Asymmetric Digital Subscriber Line

Mit Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) wird die zur Zeit häufigste Anschlusstechnik von Breitbandanschlüssen für Konsumenten bezeichnet. Sie wurde auf Basis der DSL-Technik mit der Maßgabe entwickelt, über die vorhandene Telefonanschlussleitung zu funktionieren ohne die Telefonie über den Festnetzanschluss zu beeinträchtigen und gleichzeitig den meist asymmetrischen (ungleichen) Bandbreitenbedürfnissen der Privatkunden nach mehr Empfangs- als Sendebandbreite nachzukommen.

Technik

Breitbandanschlusseinheit (Splitter)

ADSL kann an Anschlussleitungen von analogen (POTS) und digitalen (ISDN) Telefonanschlüssen eingesetzt werden oder als entbündelter Datenanschluss (nacktes DSL).

Bei POTS/ISDN-Anschlussleitungen gibt es Frequenzbereiche, welche für die Telefonie nicht genutzt werden und daher brachliegen. Diese höheren Frequenzbereiche werden für ADSL verwendet. Grundsätzlich erhöht sich die Leitungsdämpfung mit steigender Entfernung zur Vermittlungsstelle, was die verfügbaren Bandbreiten und die Abdeckung mit ADSL geographisch begrenzt. Outdoor-DSLAMs bieten hier eine Abhilfe, werden bisher jedoch nur in wenigen Fällen von etablierten Netzbetreibern wie der Deutschen Telekom eingesetzt.

Funktionsprinzipien der ADSL-Technik sind Frequenzmultiplexverfahren, Fouriertransformation und Discrete Multitone Transmission (DMT); ein ADSL-Modem enthält als wesentliche Bestandteile einen schnellen Analog-Digital-Wandler und einen digitalen Signalprozessor zur Berechnung der Fouriertransformationen für die einzelnen Frequenzen.

Damit sich die beiden Nutzungsarten der Telefonleitung nicht stören, werden die beiden Frequenzbereiche sowohl beim Teilnehmer als auch im Hauptverteiler durch eine Frequenzweiche, den sogenannten Splitter, getrennt. Grundsätzlich wird durch die ADSL-Nutzung kein Sprachkanal belegt, so dass man -anders als bei einem Internetzugang mittels herkömmlichem Telefonmodem- auch an einem Analoganschluss gleichzeitig surfen und mittels klassischer Festnetztelefonie telefonieren kann.

Die Datenübertragung beim in Deutschland eingesetzten ADSL-over-ISDN läuft in 4,3125 kHz breiten Bändern mit einer Symbolrate von je 4 kbaud im Bereich von 138-275 kHz für den Upstream und 275-1104 kHz für den Downstream. Wegen der schlechten Leitungsqualität – schließlich waren die Telefonleitungen nicht für die Übertragung von Signalen mit einer Bandbreite von etwa 1 MHz vorgesehen – wird die Leitung vom Endgerät zur Vermittlungsstelle "ausgemessen" und einzelne Bänder gegebenenfalls ausgeblendet, falls die Dämpfung zu groß ist oder Reflexionen auftreten.

Mit der im zunehmenden Maß von den ADSL-Anbietern eingesetzten ADSL2+ Norm geht eine Ausdehnung des verwendeten Frequenzbereichs nach oben bis 2,2 MHz einher, was bei kurzen Anschlussleitungen eine deutlich höhere Bandbreite ermöglicht: generell bis zu 25 MBit/s in Empfangsrichtung und bis zu 3,5 MBit/s in Senderichtung; in Deutschland wird mittels der bandbreitenschwachen ADSL-over-ISDN-Schaltung jedoch lediglich bis zu 16 MBit/s in Empfangs- und bis zu 1 MBit/s in Senderichtung angeboten.

ADSL an Analog- und ISDN-Anschlüssen

Normalerweise wird ADSL an Analoganschlüssen und reinen Datenanschlüssen nach den ADSL-over-POTS-Normen geschaltet während an ISDN-Anschlüssen ADSL-over-ISDN eingesetzt wird. Diese Normen unterscheiden sich kaum; einzig die Signalisierung sowie die verwendeten Frequenzbänder sind unterschiedlich.

Die bis jetzt (2007) im deutschen Festnetz installierte ADSL-Gerätetechnik benutzt jedoch als weltweite Besonderheit ADSL-over-ISDN an sämtlichen ADSL-Anschlüssen, was den Vorteil hat, dass nur ein anstelle von zwei technischen Standards durch die ADSL-Anbieter unterstützt werden muss und der Teilnehmer ohne Wechsel der installierten ADSL-Technik zwischen Analoganschluss, ISDN-Anschluss und reinem Datenanschluss wechseln kann.

Als nachteilige Folge ist dadurch aber die ADSL-Verfügbarkeit an langen Anschlussleitungen gegenüber ADSL-over-POTS durch das Aussparen des dämpfungsärmsten und reichweitenstärksten ADSL-over-POTS-Frequenzbereichs von 26-138 kHz deutlich eingeschränkt und die mögliche maximale Bandbreite an allen ADSL-Anschlüssen ist dadurch deutlich verringert.^[1] Neuere ADSL-Varianten wie etwa das besonders reichweitenstarke und von France Telecom seit Frühjahr 2006 landesweit eingesetzte Reach-Extended-ADSL2/2+ (ITU G.992.3/5 Annex L), das die durch eine Vermittlungsstelle versorgbare Fläche gegenüber ADSL-over-POTS/Annex A nochmals um ca. 40 % vergrößert^[2] oder ITU G.992.5 ADSL2+ Annex M mit drastisch auf 3,5 MBit/s erhöhter Sende-Bandbreite stehen zudem für ADSL-over-ISDN gar nicht zur Verfügung.

