DSL und EMV

Bei uns im Ort wird ja aktuell das Thema Glasfaser (FttH) diskutiert und man versucht den Schwellwert von 40% zu erreichen um den Ausbau zu starten. Glasfaserausbau bringt den Vorteil mit sich Geschwindigkeiten zu erreichen, die mit Kupferkabel nicht funktionieren und das Bandbreiten auch garantiert werden können. Die Geschwindigkeit ist aber nicht alles.

Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) spielt eine (oder sogar die) entscheidende Rolle

DSL über Kupferkabel

Die klassische Methode DSL (Internet über Telefonkabel) zum Kunden zu bringen ist immer noch das alte Telefonkabel. Zum allgemeinen Grundverständnis sollte man ein paar grundlegende physikalische Dinge darüber wissen.

Damit die Bits- und Bytes aus dem Kabel purzeln werden die binären 1 und 0 mit Tönen übertragen. Damit die Geschwindigkeit erreicht wird muß man die Frequenz erhöhen. Mit dem erhöhen der Frequenz und der Geschwindigkeit verschlechtert sich auch die Qualität der Übertragung. Das Telefonkabel, welches ursprünglich zum Telefonieren ausgelegt ist, wird jetzt als Hochfrequenz Übertragungsstrecke „mißbraucht„. Mit steigender Freuqenz erhöht sich auch die Dämpfung des Kabels und somit muß man mit mehr Leistung arbeiten. Mehr Leistung bedeutet – das Kabel strahlt wie eine (Sende)Antenne mit höherer Reichweite und andere Kabel in der Nähe wirken wie eine Empfangsantenne. Das Einstrahlen der Frequenzen von der Sendeantenne in andere Kommunikationssysteme nennt man Einstrahlung und führt zu einer sogenannten „störenden Beeinflussung„.

Bildlich kann man sich das wie eine Halle vorstellen wo viele Personen drin stehen und alle anfangen zu reden. Irgendwann wird es immer lauter und keiner kann mehr vernünftig verstehen was der Gesprächspartner von einem will. Die Kommunikation ist zunehmend schwieriger und es kostet Konzentration sich auf seinen Gegenüber zu fokusieren. So ähnlich geht es auch den Kupferkabeln in der Erde.

Technische Begrenzungen

Wer für den DSL einen Router der Firma AVM nutzt hat bestimmt schon einmal folgendes oder ähnliches Bild gesehen.

DSL Spektrum

Das untere Chart zeigt dabei das Spektrum auf dem Kabel. Die blauen Flächen sind die Empfangsdaten (Download) und die grünen sind die Sendedaten (Upload). Das Bild zeigt die Kommunikation zwischen dem DSLAM (Hier ist die Telefonleitung aufgelegt und wird das Internetsignal eingespeist) und dem Router im Haus. In der Y-Achse sind die Anzahl der übertragenen Bits für die jeweilige Freuqenz aufgeführt.

Die gelben Kurven zeigen Minimum und Maximum der Werte. Das ist ein wichtiger Punkt aber dazu nachher mehr.

Interpretation des Spektrum

Bei mir hat das Spektrum kurz vor und nach dem Pilotton ein Maximum. Danach fällt es ab und bei ca. 17 MHz ist dann auch physikalisch ein Ende zu sehen. Oberhalb lassen es die physikalischen Spezifikationen nicht mehr zu noch Daten zu übertragen.

Das obere Chart zeigt das Signal Rauschverhältnis. Anhand des Modells mit dem Raum und vielen Personen die sich gleichzeitig unterhalten ist dieser Wert als Qualitätswert zu sehen wie gut eine Person die andere Person mit der er gerade spricht verstehen kann. Je höher der Wert ist, desto besser. Die Auswirkungen kennen wir alle von Parties, in der Disko, …. man muß mal nachfragen „Was hast Du gesagt?“. In der Technik sind das sogenannte „Nicht behebbare Fehler“

Nicht behebbare Fehler

Treten diese Fehler vermehrt auf würden wir als Mensch wohl irgendwann den Raum mit unserem Gesprächspartner verlassen. Genau das macht der Router mit dem DSLAM auch. Er bricht die Kommunikation ab und versucht irgendwann einen Re-connect, also eine Neuverbindung. Dabei versucht er sich auf ein Kommunikationsmodell zu einigen, welchen den aktuellen Begebenheiten und physikalischen Besonderheiten entsprechend wieder zu einer möglichen Kommunikation führt.  Dieser Profilwechsel ist immer mit der Konsequenz „Verlust von Bandbreite“ verbunden. Es wird also langsamer.

