Basisinformationen zu DSLAM, Datenrate, BRAS, TAL, RAM

[Jason]

Um das DSL-System etwas besser zu verstehen, habe ich für Interessierte einige (teilweise vereinfachte) Informationen zusammengetragen.

Diese Informationen stelle ich gerne zur Diskussion. Für Hinweise, Verbesserungen, Ergänzungen usw. bin ich offen und dankbar und will diese auf Wunsch gerne hier einarbeiten.

DSLAM (=Digital Subscriber Line Access Multiplexer)

Als DSL-Kunde ist man i.d.R. über einfache Kupferleitungen, der sogenannten Teilnehmeranschlußleitung (=TAL, auch Amtsleitung oder Letzte Meile genannt) mit einer DSL-Vermittlungsstelle verbunden. Im DSLAM, der meist in einer Vermittlungsstelle steht (=Indoor-DSLAM), laufen die diversen Teilnehmeranschlußleitungen zusammen.
Der DSLAM terminiert mit seinen Linecards die Teilnehmeranschlussleitungen, sammelt (oder verteilt) auf örtlicher Ebene den DSL-Datenverkehr der Endkunden und reicht ihn über das sogenannte Konzentratornetz an einen regionalen Broadband Remote Access Server weiter (=BRAS). Auf den Linecards werden die bis zu 96 Ports für die Leitungen, die zu den Teilnehmern gehen, zusammengefasst.
Der DSLAM ist das Gegenstück zum DSL-Modem beim Teilnehmer.
Im DSLAM ist ein Profil hinterlegt, in dem gespeichert wird, mit welchen Geschwindigkeiten der DSL-Anschluss im Up- und Downstream laufen soll.

Datenrate: Aushandlung / Training / Synchronisation

Beim Aufbau einer ADSL-Verbindung verständigen sich das DSL-Modem auf der Teilnehmerseite und der DSLAM zunächst auf die verwendete ADSL-Norm (ADSL oder ADSL2+) und handeln anschließend die Verbindungsparameter der ADSL-Verbindung aus (=Trainigsphase): die Übertragungskapazität der einzelnen DMT-Frequenzträger der Kupferdoppelader wird ausgemessen, die Downstream- sowie Upstream-Übertragungsrate wird entsprechend den Vorgaben des für den Anschluss konfigurierten DSLAM-Profils ausgehandelt und auf die einzelnen Träger verteilt. Nach Fertigstellung der Verbindungsaushandlung bleibt die DSL-Verbindung bis zum Abbruch der DSL-Verbindung synchronisiert (i.e. verbunden).
Wenn die Geschwindigkeits-Werte durch zu hohe Dämpfung oder Beeinflussungen auf der Leitung nicht eingehalten werden können, kommt es zu ständigen Abbrüchen, da der DSLAM fest voreingestellt bleibt.

Bei der Aushandlung der Übertragungsraten wird die ratenadaptive Aushandlung (auch Rate Adaptive Mode, RAM) von der fixen bzw. festen Aushandlung unterschieden.

Bei der fixen Aushandlung gibt der DSLAM die (Upstream/Downstream-)Übertragungsrate fest vor. Kann aufgrund der momentanen Leitungsausmessung (beispielsweise auch aufgrund von zeitweiligen Störeinflüssen) die vorgegebene Übertragungsrate nicht erreicht werden, schlägt der DSL-Verbindungsaufbau fehl.

Bei der ratenadaptiven Aushandlung wird dagegen vom DSLAM nur die jeweils maximale Übertragungsrate (oder ein Datenratenkorridor) vorgegeben; gelingt die Verbindungsaushandlung nicht mit der vom DSLAM vorgegebenen maximalen Übertragungsrate, wird ersatzweise die Verbindung mit der höchstmöglichen Übertragungsrate, die die derzeitigen Leitungsbedingungen ermöglichen (innerhalb des Datenratenkorridors), synchronisiert. D.h. die beim Verbindungsaufbau ausgehandelte Übertragungsrate passt sich den Leitungsbedingungen an – derart konfigurierte ADSL-Anschlüsse sind also ratenadaptiv geschaltet.

