was ich "schon immer" mal fragen wollte, war, welche Technologie eigentlich DSL ermöglichte. Immerhin werden dort Frequenzen von ca. 200kHz...1MHz über einen popeligen Telefondraht übertragen. Das sind ja Frequenzen, die eigentlich (fast) schon "HF" sind (zumindest schon im LW-Bereich liegen), für die man früher[tm] wenigstens mal Koaxialkabel o.ä. verwendet hätte.
Also kurz und gut, mich interessiert einfach, welche "Erfindung/Entwicklung" denn den Durchbruch von der früheren Technik, also dem "analog Modem" hin zu DSL ermöglichte.
Im Prinzip ist es das brutale Aufschalten von circa 4kHz breiten Bandsegmenten, aehnlich wie man es schon vor ueber 50 Jahren beim Frequenzmultiplex tat. Nur hatte man sich damals noch nicht so hoch "getraut". Bei DSL werden entsprechend mehr solcher Kanaele aufgeschaltet und die Modems auf beiden Seiten tuefteln dann miteinander aus, welche davon gut genug sind und welche nicht. Wieviele Du am Ende benutzt haengt auch davon ab welchen Gebuehrentarif Du bezahlt hast.
Popelig sind Telefondraehte nicht. Die Impedanz ist relativ gut kontrolliert und Kabel sind genormt. Es ist auch nicht so dass die Distanzen sehr lang sind. Wo sie bei Euch die Grenze setzen weiss ich nicht, hierzulande (USA) so bei rund 2km. Spaetestens da wird auf Glasfaser oder andere echte Breitbandmedien umgesetzt. Wohnst Du weiter weg, Pech gehabt. In Deutschland bieten sie fuer Leute in der Pampa noch einen Langsamtarif mit 384kb/sec an, bei uns gibt es den Tarif m.W. nicht. BTW, man hatte schon vor einem halben Jahrhundert erfolgreich Signale mit etlichen MHz Bandbreite ueber verdrillte Leitungen der Klasse "Klingeldraht" gepruegelt. So ganz neu ist das also alles nicht, die Modulationsverfahren allerdings schon.
Federfuehrend war Ende der 80er Joseph Lechleider, unter dem Namen sollte sich zu DSL einiges finden lassen. Seine Veroeffentlichungen bekommt man ohne saftige Loehnung vermutlich nur ueber Uni-Bibliotheken.
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Gruesse, Joerg
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Eigentlich nur das konsequente Ausnutzen der physikalischen Gegebenheiten, und die DSP-Technologie, die die benötigten Filter-und Demodulationstechniken bietet, um Störungen auszublenden und den Übetragungskanal optimal zu vermessen.
-ras
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Ralph A. Schmid
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häufig kommen Modulationsverfahren zum Einsatz, bei denen diskrete Träger einzeln QAM moduliert werden. Für jeden Träger kann dabei die Signalenergie und Bitbeladung (ggf. dynamisch) getrennt eingestellt werden, so daß man die Kanaleigenschaften der Strecke optimal ausnutzen kann. (Stichworte: DMT und OFDM).
Andere Verfahren legen das Gewicht auf die Codierung und verwenden weniger aufwendige Modulationsverfahren.
Am Thu, 2 Jul 2009 03:00:08 +0200 schrieb Anton Müller:
DSP würde ich vermuten, der Draht konnte das schon immer.
Lutz
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300-3400Hz im Sprachband arbeitet. Die Post mußte also für BTX kaum neue Infrastruktur bereitstellen. Private Mailboxen über
2400 Baud Modems für Endbenutzer liefen ohne Behörde ab. Voraussetzung für DSL ist daß im Amt für jeden Endanwender auch DSL-Schnittstelle bereitgehalten wird. Übers ganze Land ein schnelles Datenübertragungssystem das in Datenmenge und Geschwindigkeit mithält vorhanden ist. Der Endanwender einen dicken PC hat. Und vor allem Diensteangebote ( a la google ) vorhanden sind die attraktiver als BTX sind. Erst wenn viele Endbenutzer viel Geld reinbuttern trägt sich das System. Daß sich technische Randbedingungen günstig entwickelt haben, d.h. aktuelle ICs bessere Modulationsverfahren und Fehlerkorrektur ermöglichten führt nicht automatisch dazu daß Labormuster in Produktion gehen.