So ist das auch hier der Fall. Man sieht im Chart des hier zu ca. 40 NICHT behebaren Fehlern kam und das die Datenübertragung aufgrund von schlechtem Signal- Rauschverhältnis/ Störung des Frequenzspektrums durch Einstrahlung reduziert werden musste. Die max. Anzahl an möglichen übertragenen Bits auf der Freuenz sank. Dieser Fehler muß nicht bei mir im Haus entstanden sein, sondern kann irgendwo zwischen DSLAM und Router aufgetaucht sein. Ich selbst habe keinen Einfluß darauf.

Das was ich hier versuche zu beschreiben ist technologisch sehr komplex und eigentlich toll das es überhaupt geht. Technologisch ist es aber auch ziemlich am Ende was dort an Übertragungsgeschwindigkeit möglich ist. In Deutschland ist zwar über Telefonkabel bis zu 250 MBit im Download möglich aber mit etwas technischem Verständnis und Weitblick wird man jetzt verstehen warum das Ausnahmen sind und die breite Masse an Kunden die 250 MBit/s NICHT bekommen können. Nicht jetzt und nicht in absehbarer Zeit von Jahren.

Was genau ist das Problem

• Immer mehr Geräte strahlen in irgendeiner Art: Das sind Dinge für Hausautomation, Powerline (und die ganz besonders), Schaltnetzeile, LED Lampen, ….Diese Systeme haben oder können auch einen Einfluß auf das zu übertragende Spektrum des DSL Anschlußes haben und somit dafür Verantwortlich sind das weniger Bandbreite zur Verfügung steht.
• Der Bedarf nach Bandbreite steigt schneller als die Technologie sich entwickelt und über die bestehenden Telefonleitungen schnelleres DSL bereitstellen kann.
• Immer mehr Geräte bekommen einen Zugang zum Internet. Sogenannte Internet of Things (IOT) fluten den Markt und ob man es will oder nicht – es wird angenommen
• Cloud Dienste sind aktuell ein stark wachsender Markt und erfordern vom Nutzer einen schnellen und zuverlässigen Zugang zum Internet
• Vermeidung von Einstrahlungen sind nur bedingt und bei akuten Fällen zu ändern. Der Prozess ist in gewisser Weise schleichend und ohne eine Änderung an der Basis Infrastruktur wird es zunehmend auf die Zeit gesehen zu einem Problem ohne wirkliche Lösung.

Fazit

Die Kommunikation, welche heute über die Telefonleitung läuft und durch andere Telefonleitungen und auch Geräte beeinflusst werden kann ist ein Schwachpunkt in der Kommunikationskette beim Zugang zum Internet. Zugegeben ist es heute noch vertretbar und viele werden sagen – geht doch, ich bin zufrieden. Doch es ist heute schon alte Technik und es ist „end of life„. Genau genommen eigentlich schon jetzt tot.

Die Initiaive hier auf Glasfaser (FttH = Fibre to the Home) zu setzen ist nach aktuellem Stand der Technik das Beste was man machen. Wechsel der Basis Infrastruktur. Der Grund ist einfach. Die gesamten Punkte der störenden Beeinflussung entfallen hier. Durch den Einsatz von Glasfaser und der Übertragung mit Licht ist sichergestellt das die Kommunkation zwischen den Geräten ungestört verläuft. Dazu bekommt man noch ein gewaltiges Reservepaket an zusätzlicher Bandbreite.

Alle Reden von Technologiestandort Deutschland und das wir sogar den Entwicklungsländern hinterher sind. Wir könnten es ändern.