Wegen der für den sicheren Betrieb von ADSL-Anschlüssen mit fixer Ratenschaltung notwendigen hohen Störabstands-Sicherheitsmarge kann in der Regel an diesen Anschlüssen nur eine deutlich niedrigere Datenrate zur Verfügung gestellt werden als diejenige, die bei adaptiver Aushandlung der Datenrate möglich wäre. Wegen dieses Nachteils setzen sowohl national als auch international die meisten ADSL-Anbieter bereits seit längerer Zeit die ratenadaptive Schaltung ein.

In Deutschland findet die fixe Ratenschaltung beinahe ausschließlich noch bei technisch durch die Deutsche Telekom realisierten DSL-Anschlüssen bis 6 MBit/s (T-DSL, T-DSL-Resale, Bitstromzugang) Verwendung, soll nach derzeitigen Planungen der Telekom aber Ende 2009 durch die ratenadaptive Schaltung aller ADSL-Anschlüsse abgelöst werden.

Während bei der fixen Aushandlung die Störabstands-Sicherheitsmarge in der Regel so hoch ist, dass so gut wie alle auf dem Markt befindlichen ADSL-Modems und -Router einen störungsfreien Betrieb gewährleisten, hat bei der ratenadaptiven Schaltung im technischen Grenzbereich die Qualität des verwendeten Modems an eher längeren Anschlussleitungen einen deutlichen Einfluss auf die erzielbare Datenrate und die Leitungsstabilität der ADSL-Verbindung.
Siehe dazu auch hier: http://www.modemvergleich.de.vu/

BRAS (=Broadband Remote Access Server), auch Breitband-PoP (Point of Presence) oder DSL Access Concentrator (DSL-AC) oder BBRAR (=Broadband Remote Access Router)

Der BRAS ist schon Teil des Netzwerks eines Internet Service Providers (ISP). Er speist den Datenverkehr der Endbenutzer-Verbindungen in das Backbone-Netzwerk des jeweiligen Providers ein.

Im BRAS sind für die DSL-Kunden sogenannte Service-Profile angelegt und werden dort eingestellt, so unter anderem die Bandbreite.
Der BRAS bildet auch den logischen Endpunkt von PPPoE-Sitzungen. Er ist verantwortlich für die Zuweisung von Sitzungsparametern wie IP-Adressen. Der BRAS ist rückwärtig an das Authentifizierungs-, Autorisierungs-, und Abrechnung-System (AAA) des Providers angebunden. Da es sich um einen Router handelt, ist der BRAS der erste sichtbare Hop zwischen dem Kunden und dem Internet. (Beim Internetzugang eines Benutzers über einen Router anstelle eines DSL-Modems ist es der 2. Hop, der 1. Hop ist der eigene Router selbst.)

Es ist ein verbreitete aber falsche Annahme, das der eigene PC über den Leitungsanschluß erst einmal mit einem zentralen Rechner des jeweiligen Providers verbunden ist. Richtig vielmehr ist, dass man über einen BRAS an dem Backbone-Netz des Providers angeschlossen ist, an dem selbst per URL adressierte Internet-Rechner wieder über ein BRAS angeschlossen sein können. I.d.R. hängen angesteuerte Internet-Rechner an anderen Backbone-Netzen.

Backbone-Netze in Deutschland (auch oftmals Hintergrund-Netze genannt)

Das Internet stellt man sich gerne als ein großes, weltweites Computernetzwerk vor. In der Realität stellt das Internet jedoch kein streng begrenztes Netz dar, sondern setzt sich vielmehr aus einer Vielzahl kleinerer Netze, den sogenannten Backbone-Netzen, zusammen.
Befindet sich beispielsweise eine gesuchte Homepage auf einem Server im gleichen Backbone-Netz wie der Anwender, wird in der Regel eine direkte Verbindung aufgebaut. Befindet sich der Server in einem anderen Backbone-Netz wie der Anwender, dann findet der Datenverkehr/Datenaustausch über Peering-Points (Netzknoten) statt, welche die verschiedenen Backbone-Netze miteinander verbinden.