Aushandlung

Man unterscheidet hierbei eine adaptive oder fixe Verbindungsaushandlung mit dem DSLAM.

Die so genannte ratenadaptive (engl. rate adaptive) Aushandlung, bei der die DSL-Verbindung jeweils mit der gemäß den aktuellen Leitungsbedingungen maximal möglichen Übertragungsrate synchronisiert (aufgebaut) wird, falls die am DSLAM konfigurierte maximale Bandbreite nicht erreicht werden kann, setzen die meisten alternativen DSL-Provider mit eigenen DSLAMs (z. B. Arcor, HanseNet, M-net, NetCologne, Versatel, Telefónica, QSC) für alle Bandbreiten ein, wodurch sie an allen Anschlüssen wesentlich höhere Datenraten anbieten und Anschlüsse mit sehr hohen Dämpfungen noch mit DSL versorgen können. Die Deutsche Telekom hingegen verwendet die adaptive Aushandlung bisher nur für ihr auf ADSL2+ basierendes Produkt T-DSL 16.000, das nur buchbar ist, wenn die Telekom 6 MBit/s in Empfangsrichtung garantieren kann.

Die mit ADSL2+ mögliche Seamless Rate Adaption erlaubt es zusätzlich, während des Betriebes die Übertragungsgeschwindigkeit an die Übertragungsqualität der Kabelverbindung anzupassen, ohne die Synchronisation zu verlieren (also ohne die DSL-Verbindung zu trennen); diese Funktion ist derzeit (April 2007) von den deutschen ADSL2+ Anbietern jedoch noch nicht implementiert.

Dagegen verspricht die fixe Aushandlung, die in Deutschland nahezu ausschließlich noch von der Telekom für ihre T-DSL-Bandbreiten (auch bei T-DSL-Resale) bis zu 6 Mbit eingesetzt wird, immer konstante Datenraten. Die am DSLAM vom Anbieter geschaltete Bandbreite steht also gesichert zur Verfügung. Falls jedoch die aktuellen Leitungsbedingungen dies nicht zulassen, wird die Verbindung nicht synchronisiert. Wegen der deshalb notwendigen hohen Störabstands-Sicherheitsmarge kann in der Regel an diesen Anschlüssen nur eine deutlich niedrigere Bandbreite zur Verfügung gestellt werden als diejenige, die bei adaptiver Aushandlung möglich wäre.^[3]

Während bei der fixen Aushandlung die Störabstands-Sicherheitsmarge in der Regel so hoch ist, dass so gut wie alle auf dem Markt befindlichen ADSL-Modems und -Router gleich gut geeignet sind, hat bei der ratenadaptiven Schaltung nahe am Leitungslimit die Qualität des verwendeten Modems an eher längeren Anschlussleitungen einen deutlichen Einfluss auf die erzielbare Bandbreite und die Leitungsstabilität der ADSL-Verbindung.^[4]

Protokolle

Für einen Verbindungsaufbau ins Internet werden weitere Protokolle verwendet wie die PPP-basierten: PPPoE (zum Beispiel in Deutschland und der Schweiz; an den auf T-DSL-Technik der Telekom basierenden DSL-Anschlüssen (auch T-DSL-Resale) können mehrere PPPoE-Verbindungen zu unterschiedlichen Internetzugangsanbietern gleichzeitig bestehen), PPP over ATM in Kombination mit PPTP (zum Beispiel in Österreich, Frankreich und Italien) oder MPoA (in Deutschland für geroutete Subnetze, in Spanien für statische IP-Adresse).

Interleaving

Zwecks besserer Fehlerkorrektur der ADSL-Verbindung wird von einigen Anbietern (etwa bei T-DSL der Telekom) Interleaving eingesetzt, was die Latenz der Verbindung erhöht. Falls die Leitungsbedingungen es zulassen, kann bei diesen Anbietern zum Teil mittels meist aufpreispflichtiger Option (Fastpath bei T-DSL) das Interleaving abgeschaltet werden.

ADSL-Normen

**ADSL-Normen und maximale Nutzdatenraten**
Norm	Name	Empfangsrate (Downstream)	Senderate (Upstream)
ANSI T1.413 Issue 2	ADSL	6 Mbit/s	0,6 Mbit/s
ITU-T G.992.1 Annex B^[5]	G.dmt	10 Mbit/s	1,0 Mbit/s
ITU-T G.992.2^[6]	G.lite	1,5 Mbit/s	0,5 Mbit/s
ITU-T G.992.3^[7]	G.bis oder ADSL2	12 Mbit/s	1,2 Mbit/s
ITU-T G.992.3 Annex L	RE-ADSL2	6 Mbit/s	1,2 Mbit/s
ITU-T G.992.4^[8]	G.bis.lite	x Mbit/s	x Mbit/s
ITU-T G.992.3/4 Annex J	ADSL2	12 Mbit/s	3,0 Mbit/s
ITU-T G.992.5^[9]	ADSL2+	24 Mbit/s	3,5 Mbit/s