Künstliches Rauschen spart Energie bei Breitband-Internetzugängen

Mit ihrem Forschungsergebnis liefern sie eine Lösung, die Netzanbieter schnell umsetzen könnten. Möglich macht das die Kombination vorhandener Techniken: Dem L2-Energiespar-Modus in ADSL2-Systemen und den Verfahren des künstlichen oder virtuellen Rauschens.

Ökologische und ökonomische Gründe zwingen auch Telekommunikationsunternehmen zum Einsatz energiesparender Systeme. Das breitbandige DSL-Zugangsnetz verbraucht weltweit etwa 20 Milliarden Kilowattstunden Energie pro Jahr. Das entspricht vier Prozent des jährlichen Energieverbrauchs in Deutschland.

Längst ließe sich der Verbrauch des DSL-Netzes mit dem Einsatz eines Ruhemodus (des L2-Modus) in gängigen ADSL2/ADSL2+-Systemen signifikant senken. Bisher laufen Breitbandzugänge stets auf voller Leistung, doch der L2-Modus reduziert bei ruhender Kommunikation die Sendeleistung des Systems und damit dessen Stromverbrauch. Obwohl der Modus bereits standardisiert und in vielen Geräten auf Empfänger- und Vermittlungsseite vorhanden ist, kommt er nicht zum Einsatz. Das Problem: Der Ruhemodus verursacht erhebliche Störungen in benachbarten DSL-Systemen.

Wenn ein Modem sich verbindet und den Sparmodus verlässt, die benachbarten Modems sich aber noch im Ruhezustand befinden, tritt nur eine geringe Störung auf und es verbindet sich mit einer extrem hohen Datenübertragungsrate. Erwachen nun aber beispielsweise Systeme in den Nachbarwohnungen, wird die Störung im ersten System so groß, dass die Verbindung abreißt und das Modem erst nach einer längeren Neustartphase und dann auch nur mit deutlich reduzierter Datenrate wieder online gehen kann. Aus diesem Grund deaktivierten die Betreiber von Breitbandnetzen den Energiesparmodus und nahmen ihn auch nicht in die Standardisierung für zukünftige Breitbandanschlüsse mit schnelleren Datenübertragungsraten (VDSL) auf.

Wissenschaftlern vom ESK ist es jetzt gelungen, künstliches oder virtuelles Rauschen für die Stabilisierung von DSL-Anschlüssen anzuwenden, um damit den energiesparenden Modus doch einsetzen zu können. Das künstliche Rauschen täuscht den Breitbandempfängern eine Störung vor, wie sie für das genutzte Kabelbündel typisch ist. Will sich ein Modem mit dem Internet verbinden, registriert das System eine normale Störung, selbst wenn das Gerät in der Nachbarwohnung im Ruhezustand ist. Die Verbindung baut sich zwar nicht mit der größtmöglichen, sondern einer geringfügig reduzierten Übertragungsrate auf, bleibt aber auch dann stabil, wenn der Nachbar online geht.

Sowohl der L2-Modus als auch das künstliche Rauschen lassen sich schon jetzt einsetzen. Mit ihrer Arbeit zeigen die ESK-Forscher, wie sich beide Technologien miteinander kombinieren lassen, um das Surfen mit Breitbandgeschwindigkeit energiesparender und dabei stabiler zu machen. Netzbetreiber könnten jährlich mehrere Millionen Kilowattstunden Strom und damit allein in Deutschland 1,5 Millionen Euro Betriebskosten sparen. Kleines Manko: Zunächst sparen dabei nur die Netzbetreiber, nicht die Nutzer.