Wie funktioniert Datenübertragung via DSL, wie funktioniert DSL

[Novize]

Edit Novize: Abgelöst von hier: Wie funktioniert nomadische Nutzung?

...DSL ist eine analoge Transporttechnologie für Datenpakete auf einer analogen Telefonleitung.

 

[elg]

DSL ist eine analoge Transporttechnologie für Datenpakete auf einer analogen Telefonleitung.

Wo hast Du das her?

Ich würde vermuten, daß DSL "= Digital Subscriber Line" bedeutet.

Aber wenn Du das sagst.....

E.L.G.

 

[Novize]

Ich würde vermuten, daß DSL "= Digital Subscriber Line" bedeutet.

Ja und?
Ein DSL-Modem ist im Grunde genommen nichts weiter, als eine Sammlung von (bei ADSL2) 512 Modems, die alle eine eigene Träger-Frequenz (einen Kanal) modulieren und dadurch digitale Informationen übertragen. Und diese Modems sind ähnlich, wie die alten Akustik-Koppler, wenn Du so was noch kennst. Da piept es mit unterschiedlicher Frequenz und Intensität und daraus lassen sich dann digitale Zustände heraus lesen.

BtW: Bei einem Fax kennst Du die Geräusche sicherlich auch, auch das ist eine Form, digitale Informationen über ein analoges Medium zu übertragen. Ein Telefonkabel überträgt nunmal analoge Signale, keine digitalen Zustände, wie z.B. ein Netzwerkkabel.

 

[elg]

@Novize

Was noch? Seit wann gibt es Modeme für DSL?

Was soll da "moduliert" bzw. "demoduliert" werden.

E.L.G.

 

[Novize]

Seit wann gibt es Modeme für DSL?

Die gibt es erst, seit es DSL-Modems gibt, von der T-Com also seit imo ~1999. MODEM ist ein Kunstwort für MOdulieren / DEModulieren. Lies Dich mal in die zugrunde liegende Technik ein.

Die ADSL-Standards nutzen zur Kommunikation über die als Kupferdoppelader ausgeführte Anschlussleitung zwischen dem DSLAM in der Teilnehmervermittlungsstelle und dem DSL-Modem ein Modulationsverfahren mit verschiedenen Trägerfrequenzen (Discrete Multitone); bei herkömmlichem ADSL z. B. 256 Trägerfrequenzen im Abstand von je 4,3125 kHz. Bei SDSL wird stattdessen TC-PAM verwendet.

 

[elg]

Die gibt es erst, seit es DSL-Modems gibt, von der T-Com also seit imo ~1999. MODEM ist ein Kunstwort für MOdulieren / DEModulieren.
Lies Dich mal in die zugrunde liegende Technik ein.

Guten Morgen Novice,

Irgendjemand, Du oder ich, hat das Ganze nicht richtig verstanden.
Ich versuche die Klarheiten zu "beseitigen".

Ausgehend von der kleinsten Einheit, die in der EDV zu anwendung findet,
haben wir ein Bit. Das kennst Du mit Sicherheit.

Wenn Du in Deinem Speicher rein schaust, dann findest Du diese "kleinste"
Einheit, die nur 2 Zustände einnehmen kann. Entweder ist sie "magnetisiert"
oder nicht. Man kann auch sagen, daß das Bit "gesetzt" ist oder nicht. Oder
wenn wir das Bit als eine Bierflasche betrachten, entweder ist die Flasche
voll oder leer. So weit ist es klar.

Wenn Du mir mit der Post, das ist in unserem Falle die DSL-Leitung, ein Bit schickst,
dann wird eine Information über die Leitung gejagt, die eindeutig sagt, ob
die Flasche leer oder voll ist. Also eine Modulierung oder Demodulieren kann
und muss auch nicht stattfinden.

Und dann kommen wir zu dem Problem, welches ich glaube Du hast falsch
verstanden. Und zwar, wie diese Information, also die Bierflasche von Dir
zu mir transportiert wird.

An der Stelle bin in überfragt, da ich mich dieser Technik nie befasst habe.
Ich kann mir vorstellen, daß diese Information mit Hilfe von akustischen
Signalen oder mit Lichtwellen oder mit Rauchzeichen gesendet wird.

