Technik-Ecke D30 vom 19. August 2005

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HDSL2/SDSL/SHDSL

Zielsetzung
Beim Entwicklungsstart von HDSL2 in den USA hatte man sich das Ziel gesetzt, innerhalb einer CSA (siehe Technik-Ecke B 2) für die DS1-Übertragung mit nur einer DA auszukommen und folgende Anforderungen zu erfüllen:
• Die maximal zulässige Verzögerung zwischen zwei Teilnehmern sollte 500 μs nicht überschreiten.
• Es sollte spektrale Kompatibilität mit anderen Diensten im gleichen Kabelbündel gewährleistet werden.
• Die Interoperabilität zwischen den Herstellern sollte garantiert werden.

HDSL2 war und ist nur für die Übertragung von DS1 vorgesehen. Die Zielstellung von HDSL2 kann wie im Bild D 30.1 veranschaulicht werden: 1,544 MBit/s sollen über eine DA 12 kft weit übertragen werden können, ohne dass ZWR zum Einsatz kommen müssen.

Bei ETSI hatte man Ende 1998 ergänzend zu HDSL2 weitere Anforderungen formuliert:
• ratenadaptiver Betrieb im Bitratenbereich von (384 + 16) KBit/s bis (2.304 + 16) KBit/s im 64-KBit/s-Raster
• ISDN-BRA-Inbandübertragung mit Notspeisefähigkeit bei Spannungsausfall auf der Teilnehmerseite (der Einsatz eines analogen
Filters zur Trennung von Sprach- und Datendiensten wurde per Definition ausgeschlossen)
• spektrale Kompatibilität zu existierenden E1- (inklusive HDSL), ADSL- und ISDN-BRA-basierenden Diensten
• gesteigerte Reichweite im Vergleich zu vorhandenen 1-DA-HDSL-Systemen: 3,0 km bei 2,32 MBit/s und 4,5 km bei 600 KBit/s >
• maximale Durchlaufzeit 1,25 ms auf der Gesamtstrecke
• geringe Leistungsaufnahme zur Sicherstellung der Fernspeisung von ZWR und Netzabschlüssen.

Bild D 30.1: HDSL2 im Vergleich zu 2-DA-HDSL

 

Entwicklung
Für Nordamerika entstand eine Lösung für eine DA (HDSL2), welche vom T1-Ausschuss als T1.418 genormt wurde [D30.1]. Damit konnte das Ziel, innerhalb der CSA mit einer DA DS1 zu übertragen, erreicht werden – was mit HDSL bisher nicht gelang. Im Anfangsstadium der Entwicklung von HDSL2 haben sich insbesondere die Firmen ADC, Adtran, Level One und Pairgain verdient gemacht.
Im Rahmen der SUPERCOMM’99 haben sich daher Anfang Juni 1999 folgende Firmen zum HDSL2-Konsortium an der Universität von New Hampshire formiert: ADC, Adtran, Conexant, GlobeSpan, Level One, Metalink, PairGain und Teltrend [D30.2]. Ende September 1999 haben mehrere im xDSL-Bereich führende Firmen (3Com, Alcatel, FlowPoint, Level One, Netopia, Nortel Networks) öffentlich bekannt gegeben, dass sie HDSL2 als Lösung für den Geschäftskundenmarkt gutheißen, und dass sie bei
der Geräteentwicklung im Rahmen des Interoperabilitätslabors an der Universität von New Hampshire (UNH-IOL) zusammenarbeiten wollen [D30.3].
An einer ersten HDSL2-Testperiode haben folgende Firmen teilgenommen: AccessLAN Communications, ADC, Adtran, Alcatel, Conexant, GlobeSpan, Intel, Larscom, Level One, Metalink, PairGain und Westell [D30.4].
Später wurde dann noch eine Lösung für zwei DA entwickelt. Die entsprechende Variante wird mit HDSL4 (4 steht dabei für Vierdraht, nicht für vierte Generation!) bezeichnet. In der Norm [D30.1] ist in Annex I das Interleaving (Verschachtelung, Aufteilung des zu übertragenden Datenstromes auf die zwei DA) beschrieben.

