Very High Data Rate Digital Subscriber Line

Very High Speed Digital Subscriber Line (VDSL, die Abkürzung VHDSL gilt als veraltet) ist eine DSL-Technik, die wesentlich höhere Datenübertragungsraten über gebräuchliche Telefonleitungen liefert als beispielsweise ADSL oder ADSL2+. Wie alle DSL-Techniken benutzt auch VDSL für das letzte Stück der Übertragungsstrecke zum Kunden die (verdrillte) Kupferleitung, obwohl in den (deutschen) Medien immer wieder fälschlicherweise auch für dieses Stück von der Verwendung von Glasfasern die Rede ist.

Die Internationale Fernmeldeunion (ITU) hat derzeit zwei VDSL-Standards festgelegt: VDSL1 (ITU-T G.993.1), sowie VDSL2 (ITU-T G.993.2).

VDSL1

VDSL1 umfasst eine Reihe zueinander nicht kompatibler DSL-Techniken. Erreicht werden typischerweise Übertragungsgeschwindigkeiten von 52 Mbit/s in Empfangsrichtung (engl. "Downstream") und 11 Mbit/s in Senderichtung (engl. "Upstream"). Die nutzbare Übertragungsbandbreite sinkt mit der Länge der Anschlussleitung. Bereits bei 900 Metern Entfernung zur Vermittlungsstelle sinkt die Datenübertragungsrate auf 26 bzw. 5,5 Mbit/s, und bei etwa zwei Kilometern befindet man sich auf heutigem ADSL-Niveau. Aus diesem Grund darf der Abstand zwischen dem Anschluss des Teilnehmer-Endgerätes und der Vermittlungsstelle nicht zu groß werden.

In Großstädten dürfte aufgrund der Dichte der Vermittlungsstellen der größte Teil der Bevölkerung abgedeckt sein. In Kleinstädten mit nur einer Vermittlungsstelle wird es nur in einem festgelegten Radius für VDSL-Highspeed reichen. Größere Entfernungen zwischen Teilnehmer und Vermittlungsstelle erfordern Outdoor-DSLAMs (deutsch "Bordstein-DSLAMs"). Die nutzerseitigen Anschlüsse der Vermittlungsstellen oder DSLAMs sind häufig bereits bestehende Telefonleitungen. Die netzwerkseitigen Anschlüsse der Vermittlungsstellen oder DSLAMs sind in der Regel Glasfaserkabel.

VDSL1 benutzt je nach Hersteller und verwendetem Bandplan bis zu vier Frequenzbänder. Als Leitungscode werden DMT oder QAM verwendet, die nicht kompatibel sind, aber eine vergleichbare Leistung bieten.

Außer für die Internet-Anbindung wird VDSL1 auch vereinzelt zur Verlängerung oder Kopplung von Ethernet-Netzwerken über vorhandene Kupferdoppeladern verwendet. In dieser Anwendung auch bekannt unter dem Namen 10BaseS (Infineon), vertrieben u.a. durch Cisco als Long Reach Ethernet (LRE).

Bisher haben Netzbetreiber in vielen Ländern den Einsatz von VDSL(2) erprobt. Anwendungen waren z. B. Video on Demand oder Fernunterricht.

