XDSL M Linke R Retzlaff N Gauglitz xdsl 1

Transkript

1 XDSL 1

2 Inhalt Kanaltrennung Modulation HDSL SDSL ADSL VDSL DSL Technologien im Überblick 2

3 xdsl - Funktionsweise DSLAM: Digital Subscriber Line Access Multiplexer (multiplext die Verbindunegn der einzelnen Teilnehmer) DSL-AC: Digital Subscriber Line Access Concentrator (Router) 3

4 Kanaltrennung nicht ausgelastete Bandbreiten innerhalb des (Telefon-)Kupferkabelnetzes Sprache belegt Frequenzen bis zu 4 khz 4 khz bis 1,1 MHz frei Teilung in 3 Kanäle: POTS-Kanal: Telefondienste Upstream- Kanal: Senden von Daten Downstream-Kanal: Empfang von Daten Vollduplex Übertragungsraten zwischen 0,5 und 55 MBit/s Beschränkt durch Kabellänge und querschnitt, Dämpfung Internetverbindung: nur 10% für Senden genutzt Asymmetrische Übertragung ermöglicht Teilung in 10% Senden / 90% Empfangen 4

5 Datenübertragungsrate Einschränkung der Bandbreite und damit der Datenübertragungsrate resultiert aus der Dämpfung des Übertragungsmediums Querschnitt und Dämpfung als spezifische Leitungskennwerte (Kenngröße AWG 'American Wire Gauge ) Länge der Leitung als gegebene Grösse Richtwerte: Erreichbare Datenrate (downstream) in Abhängigkeit von Leitungsaufbau und maximaler Leitungslänge Datenrate AWG Leitungsdurchmesser Entfernung 1,5-2 Mbps 24 0,5mm 5,5 Km 1,5-2 Mbps 26 0,4mm 4,6 Km 5,1 Mbps 24 0,5mm 3,7 Km 5,1 Mbps 26 0,4mm 2,7 Km 5

6 Kanaltrennung FDM Frequenzaufteilung (Splitter) Splitter EC Echo Cancellation Echokompensation Subtraktion des eigenen gesendeten Signals vom resultierenden Gesamtsignal (nächste Folie) 6

7 Kanaltrennung EC Echo Cancellation Echounterdrückung - I = II 7

8 Modulation Zur Kodierung des Datenstroms werden drei unterschiedliche Verfahren eingesetzt: 1. QAM: Amplitude des Trägers wird manipuliert. Träger schwingt kontinuierlich mit fester Frequenz, die Amplitude ist Funktion des Informationssignals 8

9 Modulation 2. CAP: nutzt das gleiche Frequenband wie QAM, jedoch mit unterdrücktem Träger Kodierung erfolgt digital, Aufteilung des binären Signals auf 2 Teilsignale Addition der zwei 90 -phasenverschobenen Teilsignale Umwandlung der addierten digitalen Teilsignale mittels D/A-Wandler Filterung und Übertragung 9

10 Modulation 3. Discrete Multi-Tone Modulation: prinzipiell gleiches Kodierungsverfahren wie QAM, jedoch wird keine Einträger- sondern eine Mehrträgermodulation verwendet Die serieellen Eingangsdaten werden parallelisiert Umsetzung der Signale mittels Fourier-Transformation (Fast Fourier Transformation) Serialisierung der Datenströme Umwandlung der digitalen Teilsignale auf analoges Signal mittels D/A- Wandler, Filterung, Übertragung Plain Old Telefon Service, ADSL Bandbreite, n * QAM Datenkanäle 10

11 HDSL (G.991.1) HDSL entwickelt für vorhandenes Leitungsnetz Erreichbare Datenraten von 2 Mbit/s Realisierung durch 2 Modems Endpunkt benötigt keine Stromversorgung standardisiert im ITU-T G

12 HDSL - Übertragungsgeschwindigkeit Geschwindigkeit und Entfernung abhängig von Adernzahl symmetrische Übertragung (gleiche menge beide Richtungen) Ein Adernpaar 900 kbit/s in beide Richtungen Üblicherweise zwei Cu-Adernpaare für 1,544 MBit/s in Amerika und 2,048 MBits/s in Europa Reichweiten Erhöhung durch drittes Adernpaar, daher keine Massenmarkt Tauglichkeit 12

13 HDSL - Technik Verwendeter Leitungscode 2B1Q-Kodierung Resistent gegen Nebensprechen und andere Störungen Bei schlechter Übertragung durch die Leitung, Wiederherstellung gestörter Signale möglich Mathematische Modelle kompensieren hochfrequente Störungen, durch anpassen an die Cu-Leitung Filter-Techniken erhalten die Qualität bei Veränderung der Leitungen Richtungstrennung der Signale verwendet Gabelumschalter oder Echokompensation 13

14 HDSL Anwendung und Marktentwicklung Verwendung von Providern, Netzbetreibern und Unternehmen mit hohen Datenraten in beide Richtungen Anwendungsfälle: Punkt-zu-Punkt-Verbindungen Vernetzung von TK-Anlagen Kopplung lokaler Datennetze an Wide Area Networks (WAN) HDSL2 mit einem Adernpaar 2040 kbit/s HDSL2 keine Marktreife erreicht, da kurz bzw. gleichzeitig SDSL entwickelt wurde, welches Kostengünstiger ist. 14

15 SDSL (G.911.2) Ursprünglich entwickelt um gleiche menge Daten wie HDSL über ein Adernpaar zu übertragen SDSL ist auch ein symmetrisches Übertragungsverfahren SDSL ist heutzutage nur ein Überbegriff für eine Familie von Verfahren, wie SHDSL, G.SHDSL und ESDSL SDSL ist standardisiert in der ITU-T G Durch den Standard G sind SDSL-Router kompatibel zu anderen SDSL- und HDSL-Routern 15

