VDSL2 / ITU-T G.993.2

VDSL2 ist eine Übertragungstechnik, um im Festnetz einen DSL-Anschluss mit hohen Übertragungsraten zu realisieren. In Deutschland wird ein DSL-Anschluss auf Basis von VDSSL2 mit Übertragungsraten von 50, 100 und 250 MBit/s im Downlink (asymmetrisch) angeboten.

VDSL2 wird im Festnetz für All-IP-Anschlüsse eingesetzt. Dabei wird der DSL-Anschluss zur Bereitstellung von allen TK-Diensten verwendet. Zum Beispiel Internet, Telefonie und Fernsehen (Triple Play).

Man unterscheidet prinzipiell zwischen zwei verschiedenen VDSL-Standards.
Der erste VDSL-Standard (ITU-T G.993.1) hat sich in Deutschland nicht durchgesetzt. Statt dessen kommt in Deutschland der zweite VDSL-Standard (ITU-T G.993.2) zum Einsatz.
Weil es in Deutschland kein VDSL1 gab, wird VDSL2 in in der Öffentlichkeit oft als VDSL bezeichnet. Fachleute unterscheiden bei VDSL sehr wohl zwischen VDSL1 und VDSL2. Wenn wir von VDSL sprechen, dann meinen wir eigentlich VDSL2 (ITU-T G.993.2).
VDSL2 basiert auf ADSL, ADSL2 und ADSL2+, was man allgemein als DSL bezeichnet.

Netzarchitektur für VDSL2

Hybrid-Netz, FTTC

Die Übertragungsgeschwindigkeit von VDSL2 wird nur auf einer kurzen Distanz erreicht.
Voraussetzung für einen schnellen DSL-Anschluss auf Basis von VDSL2 ist ein Hybrid-Netz, bestehend aus Glasfaser- und Kupferleitungen. Die Glasfaserleitungen müssen möglichst nahe an den Teilnehmeranschluss herangeführt werden, um auf den letzten hundert Metern über die Teilnehmeranschlussleitung (TAL) aus Kupfer eine sehr hohe Übertragungsrate zu erreichen.

Dazu werden alle Kabelverzweiger (KVz) mit Multifunktionsgehäusen (MFG) überbaut, in denen der Kabelverzweiger selber, ein DSLAM, die neue Glasfaserzuführung und die Stromversorgung Platz findet.
Die DSLAMs werden über eine Ethernet-Variante für Glasfaser an die Vermittlungsstelle angebunden.

VDSL2-Übertragungstechnik

Die VDSL2-Übertragungstechnik basiert auf ADSL und DSM. Wie bei ADSL erfolgt die Modulation der Nutzdaten mit DMT (Discrete Multitone Modulation). Dabei wird der genutzte Frequenzbereich auf bis zu 4.096 einzelne voneinander unabhängige, zeitlich versetzte Träger unterteilt. Die Träger können wahlweise eine Bandbreite von 4,3125 kHz oder 8,625 kHz haben (abhängig vom Profil).
VDSL2 kann wie ADSL2 und ADSL2+ dynamisch auf Störungen reagieren und ist somit sehr robust. Es können auch die Parameter ohne Verbindungstrennung zwischen DSLAM und DSL-Modem angepasst werden.

  • Bit Swapping
  • DRR - Dynamic Rate Repartitioning
  • SRA - Seamless Rate Adaption

Zwischen DSL-Modem und dem DSLAM werden die Daten ohne ATM-Codierung übertragen. Auf die ATM-Technik und spezielle IP-Gateways wie bei ADSL wird verzichtet. Statt dessen werden die Daten direkt mit "IP over VDSL" oder "raw IP" übertragen. Dadurch wird der Datendurchsatz erhöht und die Infrastrukturkosten gesenkt.

Übertragungsgeschwindigkeit

ADSL2+, VDSL2, VDSL Vectoring und G.fast

VDSL2 erreicht je nach Profil und Leitungslänge eine Übertragungsgeschwindigkeit zwischen 50 und 350 MBit/s. Es handelt sich dabei um die Summe aus Downlink und Uplink. Wie sich die Übertragungsgeschwindigkeit zusammengesetzt und wie schnell der DSL-Anschluss ist, das entscheidet der jeweilige Netzbetreiber.

In Deutschland schaltet die Deutsche Telekom DSL-Anschlüsse mit VDSL2 mit bis zu 50 MBit/s im Downlink und 10 MBit/s im Uplink.
Mit VDSL2-Vectoring bietet die Deutsche Telekom DSL-Anschlüsse mit 100 MBit/s bzw. 250 MBit/s im Downlink und 40 MBit/s im Uplink an. Die Geschwindigkeit hängt dann davon ab, welchen Tarif man nach der Verfügbarkeitsprüfung angeboten bekommt. Die Verfügbarkeitsprüfung ermittelt das anhand der Länge und Qualität der Teilnehmeranschlussleitung (TAL).
Andere Netzbetreiber, Provider und Reseller bieten DSL-Anschlüsse auf Basis von VDSL2 vielleicht mit anderen Übertragungsgeschwindigkeiten an.

