Difference between revisions of "Exercise 2.1: General Description of xDSL"

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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:
  
Schon in den 1970er Jahren wurde die Notwendigkeit von digitalen Teilnehmeranschlüsse zur Verbesserung der Übertragungsqualität und zur Erhöhung des Kundenkomforts erkannt. Nach der Spezifikation von ISDN zu Beginn der 1980er Jahre begann dann die eigentliche Entwicklung und Standardisierung von xDSL, wobei das „x” als Platzhalter für jeweils einen Buchstaben steht.
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*${\boldsymbol{\rm HDSL}}$ – ''High–bit–rate Digital Subscriber Line'':&nbsp; <br>First concept in 1986, first prototypes in 1989, first publications by [https://en.wikipedia.org/wiki/American_National_Standards_Institute "ANSI"] in 1992 (Technical Report E1T1/92-002R1) and [https://en.wikipedia.org/wiki/ETSI "ETSI"] (Technical Report ETR 152), final definition in 1998 by [https://en.wikipedia.org/wiki/International_Telecommunication_Union "ITU"]&ndash;Recommendation G.991.1.
  
Hierbei unterscheidet man folgende Systemvarianten:
 
  
*$\color{red}{\boldsymbol{\rm HDSL}}$ ''– High–bit–rate Digital Subscriber Line:'' Erstes Konzept 1986, erste Prototypen 1989, erste Veröffentlichungen von[[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Verfahren_zur_Senkung_der_Bitfehlerrate_bei_DSL#Gain_Scaling_und_Tone_Ordering|ANSI]] 1992 (Technical Report E1T1/92–002R1) und [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Verfahren_zur_Senkung_der_Bitfehlerrate_bei_DSL#Gain_Scaling_und_Tone_Ordering|ETSI]] (Technical Report ETR 152), endgültige Definition 1998 durch die Empfehlung G.991.1 der [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Verfahren_zur_Senkung_der_Bitfehlerrate_bei_DSL#Gain_Scaling_und_Tone_Ordering|ITU]].
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*${\boldsymbol{\rm ADSL}}$ ''Asymmetric Digital Subsciber Line'':&nbsp; <br>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).
  
*$\color{red}{\boldsymbol{\rm ADSL}}$ ''– Asymmetric Digital Subsciber Line:'' Beginn der konzeptionellen Vorarbeiten 1989, erste Prototypen 1992, erste Veröffentlichungen 1995 von ANSI (''Technical Report'' T1.413), 1996 von ETSI (''Technical Report'' ETR 328), 1999 ITU–Empfehlungen G.992.1 und G.992.2, Weiterentwicklung zu ADSL2 (2002, ITU–Empfehlungen G.992.3 und G.992.4) sowie zu ADSL2+ (2003, ITU–Empfehlung G.992.5).
 
  
*$\color{red}{\boldsymbol{\rm VDSL}}$ ''Very–high–speed Digital Subscriber Line:'' Erste Ansätze und Vorversuche 1994, erstmalige Veröffentlichungen von Spezifikationen 1998 (ANSI ''Draft Technical Document'' T1E1.4/98–043 R1 bzw. ETSI ''Technical Specification'' TS 101 270–1), 2001 erstmalige Veröffentlichung der ITU–Empfehlung G.993.1, und schließlich 2006 Veröffentlichung der ITU–Empfehlung G.993.2 (Weiterentwicklung).
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*${\boldsymbol{\rm VDSL}}$ ''Very–high–speed Digital Subscriber Line'':&nbsp; <br>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.
  
  
Der Fragebogen zu dieser Aufgabe beschränkt sich auf Grundsätzliches wie zum Beispiel der Frage: „Ist das Übertragungsmedium Kupfer oder Luft?” Nach dem hier gewählten Leitbild wäre beides möglich.
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The questions for this exercise are limited to basic things such as the question:&nbsp; "Is the transmission medium copper or air?" According to the model chosen here, both would be possible.
  
