Exercise 2.1: General Description of xDSL

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xDSL medium

The need for digital subscriber lines to improve transmission quality and increase customer convenience was recognized as early as the 1970s. After the ISDN specification at the beginning of the 1980s, the actual development and standardization of ${\boldsymbol{\rm xDSL}}$ began, with the "x" as a placeholder for one letter each. A distinction is made between the following system variants:

• ${\boldsymbol{\rm HDSL}}$ – High–bit–rate Digital Subscriber Line: 
  First concept in 1986, first prototypes in 1989, first publications by "ANSI" in 1992 (Technical Report E1T1/92-002R1) and "ETSI" (Technical Report ETR 152), final definition in 1998 by "ITU"–Recommendation G.991.1.

• ${\boldsymbol{\rm ADSL}}$ – Asymmetric Digital Subsciber Line: 
  Start of conceptual preliminary work in 1989, first prototypes in 1992, first publications in 1995 by ANSI ('Technical Report' T1.413), in 1996 by ETSI ('Technical Report' ETR 328), in 1999 ITU recommendations G.992.1 and G.992.2, further development to ADSL2 (2002, ITU recommendations G.992.3 and G.992.4) and to ADSL2+ (2003, ITU recommendation G.992.5).

• ${\boldsymbol{\rm VDSL}}$ – Very–high–speed Digital Subscriber Line: 
  First approaches and preliminary tests in 1994, first publication of specifications in 1998 (ANSI Draft Technical Document T1E1.4/98-043 R1 or ETSI Technical Specification TS 101 270-1), first publication of ITU Recommendation G.993.1 in 2001, and finally publication of ITU Recommendation G.993.2 (further development) in 2006.

The questions for this exercise are limited to basic things such as the question:  "Is the transmission medium copper or air?" According to the model chosen here, both would be possible.

Hints:

• This exercise belongs to the chapter  "General Description of DSL".
• Reference is made in particular to the page  "Historical development of xDSL".
• For information on other communication systems mentioned, see  $\rm LNTwww$  at the following links:

"ISDN"  (Integrated Services Digital Network),

"GSM"  (Global System for Mobile Communications),

"UMTS"  (Universal Mobile Telecommunications System),

"WiMax"  (Worldwide Interoperability for Microwave Access).

Questions

1

Welche andere Kommunikationssysteme haben ähnliche Funktion wie xDSL?

	ISDN,
	GSM,
	UMTS,
	WiMax.

2

Welche andere Systeme verwenden das gleiche Medium wie xDSL?

	ISDN,
	GSM,
	UMTS,
	WiMax.

3

Worauf bezieht sich „unsymmetrisch” in Zusammenhang mit xDSL?

	Es besagt, dass xDSL nur auf der „Last Mile” eingesetzt wird.
	Es macht Aussagen über die Verschaltung der Doppeladern.
	Es weist auf verschiedene Raten im Up– und Downstream hin.

4

Welche Aussagen sind bezüglich der Downstreamraten zutreffend?

	VDSL ist schneller als ADSL.
	VDSL(1) ist schneller als VDSL(2).
	Die Datenrate hängt von der Länge der Kupfer–Doppelader ab.

Musterlösung

Solution

(1)  Richtig sind die Lösungsvorschläge 3 und 4:

• Die wesentliche Aufgabe von xDSL ist die Bereitstellung eines schnellen Internetzugangs. In Gebieten mit keiner oder nur ungenügender DSL–Versorgung wird oft als Ersatz das auf Funktechnik basierende WiMax eingesetzt.
• ISDN ist dagegen ein reiner Telefondienst. Die Hauptaufgabe des europäischen Mobilfunkstandards GSM ist ebenfalls die Telefonie, Daten können damit nur mit sehr kleiner Datenrate transportiert werden.
• Mit dem Mobilfunkstandard UMTS sind im Downlink (FDD–Modus) Datenraten bis zu $374 \ \rm kbit/s$ möglich und es wird sogar in Spezifikationen von $2 \ \rm Mbit/s$ gesprochen, so dass man dieses System von der Funktionalität her mit DSL vergleichen könnte (aber nicht muss).

(2)  Richtig ist der Lösungsvorschlag 1:

• DSL wird über Kupfer–Doppeladern bereitgestellt. Dieses Übertragungsmedium wird auch von analogen Telefonsystemen (Plain Old Telephone Services – POTS) und dem digitalen Festnetzstandard ISDN (Integrated Services Digital Network) benutzt.
• Dagegen basieren die drei anderen (mobilen) Kommunikationssysteme alle auf der Funktechnik.

(3)  Richtig ist der letzte Lösungsvorschlag:

• Beispielsweise beträgt bei ADSL die Datenrate zum Teilnehmer $8 \ \rm Mbit/s$ und in der Gegenrichtung nur $1 \ \rm Mbit/s$.
• Der Grund hierfür ist, dass die Mehrzahl der DSL–Nutzer sehr viel mehr Daten „downloaden” als selbst verschicken.
• Auch VDSL ist unsymmetrisch mit $25$ ... $50 \ \rm Mbit/s$ im Downstream und $5$ ... $10 \ \rm Mbit/s$ im Upstream.
• Dagegen ist bei HDSL – der ersten vorgeschlagenen xDSL–Variante – die Datenrate in beiden Richtungen gleich.
• Es ist zwar richtig, dass xDSL nur im Teilnehmeranschlussbereich bis hin zur Ortsvermittlungsstelle eingesetzt wird und danach eine Umsetzung auf optische Systeme erfolgt. Dies ist aber unabhängig davon, ob eine symmetrische oder asymmetrische xDSL–Variante vorliegt.

(4)  Richtig sind die Lösungsvorschläge 1 und 3:

• Entsprechend der Downstream–Datenrate gilt die folgende Reihenfolge, so lange die Kabellänge nicht zu groß wird:

HDSL:zwischen $1.54$ und $2.04 \ \rm Mbit/s$ symmetrisch,

ADSL: Downstream $8 \ \rm Mbit/s$, Upstream $1 \ \rm Mbit/s$,

ADSL2+: Downstream bis $25 \ \rm Mbit/s$, Upstream $1 \ \rm Mbit/s$,

VDSL(1): Downstream $25 ... 50 \ \rm Mbit/s$, Upstream $5 ... 10 \ \rm Mbit/s$,

VDSL(2): Downstream bis zu $200 \ \rm Mbit/s$.

• Die zweite Aussage ist falsch. VDSL(2) ist die derzeit (2009) schnellste xDSL–Verbindung mit bis zu $200 \ \rm Mbit/s$ entsprechend Spezifikation.
• Die Systeme in Korea und Japan arbeiten mit $100 \ \rm Mbit/s$, während in Deutschland und Dänemark bei etwas größeren Reichweiten Datenraten bis zu $50 \ \rm Mbit/s$ erzielt werden (Aussage ebenfalls von 2009).
• Auch die letzte Aussage trifft zu: Je kürzer die Kupferleitung vom Teilnehmer aus gesehen ist, desto schneller kann sein DSL konfiguriert werden.