Die Höhe der tatsächlich nutzbaren Übertragungsrate hängt in der Praxis sehr stark von der Länge und Qualität des Kupferkabels zwischen Kabelverzweiger und Teilnehmeranschluss (DSL-Modem) ab. Wie bei DSL-Anschlüssen üblich gibt es keine feste Bandbreiten-Zusage. Es gibt lediglich Mindestwerte, die in der Regel eingehalten werden. Das bedeutet, die Modems an den Enden der Leitung handeln die Übertragungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Leitungslänge und Leitungsqualität dynamisch aus.

VDSL2-Profile: Bandbreite und Frequenzplan

Profil Bandbreite Töne Kanalabstand Signalpegel max. Datenrate
8a 8,832 MHz 2.048 4,3125 kHz 17,5 dBm 50 MBit/s
8b 8,832 MHz 2.048 4,3125 kHz 20,5 dBm 50 MBit/s
8c 8,500 MHz 1.972 4,3125 kHz 11,5 dBm 50 MBit/s
8d 8,832 MHz 2.048 4,3125 kHz 14,5 dBm 50 MBit/s
12a 12,000 MHz 2.783 4,3125 kHz 14,5 dBm 68 MBit/s
12b 12,000 MHz 2.783 4,3125 kHz 14,5 dBm 68 MBit/s
17a 17,664 MHz 4.096 4,3125 kHz 14,5 dBm 100 MBit/s
30a 30,000 MHz 3.479 8,625 kHz 14,5 dBm 200 MBit/s
35a 35,328 MHz 8.192 4,3125 kHz 17,0 dBm 250 MBit/s

VDSL2 nutzt den Frequenzbereich auf der Teilnehmeranschlussleitung bis maximal 35 MHz.
Die Aufteilung in Downlink- und Uplink-Richtung wird in Bandplänen festgelegt. Wie der Bandplan aufgeteilt ist, entscheidet der Netzbetreiber. Er entscheidet auch mit Rücksicht auf bereits bestehende Dienste, damit keine Störungen auftreten.

Durch standardisierte Profile ist es möglich VDSL2 weltweit mit unterschiedlichen Rahmenbedingungen einzusetzen. Ein Profil beschreibt die Einstellungen zur Übertragungscharakteristik.
So können für einen Bandplan verschiedene Profile zur Auswahl stehen. In den Profilen ist die Grenzfrequenz (Frequenzspektrum), der Trägerabstand, der Frequenzplan, sowie die Signalstärke geregelt.
Für nordamerikanische, europäische und asiatische Netze gibt es unterschiedliche Profile. Die Netzbetreiber wählen einen oder mehrere Profile für ihre Netze aus. Die unterschiedlichen Parameter führen zu unterschiedlichen Datenraten und ermöglichen die Koexistenz von ADSL, ADSL2, ADSL2+ und VDSL2.

VDSL2-Anschluss in der Praxis

VDSL2 setzt voraus, dass die Glasfaser bis zum Kabelverzweiger reicht. Ist ein Kabelverzweiger nicht mit einer Glasfaser ausgebaut, dann können die jeweiligen DSL-Anschlüsse auch aus der weiter entfernten Vermittlungsstelle mit VDSL2 versorgt werden. Dann fällt VDSL2 in einen Geschwindigkeitsbereich zurück, der mit ADSL2+ vergleichbar ist.
In Deutschland erreicht VDSL2 ohne Glasfaser zum Kabelverzweiger die gleiche Flächendeckung wie ADSL2+.

Normalerweise ist es unmöglich die maximale Übertragungsrate eines DSL-Anschlusses mit VDSL2 mit einer einzelnen initiierten Internet-Verbindung auszunutzen. Entweder ist der Server oder der dazwischenliegende Verbindungsweg der Flaschenhals. Interessant ist VDSL2 dann, wenn sich mehrere Nutzer bzw. eine Familie einen Anschluss teilen. In diesem Fall bremsen sich die Verbindungen mehrerer Nutzer nicht gegenseitig aus.

VDSL2-Vectoring

Bei VDSL2-Vectoring handelt es sich um eine Erweiterung für VDSL2, um auf der Teilnehmeranschlussleitung (TAL) eine höhere Datenübertragungsgeschwindigkeit zu erreichen. Dazu müssen "alle" abgehenden Teilnehmeranschlussleitungen am gleichen DSLAM angeschlossen sein, der sich um die Signalaufbereitung für alle Anschlüsse gemeinsam und in Abhängigkeit zueinander kümmert.

All-IP-Anschluss mit VDSL2

Da es sich bei DSL-Anschlüssen mit VDSL2 um All-IP-Anschlüsse handelt, müssen bestimmte Datenströme bzw. Dienste netzbetreiberseitig priorisiert werden.

Bei ADSL wurde über ATM priorisiert. Bei VDSL2 kommt als Übertragungsprotokoll Ethernet nach IEEE 802.3ah (Ethernet in the First Mile) zum Einsatz. Durch die IP-Übertragung über Ethernet kann man auf teure ATM-IP-Gateways verzichten.

Die Priorisierung erfolgt hier per VLAN-Tagging nach IEEE 802.1q. Das ist dieselbe Technik, mit der ein Switch in einem privaten Netzwerk mehrere virtuelle Netze realisiert. Bei VDSL2 werden damit Dienste voneinander getrennt und unterschiedlich priorisiert. Das funktioniert jedoch nur im eigenen Netz. Verlassen die Datenpakete das eigene Netz, dann verlieren diese VLAN-Tags ihre Bedeutung, wenn dort anders priorisiert wird.

Übersicht: VDSL2

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