\ Temex (Telemetry Exchange) war ein Datenübertragungsdienst \ der Deutschen Bundespost. ... Tonsignale \ zwischen 38 kHz bis 40 kHz ... Informationen von Alarm und \ Brandmeldeanlagen, Stromzählern, Heizungsanlagen, Hausnotruf \ zu einer Zentrale zu übertragen. Die Datenübertragungsrate ist \ sehr gering, war aber ausreichend, da nur Zustandsänderungen \ übertragen wurden. Der Dienst wurde 1988 eingeführt und 1994 \ wieder eingestellt.
Die mangelnde Kompatibilität zu ISDN wäre vermutlich nicht das Problem gewesen ( die paar Bits hätte man wohl noch im D-Kanal untergebracht ). Die Post hätte aber im Amt jeweils eine Schnittstelle installieren müssen, die Kosten für flächendeckende Infrastruktur also üppigst. Bei vorhersehbar geringer Zahl von Nutzern. Denn die zeitunkritischen Anwendung ( Stromzähler ) wären genausogut über V21 Modems abwickelbar. Aber die Lobby der Hoflieferanten propagierte es als Konjunkturprogramm fürs Handwerk das viele solche Endgeräte installieren würde.
Die rot/grauen Patchkabel wurden nach Einstellung noch recht lange als Grundlage für Meßschnüre mißbraucht, weil manche Sachen schneller beim Grillen gebaut werden können als eine Bestellung mit Bedarfsbegründung dauert.
Fortschreitende Integration von Komponenten der digitalen Signalverarbeitung (DSP) zu bezahlbaren Preisen.
Die nötigen DSP-Komponenten gab es, wenn auch in Stücken, schon um 1980, was eine FFT ist, hat man auch damals schon gewußt.
Allerdings wäre die heutige Treiberkarte eines DSLAM damals als Hochleistungscomputer durchgegangen und entsprechend bepreist worden, dto. das Modem, wir unterhalten uns hier um rund 1000DM (also 500 ? ) damals für z.B. einen reinen digitalen Multiplizierer. Die damaligen integrierten "DSP" hatten einfach zu wenig Leistung.
Ein anderer Punkt ist die Verfügbarkeit eine _Nutzanwendung_ für DSL, denn mit DSLAM und Modem alleine wird man nicht glücklich.
Gerüchten zufolge ;-) war und ist das aufkommende Internet ein wesentlicher Treiber des Bandbreitenhungers. Zwra gab es erste Lichtwellenleiter schon um 1980, die besseren Transatlantik- wie auch innereuropäischen LWL-Kabel wurden aber erst deutlich nach 1990 verlegt, dto. kamen bessere Router auf den Markt, die fortgeschrittenen Routing-Protokolle wie BGP4 und OSPF wurden implementiert usw.
Die Technologie hinter ADSL und SDSL ist eigentlich sehr simpel:
- Beim typischen SDSL Anschluß wird einfach eine Pulsamplitudenmodulation verwendet, d.h. es werden die Bits einfach in 16 Spannungssprünge umgerechnet und auf die Leitung gegeben. Dazu kommen vernünftige digitale Filter, Echo-Canceller usw., das ist alles DSP. Ebenso braucht die gängige Trellis-Codierung am Decoder (Viterbi) etwas Rechenleistung, das Verfahren selber gibt es aber schon seit FAX & Co.
- Beim typischen ADSL und VDSL werden einfach die "Träger" (sind es nicht wirklich) durch eine Fouriertransformation gebildet und mit einem zyklischen Prefix (Wiederholung der Daten am Ende des Blocks am Anfang) auf die Leitung geblasen.