''Hinweis:''
 
  
Die Aufgabe bezieht sich auf das Kapitel [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_DSL|Allgemeine Beschreibung
 
von DSL]] – insbesondere auf die Seite [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_DSL#Historische_Entwicklung_von_xDSL_.E2.80.93_Standardisierungen|Historische xDSL–Entwicklung]]. Informationen zu anderen erwähnten Kommunikationssystemen finden Sie unter folgenden Links:
 
  
*[[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Verfahren_zur_Senkung_der_Bitfehlerrate_bei_DSL#Gain_Scaling_und_Tone_Ordering|ISDN]] ''(Integrated Services Digital Network),''
 
*[[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Verfahren_zur_Senkung_der_Bitfehlerrate_bei_DSL#Gain_Scaling_und_Tone_Ordering|GSM]] ''(Global System for Mobile Communications),''
 
*[[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Verfahren_zur_Senkung_der_Bitfehlerrate_bei_DSL#Gain_Scaling_und_Tone_Ordering|UMTS]] ''(Universal Mobile Telecommunications System),''
 
*[https://de.wikipedia.org/wiki/WiMAX WiMax] ''(Worldwide Interoperability for Microwave Access).''
 
  
  
  
  
===Fragebogen===
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Hints:
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*This exercise belongs to the chapter&nbsp; [[Examples_of_Communication_Systems/General_Description_of_DSL|"General Description of DSL"]].
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*Reference is made in particular to the page&nbsp; [[Examples_of_Communication_Systems/General_Description_of_DSL#Historical_development_of_xDSL_-_standardizations|"Historical development of xDSL"]].
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*For information on other communication systems mentioned, see&nbsp; $\rm LNTwww$&nbsp; at the following links:
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::[[Examples_of_Communication_Systems/General_Description_of_ISDN|"ISDN"]]&nbsp; (''Integrated Services Digital Network''),
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::[[Examples_of_Communication_Systems/General_Description_of_GSM|"GSM"]]&nbsp; (''Global System for Mobile Communications''),
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::[[Examples_of_Communication_Systems/General_Description_of_UMTS|"UMTS"]]&nbsp; (''Universal Mobile Telecommunications System''),
 +
::[https://en.wikipedia.org/wiki/WiMAX "WiMax"]&nbsp; (''Worldwide Interoperability for Microwave Access'').
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===Questions===
 
<quiz display=simple>
 
<quiz display=simple>
  
  
  
Welches andere Kommunikationssystem hat ähnliche Funktion wie xDSL?
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What other communication systems have similar function as xDSL?
 
|type="[]"}
 
|type="[]"}
 
- ISDN,
 
- ISDN,
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{Welches andere System verwendet das gleiche Medium wie xDSL?
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{Which other systems use the same medium as xDSL?
 
|type="[]"}
 
|type="[]"}
 
+ ISDN,
 
+ ISDN,
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- WiMax.
 
- WiMax.
  
{Worauf bezieht sich „unsymmetrisch” in Zusammenhang mit xDSL?
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{What does "asymmetric" refer to in connection with xDSL?
 
|type="[]"}
 
|type="[]"}
- Es besagt, dass xDSL nur auf der „Last Mile” eingesetzt wird.
+
- It says that xDSL is only used on the "last mile".
- Es macht Aussagen über die Verschaltung der Doppeladern.
+
- It makes statements about the interconnection of the dual wires.
+ Es weist auf verschiedlene Raten im Up– und Downstream hin.
+
+ It indicates different rates in upstream and downstream.
  
{Welche Aussagen sind bezüglich der Downstreamraten zutreffend?
+
{Which statements are true regarding downstream rates?
 
|type="[]"}
 
|type="[]"}
+ VDSL ist schneller als ADSL.
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+ VDSL is faster than ADSL.
- VDSL(1) ist schneller als VDSL(2).
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- VDSL(1) is faster than VDSL(2).
+ Die Datenrate hängt von der Länge der Kupfer–Doppelader ab.
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+ The data rate depends on the length of the copper twisted pair.
  
