Fuld knald på kablerne
Fra at kæmpe med at vride den sidste baud ud af et K56 modem, er lyslederkablerne så småt begyndt at nå hele vejen ind i kundernes stuer. Men takket være tekniske landvindinger, der har gjort det muligt at udnytte de eksisterende kabler i enten kobbertråde fra telefonnettet eller antennekabler, er bredbånd blevet en selvfølge for rigtig mange danskere.
At føre lyslederkabler rundt til hver enkelt kunde er forbundet med meget høje driftsomkostninger. Derfor er det ADSL og kabel internet, der indtil videre har sat sig tungt på kunderne. Kravene om båndbredde stopper ikke.
De gennemprøvede kabler bliver derfor udsat for en masse tekniske landvindinger, så datastrømmen kan skrues i vejret. Vi kigger nærmere på, hvordan det overhovedet er blevet muligt at bruge de kabler, vi før kun har kunnet bruge til telefonsnak og tv kiggeri.
Kabel internet fra antenneforeningen
Antenneforeningerne opstod helt tilbage i 1970’erne. Kabler blev gravet ned på kryds og tværs i takt med, at parcelhuskvarterer skød op. Da de første kabel internetforbindelser kom frem midt i 90’erne, var det kun på downstream siden, at fællesantenneanlæg kunne benyttes.
Det var stadig nødvendigt at koble sig op via sit analoge modem på telefonlinjen. Telefonlinjen fungerede som upstream og blev også brugt til at forespørge efter downstream data. I dag er teknologien baseret på returvejsløsninger takket være kabelmodemmer og CMTS’en på centralen.
CMTS står for “Cable Modem Termination System” og er den centrale enhed på antennelægget, som sender og modtager data til og fra internet brugerne. En sådan enhed kan klare flere tusinde brugere.
Internet snupper tv kanal
Kabel internet anvender de eksisterende koaksial kabler. I koaksial kablet er der – som i et telefonkabel – masser af ubrugt kapacitet. Et analogt tv signal bruger i dag et frekvensbånd på seks megahertz. I en digital verden svarer det til en datahastighed på mere end 30 megabit/s downstream.
En internetbruger har som regel kun cirka 2 megabit/s downstream hastighed til rådighed. Da et kabel kan transportere cirka 70 analoge kanaler, er der altså plads nok til internet og plads nok til meget større hastigheder downstream for den enkelte bruger.
I dag kan man have fem digitale tv kanaler på samme plads, som én analog kanal fylder. I kabelnettet bliver data sendt som analoge signaler. Derfor skal signalerne i begge ender af forbindelsen oversættes til 0’er og 1 taller, så kommunikationen bliver digital. På brugersiden sker dette med kabelmodemmet.
Flere brugere om det samme kabel
En kabel forbindelse er ikke dedikeret. Trafikken bliver delt med andre brugere af antenneanlægget på samme måde som i et lokalnetværk. Derfor kræver kabel internet høj sikkerhed og en masse administration, så en bestemt brugers trafik kan blive identificeret på anlægget.
Fordi trafikken bliver delt, er en af opgaverne for udbyderen hele tiden at optimere og udbygge anlægget på en måde, så der ikke opstår flaskehalse i systemet.
Fremtiden byder på hastigheder på helt op til 100 megabit/s.
I dag er den maksimale hastighed 30 megabit/s. Ved at bundle flere frekvensområder på seks megahertz sammen, kan man imidlertid forøge hastigheden. Forsøg med hele 16 bundlinger er gennemført med succes.
Ikke stor forskel på ADSL og kabel internet
DSL er den samlede betegnelse for teknologier, der kan fragte højhastigheds internet over kobbertrådene i en telefonlinje. ADSL er den mest brugte DSL teknologi i Danmark. ADSL udnytter en telefonlinjes ubenyttede kapacitet. Telefonsamtaler benytter frekvensområdet fra 0 til 3.400 hertz, mens ADSL linjen udnytter helt op til 1 MHz.
Der er selvfølgelig nogle områder, hvor et ADSL modem adskiller sig fra et kabel modem. Da der ikke kommer noget tv signal ind i modemmet, er en tuner unødvendig. Som i kabel modemet er det modulatoren, der skal sørge for, at datasignalet kan oversættes til noget brugbart.
For at kunne sende datasignaler over lange afstande gennem telefon eller antennekabler, er det nødvendigt at indsætte data i en form for bærebølge, som er langt mindre følsom for ændringer i signalet og langt mere immun over for støj. Alle kender forskellen på almindelig langbølgeradio og FM radio.