Das Verfahren ist zwar sehr einfach, aber auch archaisch und verursacht heute große Probleme durch Übersprechen, weil einerseits die "Träger" nicht sauber gefiltert werden (es ergibt sich lediglich das sin(x)/x aus dem Rechteck der harten Symbolgrenze, andererseits gibt es an jeder Symbolgrenze einen harten Phasenbruch, in diesem Zeitraum wird nur Schrott auf die Leitung gesendet.
Wir arbeiten hier gerade an einem DSL Verfahren, das diese Nachteile nicht hat (sieht gut aus, 10km Reichweite hatten wir schon), das Verfahren ist allerdings auch wieder nur möglich, weil die FPGA Bausteine mit ganz _vielen_ Multiplizierern (ca. 100) und RAM-Blöcken inzwischen durch verbesserte und preisreduzierte Fertzigungsmöglichkeiten und höhere Integration (60nm Prozesse) der Halbleiter bezahlbar und handhabbar geworden sind. Früher musste man das per FFT-Block-raus-nächster-Block vereinfacht machen, weil die Integration noch nicht so weit war.
HF hat man schon früher über die Telefonleitung übertragen, daran liegt es nicht. In Deutschland hiess das Drahtfunk, bei uns in der Schweiz Telefonrundspruch.
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Die Einführung von DSL kam wohl nicht wegen einer neuen technischen Entwicklung, sondern eher weil das Bedürfnis nach einem Internetanschluss für jedermann bestand. Früher, als nur wenige Freaks ihren Computer über die Telefonleitung verbinden wollten, hätte sich der Aufbau eines DSL-Netzes mit teurem Umbau aller Telefonzentralen nicht gelohnt. Mit geringeren Datenraten als heute wäre es technisch aber sicher auch schon vor 30 Jahren machbar gewesen.
Na ja, frueher hat man vorausgesetzt, dass sihc 2 Computer ueber die ganze lange Telefonleitung uneterhalten muessen, also Modem mit 2400bd.
Heute musst du nur den Leitungsabschnitt bis zum naechsten Postkasten ueberbruecken, daher geht es natuerlich schneller.
Aber wenn die Technik nicht spottbillig geworden waere, sondern nach wie vor so teuer wie zu den Zeiten als das nur die Telekomunternehmen intern machen konnten, dann haette heute noch niemand DSL, sondern 56k.
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Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
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de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.
BTX war ein ziemlicher Flop, aber zu der Zeit florierten aehnliche Dienste. Wir hatten z.B. in der 80ern allabendlichen Datenaustausch von Solingen aus mit der Mutterfirma in USA. Allerdings gab es die Dienste teilweise nicht in Europa und so musste man das in USA bezahlen und ich hatte eine AT&T Telefonkarte, weil die damalige Post pro Minute ueber zwei Maerker Gebuehren haben wollte. Als ich mich 1989 selbststaendig machte war so ziemlich mein erster Anruf der bei CompuServe.
Ist jetzt ewig her und die Erinnerung dunkel, aber ich meine dass einige der Mail Empfaenger BTX-Adressen hatten. Irgendwo muss es da ein Gateway gegeben haben.
Den brauchte es nicht. Ich hatte damals zuerst einen XT, dann ab 1990 einen 386er AT. DSL waere herrlich gewesen, denn oft mussten Ultraschallbilder, Feldsimulationsbilder, Schlierendiagramme oder komplette Beamformer-Datensaetze ausgetauscht werden. Die Haerte war ein Manuskript, wo die Uebertragung etwa eine halbe Stunde dauerte. Wenn es damals kein CompuServe oder US-Telefonkarten gegeben haette, haetten wir dabei ganz schoen geblutet.
Damals gab es EasySabre, konnte man die Fluege selbst rausgucken. Alles in ASCII, herrlich.
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Gruesse, Joerg
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Du meinst, OFDM bei DSL braucht die sich theorethisch unendlich widerholenden Spiegelspektra der abgetasteten "Tr=E4ger" aus der FFT? Oder meinst du mit Symbolgrenze die grenze zwischen den FFT-Bl=F6cken. Wie dieser =DCbergang im DSL "gehandelt" wird weiss ich nicht, aber ich denke mal nicht so wie du hier suggerierst. Und wenn alle 1024 Samples ein "Sprung" ist, kann man diesen bequem Handeln ohne gro=DF Nutzbandbreite zu verschwenden. Sind die Probleme von OFDM nicht andere, also die ung=FCnstige "Dynamik" der Zeitbereichssignale?