 
</quiz>
 
</quiz>
  
===Musterlösung===
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===Solution===
 
{{ML-Kopf}}
 
{{ML-Kopf}}
'''(1)'''&nbsp; 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 neueren 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)  $\Rightarrow$  Richtig sind die <u>Lösungsvorschläge 1 und 2</u>.
+
'''(1)'''&nbsp; Correct are <u>solutions 3 and 4</u>:
 
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*The essential task of xDSL is to provide high-speed Internet access. In areas with no or inadequate DSL coverage, wireless technology-based [https://en.wikipedia.org/wiki/WiMAX "WiMax"] is often used as a substitute.  
'''(2)'''&nbsp; DSL wird über Kupfer–Doppeladern bereitgestellt. Dieses Übertragungsmedium wird auch von analogen Telefonsystemen (''Plain Old Telephone Services'' – POTS) und dem digitalen Festnetzstandard [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Verfahren_zur_Senkung_der_Bitfehlerrate_bei_DSL#Gain_Scaling_und_Tone_Ordering|ISDN]] (''Integrated Services Digital Network'') benutzt. Dagegen basieren die drei anderen (mobilen) Kommunikationssysteme alle auf der Funktechnik. $\Rightarrow$  Richtig ist der <u>Lösungsvorschlag 1</u>.
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*ISDN, on the other hand, is a pure telephone service. The main task of the European mobile communications standard GSM is also telephony; data can thus only be transported at a very low data rate.  
 
+
*With the UMTS mobile communications standard, data rates of up to $374 \rm kbit/s$ are possible in the downlink (FDD mode), and there is even talk in specifications of $2 \rm Mbit/s$, so that this system could (but need not) be compared to DSL in terms of functionality.
'''(3)'''&nbsp; Richtig ist <u>der letzte Lösungsvorschlag</u>. 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. Aber dies ist unabhängig davon, ob eine symmetrische oder asymmetrische xDSL–Variante vorliegt.
 
  
'''(4)'''&nbsp; 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.
+
'''(2)'''&nbsp; Correct is the <u>proposed solution 1</u>:
 +
*DSL is provided over copper twisted pairs. This transmission medium is also used by analog telephone systems (''Plain Old Telephone Services'' - POTS) and the digital fixed network standard [[Examples_of_Communication_Systems/General_Description_of_ISDN|"ISDN"]] (''Integrated Services Digital Network'') is used.
 +
*In contrast, the other three (mobile) communications systems are all based on radio technology.
  
Die <u>Aussagen 1 und 3</u> stimmen. 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,
+
'''(3)'''&nbsp; Correct is <u>the last proposed solution</u>:  
*ADSL: Downstream $8 \ \rm Mbit/s$, Upstream $1 \ \rm Mbit/s$,
+
*For example, in ADSL, the data rate to the subscriber is $8 \ \rm Mbit/s$ and in the opposite direction it is only $1 \ \rm Mbit/s$.
*ADSL2+: Downstream bis $25 \ \rm Mbit/s$, Upstream $1 \ \rm Mbit/s$,
+
*The reason for this is that the majority of DSL users "download" much more data than they send themselves.
*VDSL(1): Downstream $25 ... 50 \ \rm Mbit/s$, Upstream $5 ... 10 \ \rm Mbit/s$,
+
*VDSL is also asymmetrical with $25$ ... $50 \ \rm Mbit/s$ downstream and $5$ ... $10 \ \rm Mbit/s$ upstream.
*VDSL(2): Downstream bis zu $200 \ \rm Mbit/s$.
+
*In contrast, with HDSL - the first proposed xDSL variant - the data rate is the same in both directions.
 +
*It is true that xDSL is only used in the local loop up to the local exchange, after which a conversion to optical systems takes place. However, this is independent of whether a symmetric or asymmetric xDSL variant is present.
  
  
Auch die letzte Aussage trifft zu: Je kürzer die Kupferleitung vom Teilnehmer aus gesehen ist, desto schneller kann sein DSL konfiguriert werden.
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'''(4)'''&nbsp; Correct are <u>solutions 1 and 3</u>:
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*According to the downstream data rate, the following order applies as long as the cable length does not become too long:
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::HDSL:Between $1.54$ and $2.04 \rm Mbit/s$ symmetrical,
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::ADSL: Downstream $8 \ \rm Mbit/s$, upstream $1 \ \rm Mbit/s$,
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::ADSL2+: Downstream up to $25 \ \rm Mbit/s$, upstream $1 \ \rm Mbit/s$,
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::VDSL(1): Downstream $25 ... 50 \ \rm Mbit/s$, upstream $5 ... 10 \ \rm Mbit/s$,
 +
::VDSL(2): Downstream up to $200 \ \rm Mbit/s$.
 +
*The second statement is incorrect. VDSL(2) is currently (2009) the fastest xDSL connection with up to $200 \ \rm Mbit/s$ according to specification.
 +
*The systems in Korea and Japan operate at $100 \ \rm Mbit/s$, while in Germany and Denmark data rates of up to $50 \ \rm Mbit/s$ are achieved at somewhat longer ranges (statement also from 2009).
 +
*The last statement is also true: The shorter the copper line as seen from the subscriber, the faster his DSL can be configured.
  
