann kein oder nur ein langsameres DSL geschaltet werden. Daraus resultieren verschiedende Dämpfungsgrenzen, bis zu welcher Dämpfung eine gewisse DSL-Geschwindigkeit geschaltet werden kann.
Die DSL-Anbieter berechnen die Leitungsdämpfung mittels der in der Kontes-Orka-Leitungsdatenbank eingetragenen Leitungsführung der Anschlussleitung. Für ADSL wird die Dämpfung auf eine Basisfrequenz von 300kHz bezogen berechnet; für die SDSL-Dämpfungsberechnung beträgt die Basisfrequenz 150kHz.
Für ADSL werden die mit Hilfe folgender Tabellen ermittelten Dämpfungswerte der einzelnen Leitungsabschnitte aufaddiert:
ADSL-Dämpfungsberechnungsformel bei T-DSL (inklusive T-DSL-Resale):
Die von den DSL-Modems messtechnisch ermittelten Dämpfungswerte sind ungenau und können deutlich abweichen - diese sind für die Telekom grundsätzlich bedeutungslos.
ADSL-Dämpfungsberechnungsformel bei Arcor-Direktanschluss:
Die von Arcor für eine Anschlussleitung berechnete Dämpfung liegt damit insbesondere bei den gebräuchlichen 0,5er- und 0,6er-Adern höher als die von der T-Com berechnete Dämpfung - dies resultiert in regelmässig um 5-10% höheren ADSL-Dämpfungsangaben für durchschnittliche Anschlussleitungen durch Arcor.
Folgende Übersicht stellt die unterschiedlichen von den Anbietern definierten ADSL-Dämpfungsgrenzen näherungsweise und unverbindlich dar.
Bei den Bandbreitenangaben ist zu beachten, dass die angegebenen Werte bei der heute üblichen ratenadaptiven Schaltung nur die am DSLAM eingestellte maximale Bandbreite des ADSL-Schaltprofils benennen. Die tatsächlich erreichte Bandbreite kann je nach realen Leitungsbedingungen nach unten abweichen. Ausnahme sind die T-DSL-Bandbreiten der T-Com bis zu 3072 kbit/s, die noch mittels fixer Ratenschaltung realisiert werden. Die bei den Dämpfungsgrenzen dieser Anschlüsse eingeplanten Bandbreitenreserven sind so hoch, dass die hier genannte Bandbreite garantiert wird.[7] Bei allen Anbietern ausser der T-Com ist bei vorhandenen Störabstands-Leitungsreserven auch die von der rechnerischen Dämpfung abweichende Hochschaltung zu einem höheren DSLAM-Bandbreitenprofil möglich (Risikoschaltung).
Verbindliche ADSL-Dämpfungsgrenzen bei T-DSL (inklusive T-DSL-Resale):
für FastPath und höheren Upstream 4 dB weniger beziehungsweise 3 dB weniger bei 6.016 kbit/s
Eine von den oben angegebenen Dämpfungsgrenzen abweichende Schaltung (so genannte Risikoschaltung) ist an T-DSL-Anschlüssen (inklusive T-DSL-Resale) im Gegensatz zu über andere Anbieter geschalteten DSL-Anschlüssen grundsätzlich nicht buchbar.
Die Online-T-DSL-Verfügbarkeitsprüfung der Telekom beruht exakt auf der oben angeführten Dämpfungsberechnungsformel und den hier genannten Dämpfungsgrenzen.
Dämpfungsgrenzen bei EWE TEL:
Wird dem Teilnehmer eine DSL-Leitung trotz Überschreiten der Dämpfungsgrenzen zur Verfügung gestellt und in diesem technischen Grenzbereich betrieben, kann dies zu Problemen bei der Benutzung führen (z. B. ungewollte Verbindungsabbrüche).
Für den DSL-Zugang werden folgende Hardwarebauteile benötigt:
Dazu können, je nach technischer Realisierung, weitere Komponenten, wie RADIUS-Server für die Benutzeranmeldung und Benutzerverwaltung und das Billing (Verbrauchsdatenspeicherung zum Zwecke der Rechnungserstellung) kommen.
Schnittstellen und Spezifikationen für DSL-Technologien sind beispielsweise:
Protokolle für ADSL-Technologien sind beispielsweise:
Breitband-Anbieter in Deutschland (Marktanteile aus dem Sommer 2005):
<sup>1</sup> zum damaligen Zeitpunkt ausschliesslich auf Basis von T-DSL-Resale-Anschlüssen der Deutschen Telekom
Breitband-Anbieter in Österreich:
Breitband-Anbieter in der Schweiz:
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