Das Bit bleibt Bit. Muss nicht moduliert oder demoduliert werden. Es wird
eine Information gesendet, die eindeutig eine "eins" oder eine "null" ist.

E.L.G.

 

[Hans Juergen]

Wenn Du mir mit der Post, das ist in unserem Falle die DSL-Leitung, ein Bit schickst,
dann wird eine Information über die Leitung gejagt, die eindeutig sagt, ob
die Flasche leer oder voll ist. Also eine Modulierung oder Demodulieren kann
und muss auch nicht stattfinden.

Das war im Morsezeitalter so...
Heute werden doch die Informationen parallel übertragen, also müssen sie auf viele Träger moduliert werden.

 

[Novize]

Wenn Du mir mit der Post, das ist in unserem Falle die DSL-Leitung, ein Bit schickst,
dann wird eine Information über die Leitung gejagt, die eindeutig sagt, ob
die Flasche leer oder voll ist. Also eine Modulierung oder Demodulieren kann
und muss auch nicht stattfinden.
...
An der Stelle bin in überfragt, da ich mich dieser Technik nie befasst habe.
Ich kann mir vorstellen, daß diese Information mit Hilfe von akustischen
Signalen oder mit Lichtwellen oder mit Rauchzeichen gesendet wird.

Das Bit bleibt Bit. Muss nicht moduliert oder demoduliert werden. Es wird
eine Information gesendet, die eindeutig eine "eins" oder eine "null" ist.

Nein eben nicht. Die grundlegende Funktion des DSL-Modems ist und bleibt, wie beim alten analogen Modem, einem Fax usw:
Das eine gesetzte Bit löst im Modulator eine Reaktion aus, sodass die Trägerfrequenz von x kHz um x Hz in ihrer Frequenz geändert wird.
Diese geänderte (analoge!) Frequenz wird dann über die Telefonleitung gejagt und im Demodulator wird erkannt, dass die Trägerfrequenz von x kHz um x Hz verschoben ist und erkennt daran, dass dieses eine bestimmte Bit auf "1" gesetzt ist. Es wird also immer diese Trägerfrequenz von x kHz über die Leitung geschickt und diese Trägerfrequenz wird je nach (nicht) gesetztem Bit um x Hz moduliert (verändert), um auf diesem Weg die digitale Information erst übertragen zu können.

Anders im Netzwerkkabel:
Dort wird jedes Bit (bei TP) als gesetzte/nicht gesetzte Stromschleife über die Leitung gejagt wird. Dieser Stromfluss wird hier direkt als gesetztes Bit erkannt und braucht nicht im Vorfeld weiter demoduliert werden, um überhaupt als solches erkannt zu werden.

Vereinfachst würde das für Netzwerkkabel bedeuten, dass Licht an = Bit gesetzt, Licht aus = Bit nicht gesetzt. Das geht aber nur bei einer echten Netzwerkleitung, nicht bei einer weiterentwickelten Modem-Technik, die auf der Übertragung analoger Signale beruht, wie sie bei Telefonleitungen eingesetzt wird. Es gibt bei der Telefonie nur (noch) einen Bereich, der wirklich digital genutzt wird: ISDN. Früher gab es auch noch die Fernschreiber (=automatisierte Morsemaschinen), auch die haben (mehr oder weniger) digital übertragen, Piepen an = Bit gesetzt, Piepen aus = Bit nicht gesetzt. Alles andere (Modem, Fax, DSL) wird tatsächlich immer noch so übertragen, wie zu den Gründerzeiten von Bell, Reis und Co: Es werden schwankende (modulierte) Frequenzen übertragen, Stimmen/Geräusche sind nichts weiter, als Amplituden- und Frequenzmodulationen. Und ein (normales, Fax- DSL-) Modem macht genau das nur nach: Je nach zu übertragenden Bits wird eine bzw mehrere Trägerfrequenzen in ihrer Form geändert, um in diesen analogen Änderungen die digitalen Informationen zu verpacken.

BtW: Warum liest Du nicht einfach die Verlinkung zu wikipedia mit allen weiterführenden Links durch, die ich oben angegeben habe? Da wird alles von anderer Seite aus erklärt und das weit besser, als ich es in der Lage bin.