Der VDSL1-Standard hat sich weltweit bislang nicht in großem Stil durchsetzen können. Das kann damit zusammenhängen, dass VDSL1-DSLAMs eine relativ geringe Signalreichweite besitzen und Möglichkeiten fehlen, bestimmte Anwendungen bei ihrer Übertragung zu priorisieren, was für die gleichzeitige Übertragung von Internet- und IPTV-Diensten obligatorisch ist. Größere Verbreitung mit mehreren Millionen Leitungen hat VDSL lediglich in Südkorea, Japan, USA und der Volksrepublik China erreicht. In Südkorea beispielsweise wurde zu einer Zeit, als in Deutschland die meisten Kunden noch mit ISDN ins Internet gingen, bereits ein nahezu flächendeckendes VDSL1-Netz aufgebaut, so dass (um es anschaulich darzustellen) die Koreaner damals etwa 1000mal schneller surften als die Deutschen. In den USA bieten Qwest, Verizon (FiOS) und AT&T (U-Verse) ihre Dienste auf unterschiedlicher Basis an: FiOS ist ein „Fiber to the Node“ (FTTN) Angebot, das dem VDSL in Deutschland sehr ähnlich ist. AT&T bietet U-Verse über „Fiber to the Home“ (FTTH) an, welche die Glasfaser direkt ins Haus holt und somit wesentlich längere Wege vom Verteilerkasten zurücklegen kann, aber auch wesentlich teurer in der Installation der Kabel bis zum Endverbraucher. Wie in Deutschland gibt es bis jetzt nur in wenigen Metropolenregionen FTTN- oder FTTH-Angebote, da die Kosten für die Installation sehr hoch sind. Dafür sind im Gegensatz zu Deutschland die Kosten für FTTN/FTTH wesentlich geringer, im Durchschnitt 29,25 US-$ für eine 30/5-Mbit-Leitung.

VDSL2

VDSL2-DSLAM von Siemens
Technik: SURPASS hiX 5625 (5+1 Slots)

VDSL2 basiert auf dem Übertragungsverfahren Discrete Multitone (DMT) und bietet bei einer Grenzfrequenz von 30 MHz theoretisch erreichbare Datenübertragungsraten von bis zu je 100 Mbit/s im Up- und Downstream bei einer im Vergleich zu VDSL1 wesentlich vergrößerten Reichweite. Der VDSL2-Standard wurde erst im Frühjahr 2005 von der Internationalen Fernmeldeunion verabschiedet. Der Standard selbst basiert auf dem bewährten ADSL2+-Standard und ist zu diesem vollständig abwärtskompatibel. Zusätzlich wurden Möglichkeiten implementiert, gleichzeitig mehrere virtuelle Verbindungen über eine physische Verbindung zu realisieren, um so etwa IPTV-Daten priorisieren zu können.

VDSL sowie dessen Nachfolgestandard VDSL2 wurden mit dem Ziel entwickelt, sogenannte „Triple-Play-Dienste“ anbieten zu können. Darunter zu verstehen ist die Zusammenführung von klassischen Telefoniediensten in Form von Analog-/ISDN- beziehungsweise IP-Telefonie, breitbandigem Internet sowie IPTV.

Die Profile des VDSL-2-Standards

Anders als bei ADSL wechseln bei VDSL2 die Frequenzbänder für Up- und Downstream mehrfach ab, hier ein Profil 30a.

Der VDSL2-Standard sieht als eine wesentliche Neuerung acht unterschiedliche „Profile“ vor. In den Profilen ist unter anderem die jeweilige Grenzfrequenz, der Trägerabstand sowie die erzeugte Signalstärke geregelt. Die unterschiedlichen Parameter für die einzelnen Profile sind auch der Grund dafür, dass die maximal erzielbaren Datenübertragungsraten von Profil zu Profil variieren.

Zusätzlich zum Profil muss ein Bandplan vorgegeben werden, der die Verschachtelung der einzelnen Upstream- und Downstreamkanäle ineinander sowie die Freihaltung eventuell weiter genutzter Frequenzbänder für POTS oder ISDN regelt. Es existieren unterschiedliche Bandpläne für nordamerikanische, europäische und asiatische Netze. Eng mit dem Bandplan verbunden ist die PSD-Maske (Power Spectral Density). Diese Maske begrenzt die Sendeleistung des VDSL2-Modems auf bestimmten Frequenzen. Ziel ist es vor allem, die „friedliche“ Koexistenz von ADSL, ADSL2, ADSL2+ sowie VDSL2 sicherzustellen und das Amateurfunkband zwischen 10,10 und 10,15 MHz zu schützen^[1]. Die Netzbetreiber wählen ein oder mehrere Profile, Bandpläne und PSD-Masken für ihr jeweiliges Netz aus.