Der größte Netzbetreiber in Deutschland ist mit einem aus rund 220 000 Kilometern Glasfaserkabel bestehenden Netz die Deutsche Telekom. Das zweitgrößte Netz unterhält der spanische Konzern Telefónica mit einem 40 000 Kilometer langen Backbone-Netz, dahinter folgen Arcor mit 33 000 und Versatel mit rund 30 000 Kilometern Glasfaserkabel.

Die Deutsche Telekom betreibt gegenwärtig an 74 Standorten BRAS, die jeweils den Breitband-Datenverkehr einer ganzen Region bündeln und in den Backbone der Deutschen Telekom einspeisen.
Von insgesamt 74 DSL-Knoten/BRAS im Telekom-Backbone sind 11 übergeordnete PoPs, die das sogenannte Core Network, die zentralen Breitband-Leitungen, verbinden und 64 regionale Einwahlwahlpunkte (Points of Presence) für Fast Internet Anbindungen (T-DSL). Laut der Deutschen Telekom können inzwischen rund 93 Prozent der Teilnehmeranschlüsse mit Telekom-DSL versorgt werden.

Telefónica verfügt über eine der größten Netzinfrastrukturen in Deutschland mit 329 Einwahlknoten (PoPs). Es sind rund 60% aller deutschen Haushalte erreichbar. Telefónica hat wie gesagt ein eigenes Backbone-Netz. Der Ausbau auf eine Netzabdeckung von 70% hat bereits begonnen.
Siehe http://www.telefonica.de/unternehmen/unser-netz.html .

In Deutschland gibt es mittlerweile zahlreiche Backbone-Netze, die von verschiedenen, international und national agierenden Carriern betrieben werden. Im Verband der deutschen Internetwirtschaft, eco, sind derzeit 110 Backbone-Betreiber in Deutschland vertreten.
Internet-Service-Provider können mit verschiedenen Backbone-Betreibern kooperieren, wenn sie über kein eigenes Hintergrund-Netz verfügen. Wie schnell und sicher die Internetverbindung des Kunden ist, hängt in entscheidendem Maße von dem Backbone ab, über den der Service-Provider sein Angebot realisiert. Je engmaschiger das Netz aus Knotenpunkten und Datenleitungen geknüpft ist, um so leistungsstärker ist die Datenübertragung und um so geringer die Gefahr von Netzüberlastungen.

Die Backbone-Netze der einzelnen Betreiber laufen an zentralen Austauschknoten zusammen, sogenannten Peering Points. Hier werden die Datenpakete in andere Backbone-Netze geleitet. DE-CIX in Frankfurt z.B. ist einer der großen Peering-Anbieter in Deutschland. Netzüberlastungen und Engpässe können natürlich in allen Backbone-Netzen vorhanden sein, einschließlich der Peering-Points.

[Jason]

Wie kann ich mehr über meinen eigenen Anschluß herausfinden?

IP-Adresse:
www.wieistmeineip.de liefert mir meine aktuell IP-Adresse, (meine IP bei 1&1 beginnt derzeit mit 93.135.xxx.xxx)
Meine aktuelle IP-Adressse sagt mir auch die FritzBox unter Ereignisse, Internetverbindung

BRAS: (der erste sichtbare Hop zwischen dem Kunden und dem Internet)
Mit dem Command 'tracert www.1und1.de' erhalte ich die Hops, und damit auch den ersten Hop mit Bezeichnung und IP-Adresse.
Die IP meines BRAS bzw. des 1. Hop sagt mir auch die FritzBox unter Ereignisse, Internetverbindung, und zwar unter Gateway: xxx.xxx.xxx.xxx.

Eigentümer der eigenen aktuellen IP-Adresse und des BRAS:
Mit http://www.db.ripe.net/whois und
a) Eingabe der eigenen aktuellen IP-Adresse erhalte ich den Provider, dem die IP-Adresse zugeordnet ist (Pool), z.B. die 1&1 Internet AG.
b) Eingabe der IP-Adressedes BRAS (= 1. Hop) erfahre ich dessen Name, z.B. MWAYS-LOOPBACK mit weiteren Angaben wie Telefonica Deutschland GmbH.

