Wat is ADSL

De afkorting ADSL staat voor Asymmetric Digital Subscriber Line. ADSL is een techniek waarmee het mogelijk is om over de koperen telefoonlijn snelle datatransmissies te laten lopen. Velen denken dat ADSL een opvolger is van ISDN. Dit geldt echter alleen op voor het internetverkeer. Via ADSL is namelijk geen standaard telefoonverkeer mogelijk. Om te telefoneren moet men dus nog steeds een analoge of ISDN telefoonaansluiting gebruiken. Dit gaat weliswaar door dezelfde koperdraad als ADSL, maar werkt op een andere frequentie.


Hoe werkt ADSL?

ADSL is een variant van de DSL techniek. DSL verdeelt de verschillende soorten dataverkeer in frequentiesegmenten: de frequenties op de koperdraad worden verdeeld tussen het telefoonverkeer en het internetverkeer. Het telefonie en faxverkeer gebruiken de frequenties van 300Hz tot 30 KHz. DSL maakt gebruik van de frequenties van 30Hz tot 1 MHz.


ADSL is de asymmetrische variant van de DSL techniek

ADSL maakt gebruik van twee verschillende frequentiegebieden: het upstream verkeer maakt gebruik van 30 KHz tot 138 KHz, terwijl het downstream verkeer gebruik maakt van 138 KHz tot 1 MHz. Door deze frequentieverdeling is de datadoorvoersnelheid van ADSL dan ook asymmetrisch: downstream (naar de abonnee toe) maximaal 8 Megabit per seconde, upstream (van de abonnee af) aanmerkelijk minder; namelijk maximaal circa 1 Megabit per seconde.


Hoe snel is ADSL?

Zoals hierboven beschreven heeft ADSL een maximale downstream van 8 Mbps (=1024 KB/sec) en een maximale upstream van 1 Mbps (=128 KB/sec). In de praktijk zullen deze snelheden echter lager uitvallen.

We onderscheiden de volgende twee beperkende factoren:

  1. De ADSL leverancier. De meeste ADSL leveranciers knijpen de verbinding af, waardoor bijv. een maximale downstream van 2 Mbps en een maximale upstream van 512 Kbps wordt bepaald. Routit knijpt niet af, maar levert 100% gagarandeerde bandbreedtes af
  2. De kwaliteit van de ADSL verbinding. De kwaliteit van een ADSL verbinding is afhankelijk van twee factoren. De lengte van de koperdraad tussen de KPN nummercentrale en het aansluitadres (maximaal 5 kilometer) is van belang, maar ook de kwaliteit van de koperdraad is bepalend voor de snelheid.

Waarom ADSL?

Het grote voordeel van een permanente verbinding, zoals ADSL of kabel, is dat men continue online kan zijn tegen een vast tarief per maand. Hierdoor hoeft er niet betaald te worden voor 'tikken' om online te zijn. Ook kunnen er door de hoge datasnelheden van ADSL meer online diensten worden aangeboden, zoals: -video on demand -telewerk toepassingen -LAN-LAN verbindingen -webserver/mailserver hosting


Wat komt er na ADSL?

Bij 'gewoon' internet toegang is het asymmetrische karakter van ADSL geen beperking. Echter bij LAN-LAN koppelingen en IP-VPN's is dit veelal niet gewenst. Twee andere varianten van de DSL techniek, met name HDSL en SDSL, zijn in dat kader veelbelovend (beide 2 Megabit per seconde symmetrisch). De laatste variant is VDSL. Hiermee kunnen nog hogere snelheden worden behaald dan met de andere DSL technieken. VDSL heeft echter een groot nadeel: de lengte van de koperdraad tussen de nummercentrale en het aansluitadres moet namelijk zeer kort zijn. Hierdoor is deze techniek nog niet goed toepasbaar is.


Basistechniek


De snelheid van ADSL

De maximale ADSL snelheden onder optimale omstandigheden zijn 8.032 Mbps downstream en 864 Kbps upstream bij een maximale lengte van de lijn (de afstand tussen de locatie van de eindgebruiker en de wijkcentrale) van 1,89 Kilometer. De maximale lengte van ADSL is ongeveer 5,37 km. De bandbreedte die gehaald kan worden bij deze afstand is 256 Kbps downstream en 352 Kbps upstream. Alle snelheden zijn in bits per seconde. In de praktijk liggen de maxima lager onder invloed van de kwaliteit en de lengte van de lijn. Bovendien is het gevaar op overspraak in de hogere frequenties groter. De theoretische maxima worden dus vrijwel nooit gehaald.


Splitter

Als over dezelfde lijn zowel spraak als data wordt getransporteerd, is een zogenaamde Splitter nodig die de laagfrequente signalen (spraak) scheidt van de hoogfrequente signalen. Aan beide kanten van de verbinding wordt een splitter gebruikt. In huis om de signalen van modem en telefoon samen te brengen over dezelfde lijn. In de wijkcentrale om die signalen weer van elkaar te scheiden.


ATM als transportprotocol

ADSL maakt in de huidige situatie gebruik van ATM (Asynchronous Transfer Mode) als transportprotocol. ATM maakt het mogelijk om een hogesnelheid verbinding van 155 Mbps of 622 Mbps te maken.


Benodigdheden


Techniek 1

Naast ADSL is er op dit moment in grote delen van Nederland nog een breedband technologie beschikbaar: de kabel.


