Technik-Ecke E25 vom 29. April 2005

ADSL-Schaltkreise

Übersicht
Ähnlich wie bei HDSL/MDSL/MSDSL in der Rubrik D der Technik-Ecke sollen in den kommenden Ausgaben der Rubrik E Schaltkreislösungen für ADSL gezeigt werden. Da mit ADSL ein breiter Markt adressiert wird, gibt es – anders als bei der überschaubaren Menge der symmetrischen Lösungen – eine Vielfalt an Schaltkreisen. Deshalb erhebt die Darstellung keinen Anspruch auf Vollständigkeit.
Die Wurzeln von ADSL-Schaltkreisen liegen zum Teil weit zurück. In der Ausgabe E 8 der Technik-Ecke hatten wir darauf hingewiesen, dass es erste ADSL-Prototypen bereits seit 1992 gibt. Richtig in Schwung kam die ADSL-Entwicklung aber dann gegen Ende der 90er Jahre, als durch die aufkommende Internetnutzung eine neue Applikation für ADSL erschlossen wurde. In dieser Zeit entstanden auch die ersten öffentlichen ADSL-Netze in den USA und Kanada. Wir wollen deshalb auch unsere Betrachtungen zu den ADSL-Chipsätzen in dieser Zeit beginnen. Schließlich sei noch angemerkt, dass häufig Schaltkreise für ADSL nach ITU-T G.992.1 auch ADSL.Lite nach ITU-T G.992.2 unterstützen. Schaltkreise für ADSL.Lite sollen daher in diesem Zusammenhang ebenfalls mit betrachtet werden.
Während der ADSL-Schaltkreisentwicklung hat sich der Integrationsgrad deutlich erhöht. Ende der 90er Jahre handelte es sich bei den meisten Anbietern um 3-Chip-Lösungen mit umfangreicher Außenbeschaltung. Heute sind Lösungen für die Teilnehmerseite mit nur einem Schaltkreis und integriertem Netzwerkprozessor bei minimaler Außenbeschaltung möglich. Auf der Amtsseite herrscht die Tendenz zur Integration von immer mehr Ports pro Schaltkreis vor.
Heute wird überwiegend ein kompletter ADSL- Chipsatz von Schaltkreisherstellern angeboten, früher war dies hingegen nicht zwingend so. Es gab auch Hersteller, die sich nur auf einzelne Komponenten (zum Beispiel Leitungstreiber) spezialisiert hatten. In der Anfangszeit standen sich noch zwei konträre Übertragungsverfahren gegenüber, die Carrierless Phase/Amplitude Modulation (CAP) und die Discrete Multitone Technology (DMT). Aus diesem Grund war eine fehlende Interoperabilität vorprogrammiert. Aber selbst bei Verwendung des gleichen Übertragungsverfahrens funktionierten anfangs nur Systeme von einem Hersteller mit gleichem Chipsatz. 

Grundlagen
Im Gegensatz zu den symmetrischen Verfahren wie zum Beispiel MSDSL sind bei ADSL die Chipsätze für Amts- (ADSL-LT) und Teilnehmerseite (ADSL-NT) unterschiedlich. Dies ist durch das Übertragungsverfahren und durch den asymmetrischen Datenstrom bedingt. Den prinzipiellen Aufbau eines ADSL-Übertragungssystems zeigt Bild E 25.1.

Bild E 25.1: Aufbau eines ADSL-Systems

Auf der TVSt-Seite ist man bestrebt, möglichst viele Ports pro Linecard zu realisieren, um die Packungsdichte zu erhöhen. Die Kundenschnittstelle des ADSL-NTs ist typischerweise Ethernet oder USB. Ist das ADSL-NT nicht nur als Modem, sondern als Gateway ausgeführt, so sind weitere Schnittstellen wie zum Beispiel WLAN möglich. Den üblichen Aufbau eines ADSL-Modems zeigt Bild E 25.2, hier noch als Lösung mit vier Schaltkreisen.

Bild E 25.2: Grobaufbau eines ADSL-Modems

Der DSP dient der digitalen Signalverarbeitung (Modulation/Demodulation), und das AFE ist prinzipiell ein AD- beziehungsweise DA-Umsetzer. In Senderichtung wird das Signal durch einen Leitungstreiber auf den geforderten Pegel gebracht. In Empfangsrichtung kann ein zusätzlicher Vorverstärker eingesetzt werden, der bei langen Übertragungsstrecken das gedämpfte Empfangssignal wieder verstärkt. Das Hybrid ist eine diskrete passive Filterstruktur, die der Richtungstrennung dient. Schließlich realisiert der Übertrager eine galvanische Trennung der TAL. Unternehmen, die Bezug zu ADSL haben, werden in Tabelle E 25.1 aufgelistet. Die relevanten Firmen aus dieser Tabelle werden in den nächsten Ausgaben der Technik-Ecke (Rubrik E) vorgestellt. Neben den aufgeführten Firmen spielt Aware noch eine wichtige Rolle. Aware war ein weltweiter Führer bei der Entwicklung der xDSL-Technologie. Die Technologie des Unternehmens wurde 1998 in 58 Prozent der verkauften ADSL-Chipsätze eingesetzt. Zu den Partnern gehörten beispielsweise Analog Devices, Lucent und 3COM/US Robotics.

Marktaufteilung
Basierend auf Angaben von iSuppli sind in [E25.1] die Rangfolgen der ADSL-Schaltkreishersteller für Amtsseite (Tabelle E 25.2) und Teilnehmerseite (Tabelle E 25.3) aufgeführt.

Literatur
[E25.1] Infineon: ADSL2+-Chipset reduziert Kosten um 30 Prozent. Markt&Technik, 22.04.05, S.28-29