 

[elg]

Das war im Morsezeitalter so...
Heute werden doch die Informationen parallel übertragen, also müssen sie auf viele Träger moduliert werden.

OK, dann was versteht man unter Modulieren?

Etwa die Verteilung von Binärinformationen auf viele Träger?

E.L.G.

 

[Novize]

OK, dann was versteht man unter Modulieren?

Was ich oben beschrieb und auch hier: Modulationsverfahren
Diese Träger werden nicht(!) digital an/abgeschaltet sondern pro Träger(frequenz) wird durch eine Änderung dieser Frequenz beim Sender/Modulator 1..15 Bit aufmoduliert und beim Empfänger/Demodulator 1..15 Bit wieder demoduliert.
Lies doch bitte die weiterführenden Links.

 

[elg]

Lies doch bitte die weiterführenden Links.

Hallo Novice,

ich habe das schon gelesen.

Ich war der Meinung, daß bei Modulieren bzw. Demodulieren eine vorhandene Information
verändert wird. Was anscheinlich nicht der Fall ist.

Ich war der Meinung, daß wenn ich ein Bit habe, dieses Bit egal in welcher Frequenz,
5MHz oder 1500MHz gesendet wird, gleich bleibt.

Also ganz einfach dargestell: Wenn ich von Stuttgart nach Berlin fahren würde, könnte
ich wählen zwischen Auto, Bahn oder Flugzeug. Ich bleibe immer gleich.
Bei der Modulation bzw. Demodulation erwartete ich eine äußerlich Veränderung dieser
Information mit gleichem Inhalt.

Wenn Modulation die Verteilung von Informationen auf verschieden Frequenzen zum Zwecke
derer Übertragung bedeutet, dann ist es in Ordnung.

E.L.G.

 

[Novize]

Bei der Modulation bzw. Demodulation erwartete ich eine äußerlich Veränderung dieser Information...

Ist ja auch so, je nach gesetzter Bits eines Trägers, einer Frequenz, wird genau diese Frequenz verändert (moduliert).
Die Verteilung der Bits auf verschiedene Träger geschieht im Vorfeld und zwar rein digital.
Ab diesem Zeitpunkt aber tritt die analoge Technik in Aktion. Betrachten wir hier nur noch einen Träger, eine Frequenz. Dort werden je nach gesetzter Bits diese Frequenz geändert. Beispielhaft einmal in Zahlen dargestellt:

Träger: 100 Hz
Bit 1 gesetzt => Verschiebung um 1 Hz
Bit 2 gesetzt => Verschiebung um 2 Hz
Bit 3 gesetzt => Verschiebung um 4 Hz.

Der Modulator ändert nun diese Trägerfrequenz entsprechend der gesetzten Bits:

bei 101 Hz ist Bit 1 gesetzt,
bei 102 Hz ist Bit 2 gesetzt,
bei 105 Hz ist Bit 1 und Bit 3 gesetzt
bei 107 Hz ist Bit 1 und Bit 2 und Bit 3 gesetzt

Der nächste Träger mit 110 Hz arbeitet dann entsprechend die nächsten 3 Bits ab...

 

[RalfFriedl]

Betrachten wir hier nur noch den einen Träger, die eine Frequenz:
Dort werden je nach gesetzter Bits diese Frequenz geändert:
Beispielhaft einmal in Zahlen dargestellt
Träger: 100 Hz
Bit 1 gesetzt => Verschiebung um 1 Hz
Bit 2 gesetzt => Verschiebung um 2 Hz
Bit 3 gesetzt => Verschiebung um 4 Hz.

In Wahrheit ist es noch viel komplizierter. Ich weiß nicht mehr sicher, wo Frequenzmodulation aufgehört hat, aber ich glaube, es war bei Modems mit 1200 Bit/s, vielleicht auch vorher. In neueren Verfahren wird die Information als Phasen-Verschiebung übertragen. Das ist übrigens auch der Grund, warum Fax über IP so fehleranfällig ist: Wenn die Abtastrate bei Sendern und Empfänger nicht genau gleich ist, verschiebt sich die Phase des Signals beim Empfänger, und dieser kann dann nicht mehr die gesendete Information dekodieren. Wenn die Information in der Frequenz liegen würde, wäre das kein Problem.