Profil	Bandbreite (MHz)	Anzahl der genutzten Frequenzen	Frequenz-Abstand (kHz)	Übertragungspegel (dBm)	Max. Datenübertragungsrate (Mbit/s, symmetrisch 1)
8a	8,832	2047	4,3125	+17,5	50
8b	8,832	2047	4,3125	+20,5	50
8c	8,5	1971	4,3125	+11,5	50
8d	8,832	2047	4,3125	+14,5	50
12a	12	2782	4,3125	+14,5	68
12b	12	2782	4,3125	+14,5	68
17a	17,6604	4095	4,3125	+14,5	100
30a	30	3478	8,625	+14,5	200

¹ eine symmetrische Datenübertragungsrate von beispielsweise 50 Mbit/s bedeutet jeweils 50 Mbit/s für den Downstream und Upstream.

VDSL2 in Deutschland

Basierend auf dem VDSL2-Chipsatz Vinax von Infineon baut T-Home, vormals T-Com, seit dem Frühjahr 2006 ein VDSL2-basiertes Verteilernetz auf. Der Fortschritt und die Erfahrungen mit einem Netz dieser Größenordnung werden von vielen ausländischen Netzbetreibern mit großem Interesse beobachtet, da diese ebenfalls den Aufbau VDSL2-basierter Netze planen. Die durch VDSL2 bereitgestellte Datenübertragungsrate reicht aus, um Triple-Play-Angebote bereitzustellen. Diese ermöglichen es, mit Hilfe von VDSL2 als Übertragungsverfahren sowohl Internetdaten, Internettelefonie als auch Fernsehprogramme (IPTV) in HDTV-Qualität zu übertragen. Die klassische Festnetztelefonie wird, wie auch bei ADSL-Anschlüssen, auf derselben Leitung in einem anderen Frequenzbereich übertragen. Um gegenseitige Störungen der Festnetz-Telefonie- und VDSL-Signale zu verhindern, werden VDSL2-Splitter auf Kunden- und Netzbetreiberseite eingesetzt.

Seit dem 17. Oktober 2006 ^[2] bietet die Deutsche Telekom AG in Ihrem Festnetz-Geschäftsbereich T-Home VDSL2-Anschlüsse in den zwölf größten deutschen Ballungszentren an, wobei ursprünglich bis Ende 2007 etwa 35 weitere Städte folgen sollten^[3]. Darüber hinaus sind VDSL2-basierende Produkte mittlerweile auch in vielen kleineren Städten und Gemeinden nutzbar. In diesen Ausbaugebieten entfällt jedoch bis auf weiteres der kostspielige FTTN-Ausbau mit Outdoor-DSLAMs. Es werden lediglich die Hauptverteiler-Standorte mit Indoor-VDSL2-DSLAMs ausgestattet und an das IPTV-Konzentrationsnetz angebunden, so dass dort ein erheblicher Teil der Teilnehmer aufgrund der hohen Leitungsdämpfungen längerer Anschlussleitungen nicht mit den derzeit von der Telekom vermarkteten VDSL2- und ADSL2+-Profilen und den darauf basierenden Triple-Play-Angeboten erreicht werden kann. Im Rahmen der neuen Strategie von T-Home, seit dem 6. August 2007 IPTV-Dienste auch in städtischen Gebieten ohne Outdoor-DSLAM-Ausbau anzubieten, werden derzeit in vielen weiteren Städten die Hauptverteiler (Ortsvermittlungsstellen) mit IPTV-DSLAM-Linecards ausgestattet und an das IPTV-Konzentrationsnetz angebunden („Indoor-VDSL2-DSLAM-Ausbau“) In einem Umkreis von bis zu 1 km um die Hauptverteiler können Teilnehmer in diesen Städten IPTV-Pakete von T-Home auf VDSL2-Basis buchen, in einem Umkreis von etwas über 1,5 km um die ans IPTV-Netz angebundenen Hauptverteiler werden IPTV-Pakete auf ADSL2+-Basis vermarktet. Ein weitreichender VDSL2-Flächenausbau im gesamten Stadtgebiet mittels Outdoor-DSLAMs ist derzeit nicht vorgesehen.