Durch Eingabe der IP-Adressen der diversen Hops kann man auch feststellen, ob ein und welcher Peering-Point verwendet wurde, d.h. man in ein anderes Backbone-Netz gewechselt hat.
Angeschlossen z.B. am Backbone-Netz der Telefonica und per Traceroute auf den Heise-Rechner mit dem Command 'tracert www.heise.de' erkennt man, dass man z.B. vom Telefonica-Backbone zum noris network Backbone (http://noris.net/Unternehmen/Infrastruktur/Backbone/) wechselt. Die wichtigsten Internet-Peering-Punkte sind dabei in Frankfurt (DE-CIX), München (INXS), Nürnberg (N-IX), Berlin (BCIX). Der Heise-Rechner selbst wird dann über Plusline-Net (Plusline Systemhaus GmbH ind Frankfurt) erreicht.

Mit tracert sieht man auch, wo ein Enpass im Netz ist:
Beispiel: tracert www.heise.de

Tracing route to www.heise.de [193.99.144.80] over a maximum of 30 hops:
.....
5 9 ms 8 ms 8 ms INXS.plusline.net [194.59.190.26] (Peering-Knoten)
6 15 ms 15 ms 17 ms 82.98.98.98 (PlusLine Systemhaus GmbH)
7 16 ms 16 ms 16 ms redirector.heise.de [193.99.144.80]
Trace complete.

Entweder ist hier das Netz zwischen dem Peering-Knoten und dem Rechner des PlusLine Systemhauses überlastet, oder der Rechner des PlusLine Systemhauses selbst stellt einen Engpass dar.

[wilson]

Danke für diese Infos, die ich als Laie zumindest Ansatz gut verstanden habe

[EnTeRHaSaN]

Hier auch eine Ergänzung:

Der "normale" Aufbau des Telefon/DSL Netzes:

Großer Router (z.b. GX 550) > Vermittlungsstelle > Kvz > APL > TAE > Splitter > DSL Modem/Router

Vermittlunsgstelle
In der Vermittlungsstelle kommen die Daten über eine Glasfaserleitung vom Großen Router an, und zwar an einem Ding, dass sich Seabridge nennt. Alle DSLAM in der Vst, sind mit einer 155 Mbit Glasfaserverbindung mit der Seabridge verbunden. An einem DSLAM "hängen" 16-64 DSL Anschlüsse DSL Anschlüsse pro sog. LineCards (Je nach Modell und Hersteller). Die DSLAMs von Siemens in der Version 3 können damit bis zu 960 Ports zur Verfügung stellen (je nach Ausbaustufe/Anzahl der LineCards) Vom DSLAM aus gehen in Richtung Hausanschluss nur noch Kupferleitungen!!! Diese "passieren" zuerst einen Splitter (genau das gegenteil von dem Dingen zuhause, nämlich um das ISDN oder Analoge Signal zusammen mit dem DSL Signal auf die Kupferleitung zu tun, Zuhause ja um die Signale zu trennen). Vom Splitter aus geht die Kupferleitung dann auf ein großes "Schaltfeld", wo auf der einen Seiten die Kabel "von draussen" ankommen und auf der anderen die Von der Technik (DSL/ISDN). Dort wird dann der entsprechende DSL/ISDN/Analog Anschluss auf das Kabel zum Haus hin geschaltet.

KVz (Kabelverzweiger)
Das sind die dinger die an fast jeder Straßenecke stehen (nicht alle, mache sind auch für Strom oder der Postbote tut da Briefe rein, damit er nicht alle Spazieren fahren muss)

Hier ist wieder ein kleines "Schaltpult" für max 600 Anschlüsse. Dort geht das HauptKabel (HK) in das VerZweigerKabel (VZK) über. Dies ist dazu da, dass wenn z.B. das Kabel teilweise defekt ist, man auf eine andere Ader im Kabel umschalten kann.
Ähnlich wie ein KVz sehen auch die "Gehäuse" für sog. Outdoor-DSLAMs aus, die entweder Glasfasergebiete (bei T-Com das ISIS Netz) ab dem KVz ADSL-fähig machen, indem sie per Glasfaser an die nächst VSt angebunden sind und dann ab dem KVz das ADSL Signal in die Kupferleitungen zu den Häusern einspeisen, oder es handelt sich um die VDSL DSLAMs, die z.Zt. in wenigen Städten in DE aufgestellt werden, die das zur WM2006 teilweise verfügbare T-Home-Speed ermöglichen werden.