Ich war der Meinung, daß wenn ich ein Bit habe, dieses Bit egal in welcher Frequenz, 5MHz oder 1500MHz gesendet wird, gleich bleibt.

Ein Bit ist nur ein gedankliches Konzept, es existiert nicht physikalisch. Es kann durch verschieden physikalische Zustände repräsentiert werden, Strom<->kein Strom, Spannung<->keine Spannung, positive Spannung<->negative Spannung, Licht an<->Licht aus, hohe Frequenz<->niedrige Frequenz, und vieles mehr. Diese Zustände sind nie wirklich digital.
Natürlich kommt meistens am Ende das heraus, was man senden wollte, sonst wäre das System nicht zur Datenübertragung geeignet. Geh einfach davon aus, dass auf der einen Seite ein digitales Signal herein kommt und dieses am anderen Ende (hoffentlich) auch wieder heraus kommt, ohne Dich darum zu kümmern, was dazwischen passiert. Wenn die Übertragung tatsächlich so digital wäre, wie Du meinst, gäbe es keine Übertragungsfehler, Signal/Rausch-Abstand und ähnliches.

Wirklich digital ist genau genommen wohl überhaupt nichts in der realen Welt. Auch die oben bemühte Flasche wechselt nicht sofort zwischen voll und leer.
Auch über ein Netzwerkkabel geht die Information analog. Das Kabel ist auf beiden Seiten mit Übertragern (Transformatoren) mit den Netzwerk-Geräten verbunden, so dass keine Potential-Verbindung da ist, ähnlich wie bei ISDN. Eine Folge davon ist, dass kein Gleichstrom übertragen werden kann, und dass es daher nicht möglich ist, mehrere 0 oder 1 Bits nacheinander zu übertragen, die als Strom an/aus kodiert werden. Wenn an eine Spule eine Spannung angelegt wird, fließt der Strom nicht sofort in voller Stärke, sondern steigt stetig an. Der Strom wiederum erzeugt ein Magnetfeld, und dessen Änderung wiederum induziert eine Spannung in der zweiten Spule. Diese Spannung wird zur anderen Seite übertragen, und im Übertrager dort passiert noch einmal das Gleiche. Beim Ausschalten passiert im Prinzip das Gleiche umgekehrt. Ein Wechsel beim Sender induziert einen verzögerten Impuls auf der Leitung, dieser wiederum induziert einen verzögerten Impuls beim Empfänger. Man könnte jetzt sagen, eine 1 wird als Wechsel, eine 0 als gleichbleibendes Signal geschickt. Wenn jetzt aber oft nacheinander 0 geschickt wird, kommt beim Empfänger gar nichts an, und es besteht die Gefahr, dass Sender und Empfänger aus dem Takt kommen, also sorgt man dafür, dass es nicht allzu lange Folgen von 0 auf der Leitung gibt. Und bei Gigabit Ethernet ist es noch komplizierter.

Selbst bei Leitungen im PC ist es nicht so, dass die Spannung in exakt 0 Sekunden von 0 auf x Volt springt.

 

[elg]

@RalfFriedl:

Es mag alles so kompliziert sein, wie Du es hier darstellt, u.s.w.

Für mich war der Begriff "Modulieren" verbunden damit, daß
vorhandene Informationen, egal welche, verändert. Das heisst,
wenn Du Mehl, Wasser und Salz hast, kannst Du die drei Sachen
"modulieren". Später mit dem Demodulator das Brot zu Mehl,
Wasser und Salz machen.

Aber wenn "Modulieren/Demodulieren" auch so difiniert wird, daß die
Informationen unangetastet bleiben und nur diese auf verschiedene
Trägerfrequenzen zwecks weiterleitung verteilt, dann ist die Sache
geklärt.

E.L.G.

 

[Novize]

In Wahrheit ist es noch viel komplizierter.

Jupp, weiss ich. Ich wollte ja auch nur mit einfachsten Mitteln / simpelstem Rechenbeispiel aufzeigen, wie das Bit-Übertragungsverfahren immer noch auf einer analogen Modulation beruht.