Auch, ein sin(x)/x "Filter" in der Frequenzebene ist die unmittelbare Konsequenz der Rechteckfilterung in der Zeitebene.
Und daraus resultiert z.B. eine ungenügende Störfestigkeit, ein Problem, von dem viele früher-war-mal-3000-und-heute- nur-noch-DSL-Light Kunden ein Lied singen können.
Du denkst falsch, der wird so gehandhabt und daraus resultieren viele Probleme mit DMT. Der kann auch nicht viel anders gehandhabt werden, weil sonst die Orthogonalität flöten geht.
Das einzige, was noch im Standard ist, das ist eine weicher Abfall in einem verlängertem Guard Intervall, der aber die Filtercharakteristik auch nicht viel besser macht und Kapazität kostet.
Du darfst gerne weiter zweifeln, ich kann Dir aber verraten, dass wir schon auf 10km Kupferleitung ordentlich übertragen haben, da wo ADSL längst alle vier von sich streckt.
Das BT-Produkt der DMT Filter ist rund 10 mal schlechter, als es sein müsste und als jenes unserer Filter.
Der Sprung hat leider Konsequenzen, die weit über diesen Bereich hinausgehen, auch wenn man das nicht so auf den ersten Blick sieht.
Dem Crest Faktor kann man mit geeigneten Verstärkern auf die Sprünge helfen, das geht bei DSL gut und billig.
Wir brauchen die normalen FFT Engines, davon zwei, aber nur jeweils mit halben Durchsatz, plus wenigstens ein paar Multiplizierer für die FIR-Teilstücke der Polyphasenfilterbänke, plus noch welche für Kleinkram wie Eingangsfilter, NCO-Mischer usw.
Zur Info: Die FFT Ausgangsdaten eines Symbols werden über _mehrere_ Symbolperioden verbreitet, d.h. wie bei einem klassischen (Matched) Filter enthält ein Sample anteilig Daten mehrerer Symbole, das Empfangs-Rekonstruktionsfilter korrelliert das dann um den Abtastzeitpunkt. Möglich als Filterfrequenzgang ist ergo alles, was man von Einzelträgersystemen kennt, Gauss, RRC usw.
Die Polyphasenfilterbank ist eigentlich schon ein großer Trick und wir haben da noch etwas dran gedreht, um im _Sendefall_ die Symboldauer von dem Verhältnis der Samplerate zu der Zahl der Unterträger zu entkoppeln. Empfangsseitig ist das trivial, weil man sich per Fenster auf einem Ringbuffer immer die richtigen Samples um den Abtastzeitpunkt raussuchen kann, aber für den Sendefall gab es bisher keine Lösung. Die braucht es aber für das hexagonale Raster, denn das ist entweder im Zeit- oder in Frequenzbereich "krumm".
Ich habe dafür eine Architektur mit einer AND-Bitmaske auf einer Adresse und einem Bit Reverse im Bereich des FIR entwickelt, damit wurde es deutlich einfacher.
Wir haben derzeit in dem FPGA:
- zwei Polyphasenfiltersysteme mit jeweils zwei Filterbänken für beide Kämme und zwei FFT Engines (also vier Engines in Summe) für Vollduplex
- zwei DSP-Vektormaschinen für die Symbolverarbeitung, jeweils mit CORDIC, Scrambler, Entzerrer-MAC usw.
- die Standard-Peripherie
Jedes Einzelelement ist nicht sooo dramatisch bzgl. des Platzbedarfs, in Summe macht es aber schon einiges aus.
Man sollte allerdings dazu sagen, dass die primäre Anwendung Full Duplex Funk mit >100 MBit/s ist, ergo wird man für DSL einiges gemultiplexed verwenden können.
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