 
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[[Category:Aufgaben zu Beispiele von Nachrichtensystemen|^2.1 Allgemeine Beschreibung von DSL
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[[Category:Examples of Communication Systems: Exercises|^2.1 General Description of xDSL
 
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Latest revision as of 15:53, 5 March 2023

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:

"ISDN"  (Integrated Services Digital Network),
"GSM"  (Global System for Mobile Communications),
"UMTS"  (Universal Mobile Telecommunications System),
"WiMax"  (Worldwide Interoperability for Microwave Access).



Questions

1

What other communication systems have similar function as xDSL?

ISDN,
GSM,
UMTS,
WiMax.

2

Which other systems use the same medium as xDSL?

ISDN,
GSM,
UMTS,
WiMax.

3

What does "asymmetric" refer to in connection with xDSL?

It says that xDSL is only used on the "last mile".
It makes statements about the interconnection of the dual wires.
It indicates different rates in upstream and downstream.

4

Which statements are true regarding downstream rates?

VDSL is faster than ADSL.
VDSL(1) is faster than VDSL(2).
The data rate depends on the length of the copper twisted pair.


Solution

(1)  Correct are solutions 3 and 4:

  • The essential task of xDSL is to provide high-speed Internet access. In areas with no or inadequate DSL coverage, wireless technology-based "WiMax" is often used as a substitute.
  • ISDN, on the other hand, is a pure telephone service. The main task of the European mobile communications standard GSM is also telephony; data can thus only be transported at a very low data rate.
  • With the UMTS mobile communications standard, data rates of up to $374 \rm kbit/s$ are possible in the downlink (FDD mode), and there is even talk in specifications of $2 \rm Mbit/s$, so that this system could (but need not) be compared to DSL in terms of functionality.


(2)  Correct is the proposed solution 1:

  • DSL is provided over copper twisted pairs. This transmission medium is also used by analog telephone systems (Plain Old Telephone Services - POTS) and the digital fixed network standard "ISDN" (Integrated Services Digital Network) is used.
  • In contrast, the other three (mobile) communications systems are all based on radio technology.


(3)  Correct is the last proposed solution:

  • For example, in ADSL, the data rate to the subscriber is $8 \ \rm Mbit/s$ and in the opposite direction it is only $1 \ \rm Mbit/s$.
  • The reason for this is that the majority of DSL users "download" much more data than they send themselves.
  • VDSL is also asymmetrical with $25$ ... $50 \ \rm Mbit/s$ downstream and $5$ ... $10 \ \rm Mbit/s$ upstream.
  • In contrast, with HDSL - the first proposed xDSL variant - the data rate is the same in both directions.
  • It is true that xDSL is only used in the local loop up to the local exchange, after which a conversion to optical systems takes place. However, this is independent of whether a symmetric or asymmetric xDSL variant is present.


(4)  Correct are solutions 1 and 3:

  • According to the downstream data rate, the following order applies as long as the cable length does not become too long:
HDSL:Between $1.54$ and $2.04 \rm Mbit/s$ symmetrical,
ADSL: Downstream $8 \ \rm Mbit/s$, upstream $1 \ \rm Mbit/s$,
ADSL2+: Downstream up to $25 \ \rm Mbit/s$, upstream $1 \ \rm Mbit/s$,
VDSL(1): Downstream $25 ... 50 \ \rm Mbit/s$, upstream $5 ... 10 \ \rm Mbit/s$,
VDSL(2): Downstream up to $200 \ \rm Mbit/s$.
  • The second statement is incorrect. VDSL(2) is currently (2009) the fastest xDSL connection with up to $200 \ \rm Mbit/s$ according to specification.
  • The systems in Korea and Japan operate at $100 \ \rm Mbit/s$, while in Germany and Denmark data rates of up to $50 \ \rm Mbit/s$ are achieved at somewhat longer ranges (statement also from 2009).
  • The last statement is also true: The shorter the copper line as seen from the subscriber, the faster his DSL can be configured.