 

[eisbaerin]

Sehr interessant Eure Diskussion!

Jetzt mal noch meine Meinung dazu:

immer noch auf einer analogen Modulation beruht.

Für mich ist das digitale Modulation, so wie du es beschrieben hast.
Dein Beispiel: 100Hz, 101Hz, 103Hz, 107 Hz ...
Das sind digitale Zustände, da es keine Zwischenfrequenzen gibt.

Analoge Modulation ist, wenn die Frequenz jeden Wert dazwischen annehmen kann.

BTW: Meine Diplomarbeit: "Analoge Pulsmodulationsverfahren"

 

[elg]

BTW: Meine Diplomarbeit: "Analoge Pulsmodulationsverfahren"

Wo findet man Deine Diplomarbeit?

E.L.G.

 

[RalfFriedl]

Für mich war der Begriff "Modulieren" verbunden damit, daß
vorhandene Informationen, egal welche, verändert. Das heisst,
wenn Du Mehl, Wasser und Salz hast, kannst Du die drei Sachen
"modulieren". Später mit dem Demodulator das Brot zu Mehl,
Wasser und Salz machen.

Aber wenn "Modulieren/Demodulieren" auch so difiniert wird, daß die
Informationen unangetastet bleiben und nur diese auf verschiedene
Trägerfrequenzen zwecks weiterleitung verteilt, dann ist die Sache
geklärt.

Novize hat weiter oben einen Link auf Modulation gepostet. Du hast weiter oben geschrieben, Du hättest die Links gelesen.
Das Verändern von Informationen wird normalerweise Verarbeiten genannt, wie das V in EDV (Elektronische Daten Verarbeitung). Diese Verarbeitung ist im Allgemeinen nicht umkehrbar, genauso wie man Brot nicht wieder in die ursprünglichen Zutaten aufteilen kann.
Modulieren heißt auch nicht, dass die Information auf mehrere Trägerfrequenzen aufgeteilt wird. Beim Fax wird die Information auf einer Trägerfrequenz übertragen, da gibt es nichts aufzuteilen. Trotzdem ist eine Modulation und Demodulation notwendig. Beim DSL gibr es nur deswegen mehrere Trägerfrequenzen, weil man auf die Art mehr Informationen übertragen kann, auf jeder Trägerfrequenz einige Bits.
Modulation gibt es auch schon beim Radio. Auch dort geht es nicht darum, Informationen auf mehrere Trägerfrequenzen aufzuteilen, sondern das Träger-Signal so zu verändern, dass es die Information enthält

@elg
[... Novize]

 

[Novize]

Für mich ist das digitale Modulation, so wie du es beschrieben hast.
Dein Beispiel: 100Hz, 101Hz, 103Hz, 107 Hz ...
Das sind digitale Zustände, da es keine Zwischenfrequenzen gibt.

Jein. Die Frequenz könnte auch 100.9 Hz sein, nur wird aus Gründen der Übertragungssicherheit immer eine Sicherheitsdifferenz genommen. Immerhin wird auch bei DSPs irgendwo mit Rundungs- Fertigungstoleranzen zu rechnen sein. Außerdem betrachte ich "nur" Bit 1, Bit 2... aber nicht Bit 1.3... :shock:

Und bei Deinen analogen Pulsmodulationsverfahren gibt es auch Auflösungsgrenzen, die man nach Deiner Argumentation streng genommen auch als digitale Schwellen betrachten muss. Jeder AD-Wandler hat Grenzen in der Auflösung, das ist bei dem Übergang digital <=> analog nun mal nicht vermeidbar.

Mir ging es ja auch nur darum, mit einem simpelsten Beispiel aufzuzeigen, dass die Modem-Daten ja als analoges Signal über die (analoge) Telefonleitung geschubst werden, nicht mehr, nicht weniger.

 

[eisbaerin]

Wo findet man Deine Diplomarbeit?

Du willst doch nur nicht gekennzeichnete Zitate suchen Nix da!

Die gibt es analog in meinem Schrank und wenn ich laaaange suche eventuell noch auf einer 5,25" Diskette.
Habe ich selber auf einem PC1715 geschrieben.