16 SDSL - Übertragungsgeschwindigkeit Übertragungsgeschwindigkeit ist abhängig vom verwendeten Standard Aktuell erreicht SDSL(G.SDSL) Übertragungsraten von 192 kbit/s bis 2,304 MBit/s auf einer Cu-Doppelader mit einem Durchmesser von 0,6mm Durch zusätzliche Adern wird eine Verdopplung der Übertragungsrate erreicht 16

17 SHDSL & G.SHDSL Sind standardisiert dadurch Hersteller unabhängig SHDSL erreicht Bandbreiten zwischen 192 und 2320 kbit/s SHDSL hat eine erhöhte Reichweite von 20% im vergleich zu älteren Verfahren wie HDSL oder SDSL G.SHDSL ist eine Erweiterung von SHDSL um größere Entfernungen zu überbrücken G.SHDSL nicht so Leistungsfähig wie sein Vorgänger G.SHDSL funktioniert in den Leitungsnetzen der ganzen Welt, daher bedient es große Anzahl an Kunden Welcher verwendet wird ist abhängig vom Netzbetreiber 17

18 SDSL - Technik SDSL-Verfahren verwenden Trellis Coded Pulse Amplitude Modulation (TC- PAM) Der Pam-Leitungscode (16PAM- 4B1Q) hat eine schnelle Durchlaufzeit, hohe Reichweiten und ist abwärtskompatibel zu 2B1Q (HDSL) Durch Power-cut-back-Verfahren wodurch der Sender nur so stark sendet, dass der Empfangsseite ein hinreichendes Signal/Stör-Verhältnis gewährleistet ist. 18

19 Anwendung Fünf- bis fünfzehnfache Kosten im vergleich zu ADSL Hohe Reichweite und 2 MBit/s in beide Richtungen Zusätzliche Serviceleistung, durch Zusicherung von Reaktionszeit und feste IP-Adressen Anwendungsfälle: Netzwerkkopplung TK-Anlagen Vernetzung Firmen mit hohen Upload aufkommen Überbrückung großer Entfernungen 19

20 ADSL/VDSL Netzaufbau VDSL bis auf Verlagerung des Splitters und des DSLAM == 20

21 Einsatzgebiete ADSL Gröstenteils Privatnutzer, die einen nicht so hohen Upload benötigen wie Download Einsatzgebiete VDSL Gröstenteils Privatnutzer, die einen nicht so hohen Upload benötigen wie Download siehe ADSL Wenn die Vorhandene InternetLeitung besser ausgenutzt werden soll Z.B.: Mehrere Computer gleichzeitig in einem Haushalt im Internet sind Wenn der Computer und der HDTV Fernseher gleichzeitig am Netz sind 21

22 ADSL Übertragungsgeschwindigkeit Hängt von der entfernung zur Vermittlungsstelle ab In Ballungsgebieten wird sie voll aus genutzt Datenübertragung von bis zu 6 Mbits/s möglich Reicht für IPTV nicht aus( braucht konstante 6 bis 16 Mbit/s) Daraus wurde ADSL2/ADSL2+ enwickelt Übertragungsgeschwindigkeit von bis zu 24 Mbit/s Bei ihr darf die Leitungslänge zur Vermittlungsstelle länger sein 22

23 VDSL Übertragungsgeschwindigkeit Leitung muss extrem kurz sein Bereits ab 900 m kann nur noch die Hälfte der Geschwindigkeit übertragen werden Kann Daten mit einer Geschwindigkeit von bis zu 52 Mbit/s übertragen VDSL2 sogar mit bis zu 200 Mbit/s Als Übertragung werden QAM (Asien VDSL) und DMT (Europa VDSL2) genutzt 23

24 Vor- und Nachteile A bzw. VDSL Vorteile ADSL Nutzt die Telefonleitung, Somit braucht der Nutzer zusätzlich zum Telefonanschluss keine weitere Leitung VDSL Schnellere Downloads( bis 100 Mbit/s) Schnellere Uploads(bis 10 Mbit/s) Mehr Anwendungsmöglichkeiten Genug Bandreserven bei gleichzeitiger Nutzung Nachteile Geringe Reichweite Relativ geringe Verfügbarkeit Etwas teurer ~ 10 bis 30 % Hardwaremuss ersetzt werden 24

25 DSL-Technologien im Überblick Name V.22 V.32 V.34 Bedeutung Sprachbandmodem Datenübertragungsrat e 1200 bit/s bis bit/s Übertragungsmodus Duplex DSL Digital Subscriber Line 160 kbit/s Duplex HDSL SDSL ADSL VDSL High data rate Digital Subsrciber Line Single line Digital Subscriber Line Asymmetric Digital Subscriber Line Very high data rate Digital Subscriber Line Mbit/s Mbit/s Duplex Mbit/s Duplex 1,5 bis 9 Mbit/s 16 bis 640 kbit/s 13 bis 52 Mbit/s 1,5 bis 2,3 Mbit/s Down Up Down Up Anwendung Datenübertragung ISDN Sprach- und Datenübertragung T1/E1 Dienst, wie HDSL zusätzlich Dienste mit symmetrischen Übertragungsraten Internetzugriff, Video on Demand, rlan Zugriff, interaktive Multi- mediadienste wie ADSL plus HDTV 25

26 Quellen ] [ ] eorie/bei_kap2_gesamt.pdf [ ] [ ] 26