Seit März 2008 bietet die EWETEL in den Ortsnetzen Westerstede und Klausheide Triple-Play VDSL2-Anschlüsse an.

Seit der Novelle des Telekommunikationsgesetzes (TKG) werden VDSL-Internetzugänge der Deutschen Telekom von der Marktregulierung ausgenommen. Dies hängt aber noch davon ab, ob die neue TAL-Übertragungstechnik von der Bundesnetzagentur als zuständiger Regulierungsbehörde als „neuer Markt“ eingestuft wird. Die Novelle wurde am 30. November 2006 vom Bundestag^[4] und am 15. Dezember 2006 vom Bundesrat^[5] verabschiedet. Die Europäische Kommission (EU-Kommission) hat bereits am 27. Juni 2007 beschlossen, Deutschland aus diesem Grund wegen Vertragsverletzung zu verklagen.^[6] Das Gesetz ist auch innerhalb Deutschlands umstritten. Unter anderem haben sich bereits die parlamentarische Opposition und die Wettbewerber der Deutschen Telekom kritisch dazu geäußert. Obwohl das Gesetz streng genommen auf den gesamten Telekom-Sektor zutrifft, ist auf absehbare Zeit eine Anwendung nur bei der Deutschen Telekom denkbar, daher wird das Gesetz auch „Lex Telekom“ genannt.

VDSL2-Technik im Netz von T-Home

klassischer Kabelverzweiger (links), neuer VDSL2-basierter Outdoor-DSLAM (rechts)

Anschlussfeld für Kupferkabel in einem Outdoor-DSLAM

Outdoor-DSLAM-Ausbau in den großen Ballungsgebieten

Seit dem Frühjahr 2006 wurden die Kabelverzweiger mit Outdoor-DSLAMs (siehe Abbildung) überbaut. Mit Hilfe der Kabelverzweiger, die rein passive, d. h. stromlos betriebene Verteiler sind, werden generell die letzten Meter des Anschlusskabels aus der Vermittlungsstelle zu dem jeweiligen Kundenanschluss in den Häusern bzw. Wohnungen verteilt. Je nach den Gegebenheiten vor Ort wurden nun die bisherigen Kabelverzweiger durch die neuen, wesentlich größeren Multifunktionsgehäuse ersetzt oder die neuen Gehäuse in unmittelbarer Nähe zu den bestehenden Kabelverzweigern aufgebaut. In den Multifunktionsgehäusen befindet sich unter anderem die neue VDSL2-Hardware (DSLAMs, Linecards, Splitter) mit dazugehöriger Stromversorgung und aktiver Kühlung. Über Leerrohre aus dem Erdreich werden die Kupferanschlusskabel, Strom sowie Glasfaserkabel, die die Verbindung zum Internet-Backbone und den IPTV-Diensten bereitstellen, zugeführt. Ein Outdoor-DSLAM kann je nach Ausbaustufe derzeit bis zu 48 Kundenanschlüsse („Ports“) bedienen. Erweiterungen bei größerer Nachfrage sind normalerweise möglich, meistens wurden im Rahmen des Ausbaus zusätzliche Reserve-Glasfasern verlegt, die bei Bedarf in Betrieb genommen werden können. Zur Zeit werden im Rahmen eines Feldversuches von T-Home automatische Anschalteeinrichtungen getestet, die es in Zukunft ermöglichen sollen, neue Kunden per Fernwartung in kurzer Zeit auf einen VDSL2-Port aufzuschalten. Bis dahin muss ein Techniker noch direkt vor Ort im Outdoor-DSLAM für einen neuen VDSL2-Kunden die Kupferanschlussleitung an einen VDSL2-Port anschließen.