Muffe

Eine Muffe ist eine Lötstelle im Kabel wo vom Vzk das Kabel angeschlossen wird das direkt zu Euch zum Haus geht. (hier kann man es gerade so erkennen, auf einer Seite kommen 2 Kabel raus und auf der anderen geht 1 rein)

APL (Abschlusspunkt Linientechnik früher auch Evz (Endverzweiger)

Dies ist ein kleiner Kasten bei Euch im Keller oder an der Hauswand wo das Vzk ankommt und die Innenhausverkabelung beginnt.

TAE (Telekommunikationsanschlusseinheit)

Das ist eine Kleine Dose wo ein Kabel vom APL ankommt und man den Splitter usw einstecken muss. Das erklärts gut!

Nun noch ein paar grundlegende Dinge in Sachen DSL Geschwindigkeiten usw.

Outdoor-DSLAM

Ein Outdoor-DSLAM ist ein DSLAM der in einem Kasten ähnlich wie ein KVz das umliegende Gebiet mit DSL versorgt. Sie werden nicht einfach in ein KVz eingebaut, dazu sind diese zu klein und es ist keien Wärmeabfuhr möglich. (Outdorr-DSLAMS müssen z.Z. übrigens noch nicht an Mitbewerber "vermietet" werden, sondern stehen nur T-Com Kunden zur verfügung.) Er ist mit einer Glasfaserleitung mit der VSt verbunden und ermöglicht für Anwohner im Umkreis von ca. 5 km einen DSL Anschluss. Das Größte Problem bei den Outdoor-DSLAM ist übrigens die Stromversorgung da dazu extra die lokalen Stadtwerke um einen Stromanschluss bitten müssen was lange dauert und teuer ist. Daher sind sie her (noch) rar.


Weiteres

- Das DSL Signal wird mit der Kabellänge immer schwächer - hört man hier so.
- Naja fast, es kommt zwar auch auf die Länge an, aber natürlich nicht nur. Der Aderndurchmesser, die anzahl der Lötstellen, die anzahl der DSL Anschlüsse im Kabel, darauf kommt es alles an.

MfG EnTeRHaSaN

[flhe]

Hi Jason,

habe gerade mit Interesse deinen Post gelesen --> Basisinformationen zu DSLAM, Datenrate, BRAS, TAL, RAM

Habe eine Frage dazu:

So wie ich es verstanden habe, ist bei einem tracert z.B. zu spiegel.de der erste Hop (zumindest als Telekom Kunde) nach dem Heimrouter immer der DSL-AC, der zweite Hop dann der ATM-Router.

Es gibt laut http://groups.google.de/group/de.com...58311d33aa0a0b derzeit 74 DSL-ACs in Deutschland, darunter einen in Offenburg, wo ich wohne. Wenn ich hier nun einen tracert mache, ist die erste IP immer die 217.0.119.116, die zweite IP variiert immer zwischen 3 verschiedenen IPs. Lasse ich das ganze einen anderen Telekom Kunden in Offenburg machen, hat dieser als erste IP eine völlig andere. Das ist ja ein Widerspruch, wenn es doch nur einen physikalischen DSL-AC in Offenburg geben soll.

Oder steht in jeder Vermittlungsstelle ein eigener DSL-AC? Das versteh ich nicht so ganz.

Ich würde mich über eine Antwort freuen!

Gruß

Jan

[Jason]

Hallo Jan,
bei den unterschiedlichen IP-Adressen sehe ich nicht unbedingt einen Widerspruch.
Der DSL-AC weist jedem Kunden bei der täglichen Zwangstrennung eine gerade freie IP zu. Einem DSL-AC können m.E. unterschiedliche und auch wechselnde IP-Adress-Bereiche aus den Pools zugeordnet sein, welche an die Benutzer vergeben werden.

Bin selbst bei 1&1 und hatte als IP-Adressen jeweils für 2-3 Monate Adressen, beginnend mit
77.176....
77.177....
93.135....
84.154.... (das z.B. ist eine IP aus dem Pool der T-Com)

D.h. auch im selben DSL-AC werden immer wieder neue Zuordnungen getroffen.
Jason