Verbesserungen
Eine bedeutende Neuerung gegenüber HDSL ist die Verwendung unterschiedlicher spektraler Leistungsdichten in Abwärts- und Aufwärtsrichtung („spektrale Asymmetrie“). Die so genannte „Overlapped PAM Transmission with Interlocking Spectra“ (OPTIS) ist im Bild D 30.2 dargestellt.

Bild D 30.2: Spektrale Leistungsdichte für HDSL2

Das OPTIS-Spektrum ist unsymmetrisch, das heißt es ist in der Abwärtsrichtung breiter und hat eine niedrigere spektrale Leistungsdichte als in der Aufwärtsrichtung. Im Bereich von etwa 200 KHz bis 300 KHz wird die spektrale Leistungsdichte in Abwärtsrichtung gesenkt und in Aufwärtsrichtung erhöht.
Neu für symmetrische xDSL-Verfahren war bei HDSL2 die Realisierung einer so genannten Power-Back-Off (PBO)-Funktion, durch die die Sendepegel mithilfe der beim Verbindungsaufbau ermittelten Leitungsqualität so eingestellt werden, dass sich für alle Verbindungen eine einheitliche, für die gewählte Bitrate ausreichende Störreserve ergibt [D 30.5]. Außerdem wird auf die trelliscodierte PAM zurückgegriffen. Das Bild D 30.3 zeigt ein Blockschaltbild eines HDSL2-Transceivers.
Die Ausführungen zu HDSL2/SDSL/SHDSL werden in der Ausgabe D 31 der Technik-Ecke fortgesetzt.

Bild D 30.3: Blockschaltbild eines HDSL2-Transceivers

 

Literatur
[D30.1] T1.PP.418 – High bit rate Digital Subscriber Line – 2nd Generation (HDSL2/HDSL4) Issue 2 (Revision of T1.418-2000). 2002
[D30.2] HDSL2 Interoperability Consortium Formed at the University of New Hampshire's InterOperability Laboratory. ehemals http://www.pairgain.com/whats_new/recentnews.html
[D30.3]. Telecom Leaders to Collaborate On Standard-Based HDSL2 Effort for Business Access Market. http://www.xdsl.com/newsreleases/xDSL/5445.asp
[D30.4]. First HDSL2 Interoperability Tests Performed. Electronic Design, 15.05.2000, S. 32
[D30.5] Schmoll, S.: A Star is Born. SDSL – das neueste der schnellen Übertragungsverfahren. NET 2000, H. 5, S. 22 – 26

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Dr. Andreas Bluschke

Andreas Bluschke erhielt seine Dipl.-Ing.- und Dr.-Ing.-Titel 1982 bzw. 1986 vom Leningrader Elektrotechnischen M.A. Bontsch-Brujewitsch-Institut für Fernmeldewesen (LEIS) , UdSSR. Er ist Mitbegründer der Teleconnect GmbH in Dresden und war von 1990 bis 2018 einer der Geschäftsführer der Teleconnect GmbH, wo er insbesondere für F&E-Aktivitäten verantwortlich war. Als erfahrener Projektleiter war er in den Bereichen PDH, SDH, ISDN, ATM, xDSL und optische Zugangs- und Hausnetze tätig. Er ist Autor und Herausgeber zahlreicher Bücher und Zeitschriftenartikel zu den Themen Leitungskodierung, xDSL, optische Kommunikation und Zugangsnetze. Nach der Akquisition des LiFi-Geschäfts des unter Beteiligung der Teleconnect GmbH gegründeten Joint Ventures Firefly Wireless Networks durch Philips Lighting (heute Signify) ist er 2019 als Systemarchitekt nach Eindhoven, Niederlande, gewechselt. Während seiner beruflichen Laufbahn hat er eine Vielzahl von Patentanmeldungen getätigt.

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