Im Rahmen des Ausbaus wurden nicht alle Kabelverzweiger überbaut, von denen in größeren Städten mehrere tausend existieren. Eine gewisse Zahl an Kabelverzweigern, die nicht überbaut wurden, werden über sogenannte „Querkabel“, das heißt herkömmliche Kupferkabelbündel von meist wenigen 100 m Länge, an die neuen DSLAMs angebunden. Kunden, die an diese nicht überbauten Kabelverzweiger angeschlossen sind, können damit in der Regel auch die neuen Hochgeschwindigkeitsanschlüsse erhalten, wenngleich sich durch die Querkabelverbindung auch die Entfernung und damit die gesamte Kabellänge zum DSLAM erhöht, was sich negativ auf die zu erzielende Maximalgeschwindigkeit auswirken kann.

Als Alternative bietet sich für Kunden, deren Anschluss sich in unmittelbarer Nähe zu einer Ortsvermittlungsstelle befindet, eine Versorgung mit VDSL2-basierten-Diensten durch sogenannte „Indoor-DSLAMs“ an, die sich direkt in der Ortsvermittlungsstelle befinden.

T-Home nutzt in ihren Netzen nach aktuellem Kenntnisstand bei kurzer Entfernung des Kundenanschlusses vom Indoor-/Outdoor-DSLAM ausschließlich das Profil „17a“, früher auch „8b“. In Abhängigkeit von der zu erzielenden Geschwindigkeit beträgt die maximale Distanz zwischen DSLAM und Kundenanschluss nach T-Home Angaben etwa 550 bis 850 m. Derzeit werden im VDSL2-Netz von T-Home Anschlüsse mit asymmetrischen Übertragungsgeschwindigkeiten von 25/5 Mbit/s sowie 50/10 Mbit/s (Downstream/Upstream) angeboten. Berücksichtigt werden muss dabei jeweils der Zustand der Kupferleitungen, z. B. der Adernquerschnitt, Vorhandensein von Stichleitungen, Korrosion etc. Diese Parameter haben Einfluss auf die maximal zu erzielende Geschwindigkeit.

Ziel des Ausbaus in den großen Ballungsräumen ist es, die DSLAMs soweit wie möglich in der Nähe der Anschlusspunkte in den Wohnungen bzw. Häusern zu platzieren. Diese Outdoor-DSLAMs sind selbst über ein bis zwei Gigabit-Ethernet-Leitungen an einen ADM angebunden, welcher die Datenströme in einen STM-16-Ring übergibt. Die letzten Meter vom DSLAM zum Kundenanschluss überbrückt jedoch, wie bisher üblich, das klassische Kupferkabel. Diese Art des Netzausbaus ist unter der Bezeichnung „FTTN“ („Fiber To The Node“, „Glasfaser bis zum Verteiler“ (veraltete Bezeichnung: FTTC, „Fiber to the Curb“, „Glasfaser bis zum Bordstein“) bekannt. Bei jeder Synchronisierung des VDSL2-Modems können in Abhängigkeit vom aktuellen Leitungszustand höhere oder niedrigere Geschwindigkeiten innerhalb des definierten Datenratenkorridors erzielt werden. In der Regel befinden sich die VDSL2-DSLAMs jedoch genügend nah an den jeweiligen Hausübergabepunkten, so dass unter normalen Umständen relativ hohe Geschwindigkeiten am oberen Ende des Korridors zu erzielen sind.

Quellenangaben

• Holger Skurk: Brüderlich surfen, c't 14/2007

Einzelnachweise

1. ↑ G.993.2 Amendment 1 S. 62
2. ↑ Heise Online: T-Com startet Triple-Play-Angebot
3. ↑ Heise Online: Angaben zum geplanten Netzausbau im August 2006
4. ↑ Bundestag beschließt TKG-Novelle
5. ↑ Bundesrat beschließt TKG-Novelle
6. ↑ Kommission klagt gegen Deutschland wegen „Regulierungsferien“

Weblinks

• ITU-T Recommendation G.993.1: Very high speed digital subscriber line transceivers
• ITU-T Recommendation G.993.2: Very high speed digital subscriber line transceivers 2 (VDSL2)
• VDSL2 Whitepaper (englisch, PDF)
• Google-Earth-Overlay des Berliner VDSL-Netzausbaus
• VDSL1 und VDSL2
• „Mit Volldampf über die letzte Meile“ – die Technik von VDSL2