De overeenkomsten


De verschillen


Techniek 2

ADSL DMT

De modulatietechniek DMT speelt een belangrijke rol. Deze techniek moet de hoge snelheden waar ADSL om bekend staat mogelijk maken. De maximale snelheid bij ADSL voor upstream- en downstreamverkeer, is een ideale waarde. In de praktijk varieert de snelheid, afhankelijk van de kwaliteit en lengte van de kabel tussen de wijkcentrale en de woning. De wijkcentrale wordt ook wel central office genoemd, het stukje tot de eindgebruiker heet de local loop.

Vanaf de central office lopen aderparen naar de woningen in de wijk, waarbij soms tot wel 900 aderparen zijn samengebracht in één dikke kabel. Dit werkt overspraak in de hand, wat betekent dat de aders elkaars signaal beïnvloeden. De bekabeling is bovendien oorspronkelijk ontworpen voor spraak, met frequenties van 300 tot 3.400 Hz. Omdat voor ADSL veel hogere frequenties nodig zijn, tot wel 1 Mhz, zal ook de overspraak toenemen. Tevens staan de kabels onder invloed van verschillende externe factoren, zoals ruis door machines, de atmosfeer en radiogolven. Derhalve dient de ADSL-techniek met verschillende knelpunten rekening te houden om tot een hoge snelheid te komen.

De hoge snelheid wordt bereikt dankzij de dmt modulatietechniek, wat staat voor Discrete Multi Tone. Bij deze techniek wordt de verbinding eerst opgedeeld in 256 gebiedjes, de zogenaamde subcarriers. Voor carrier wordt ook wel de Nederlandse term draaggolf gebruikt. Aan iedere subcarrier wordt een frequentiegebied van 4,3125 kHz toegewezen. Alle 256 subcarriers vormen gezamenlijk een frequentieband van 1,104 MHz. Van iedere subcarrier wordt de signaal-ruis verhouding gemeten, deze waarde geeft aan hoe hoog de kwaliteit van dat frequentiegebied is.

Afhankelijk van deze gemeten waarde wordt een capaciteit van 0 tot 32 kbit/s toegewezen. Ook de demping speelt een rol, de demping geeft aan hoe zeer het signaal versterkt of verzwakt raakt. Het zendvermogen wordt vervolgens aangepast op basis van de demping en de signaal-ruis verhouding. Als er te veel ruis wordt gemeten, zal het zendvermogen worden vergroot. Dit kan niet ongestraft, omdat het ook weer gevolgen heeft voor de overspraak. Het meten van de condities en toewijzen van capaciteit aan de subcarriers gebeurt niet eenmalig, de parameters worden dynamisch aangepast afhankelijk van de condities.

In de volgende stap worden de verschillende subcarriers samengevoegd. Gaan we uit van de situatie waarbij de gebruiker ADSL met een analoge telefoonaansluiting combineert, dan worden de eerste 6 subcarriers overgeslagen. Dit gedeelte is gereserveerd voor analoge telefonie. Voor gebruikers met ISDN worden iets meer carriers overgeslagen, omdat ISDN iets meer bandbreedte vereist. De volgende 26 subcarriers worden gebruikt voor upstream verkeer, wat resulteert in een maximale snelheid van 832 kbit/s (26 subcarriers x 32 kbit/s). Daarna volgen de resterende 224 subcarriers welke samen een downstream kanaal van maximaal 7,2 Mbit/s vormen (224 subcarriers x 32 kbit/s). In het volgende schema wordt dit toegelicht.

Ten slotte worden door een filter (splitser) lage en hoge frequenties van elkaar gescheiden. De lage frequenties gaan naar een wandcontactdoos of connector waarop een analoog telefoontoestel kan worden aangesloten, ook wel pots-aansluiting genoemd (Plain Old Telephone System). De hoge frequenties bevatten de informatie voor het upstream en downstream verkeer, welke door de ADSL-modem worden verwerkt. Bij ISDN is de band voor lage frequenties iets groter dan bij een analoge telefoonaansluiting, maar in verhouding tot het frequentiegebied voor upstream en downstream verkeer nog steeds heel klein. ISDN en ADSL kunnen dus prima worden gecombineerd, in de praktijk gebeurt dit al.


De onderstaande situatie laat drie voorbeelden zien.

  1. Links zie je drie woningen boven elkaar geschets, waarbij de bovenste en onderste een normale ADSL-aansluiting gebruiken (ADSL met analoge telefonie) en de middelste een ADSL-oplossing in combinatie met ISDN.
  2. Rechts is de splitter in de CO (Central Office, de wijkcentrale) getekend, vaak onderdeel van wat men de MDF noemt (Main Distribution Frame), waar telefonie en data worden gesplitst.
  3. De data wordt vervolgens naar de DSLAM gestuurd. DSLAM staat voor Digital Subscriber Line Access Multiplexer.

Overigens kan er voor worden gekozen om het upstream gebied te laten samenvallen met het downstream gebied. Dat gebeurt met een zogenaamde echo canceller. Hoewel dit in de praktijk meestal niet wordt gedaan, maakt deze methode een hogere snelheid mogelijk. Het vereist echter wat complexere apparatuur.


Belangrijk

Onderbelicht in deze toelichting is nog de invloed van de lengte van de local loop op de snelheid. Bij een lange local loop neemt de maximaal haalbare downstream af. De mediaan van de local loop bedraagt in Nederland ongeveer 2 km. Dit houdt in dat het aantal kabels naar de eindgebruiker dat korter is dan 2 km even groot is als het aantal kabels dat langer is dan 2 km. Er zijn uiteraard uitschieters naar boven en beneden. Bij veruit de meeste aansluitingen kan een snelheid van 4 Mb/s worden gehaald. Er zijn echter maar weinig telecomproviders die een dergelijke snelheid ook daadwerkelijk aanbieden.