FM radio har netop denne ufølsomhed overfor støj og signalvariationer i forhold til langbølgeudsendelser. Årsagen er netop, at signaler på FM båndet indsættes i en bærebølge. Når man foretager et sådant kunstgreb, kalder man det for modulation. I ADSL og kabelnet anvender man modulationsformer, som ligger tæt op ad hinanden.
Ved ADSL bruger man dog ikke, som i kabelnet, en bærebølge, men omsætter i stedet datasignalerne direkte til faseændringer. Modulationsformen for ADSL er CAP, som betyder Carrierless Amplitude and Phase modulation, mens modulationsformen for kabelnet er QAM, hvilket betyder Quadrature Amplitude Modulation. De ligner dog hinanden til forveksling.
Hos ADSL brugerne er et filter nødvendigt. Dette sikrer, at der ikke kommer støj fra ADSL modemmet ud i telefonapparaterne. Til telefonstikkene er det derfor kun talespektret op til 4.000 hertz, der bliver lukket igennem.
Der er åbenlyse grunde til, at ADSL er den mest benyttede DSL teknologi. A’et står for asymmetrisk, hvilket vil sige, at upload og downloadhastigheden ikke er lige høje.
Upload signalet er det svageste i forbindelsen til centralen, og da langt størstedelen af brugerne efterspørger en høj download hastighed, så de for eksempel kan se web tv, er det sjældent et problem.
En ADSL linje starter på centralen ved det, som kaldes en DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) – en slags samlingspunkt mellem internettet og de mange DSL kunder, der administrerer datastrømmen ud til kunderne.
DSLAM’en oversætter det analoge signal til digitalt og omvendt. Ydermere skiller den datasignal fra tale. De største DSLAM’er kan, ligesom CMTS’en på kabelnettet, håndtere flere tusinde brugere.
Afstanden er afgørende
En ADSL linjes største fjende er afstanden til centralen. Jo længere væk fra centralen, forbindelsen er, des svagere bliver signalet. Det er årsagen til, at kunder i yderområder ikke altid kan få ADSL. Med den nuværende teknologi ligger den højeste hastighed på 8 megabit/s, og afstanden til centralen må ikke være mere end omkring fem kilometer.
De fleste ADSL linjer benytter sig af protokollen ATM. På grund af en lille cellestørrelse imødekommer ATM kravet om Quality of Service (QoS). QoS er blevet en særdeles vigtig faktor på grund af brugen af IP telefoni og den tiltagende interesse for at modtage video i høj kvalitet via bredbåndsforbindelsen.
Fremtidens DSL teknologier er allerede udviklet. ADSL2+ er på markedet til erhvervskunder i Danmark. ADSL2+ har en mulig upload hastighed på en megabyte og en download hastighed på op til 24 megabyte.
I Frankrig kommer VDSL2 på markedet til næste år.
Igen er afstanden akilleshælen. Fra at have en teoretisk hastighed ved startpunktet, falder den til en båndbredde på 100 megabit/s inden for 500 meter og 50 megabit/s efter den første kilometer. Derefter går det stærkt – downstreamen kommer helt ned på 1 4 megabit/s efter fire kilometer.
Ikke de sidste kabeltrækninger
Internet og tv smelter sammen. I Danmark er settop bokse kommet på markedet, der gør det muligt at modtage digitalt tv, selv om man stadig kun har et analogt fjernsyn stående i stuen. Med settop bokse er det blandt andet muligt at benytte sit tv til internet surfing og video on demand.
Om kort tid bliver HDTV (High Definition TV) introduceret i Danmark, men det får næppe heller de gamle kabler til at gå i knæ. HDTV kræver en downstream hastighed på cirka 10 megabit/s, så den eksisterende forbindelse burde være tilstrækkelig en årrække endnu.
Sådan fungerer et kabelmodem i praksis
Tuneren
Tuneren er der, hvor tv signalet kommer ind. Den modtager det analoge signal fra kabel nettet og skiller internetsignalet fra tv signalerne. Derefter sendes det analoge signal videre til demodulatoren. Nu om dage er der i alle tunere også en såkaldt diplexer, som opdeler forskellige frekvenser i upstream (mellem 5 og 42 MHz) og downstream (mellem 42 and 850 MHz).
Demodulatoren
Enheden retter signalet til og oversætter det analoge signal til digital form via en A/D konverter (analog til digital).
Modulatoren
Faktisk gør modulatoren det omvendte af en demodulator. Den sender det analoge signal igennem en D/A konverter, så et signal kan sendes som analog upstream data.
MAC enhed
Alt netværksudstyr skal have en unik adresse i netværket, en såkaldt MAC adresse, der således er udstyrets fysiske identifikation. Det sørger MAC enheden blandt andet for. Derudover er enheden bindeled mellem hardware og softwaredelen i modemmet.
Processoren
CPU’en i modemmet er i de fleste tilfælde en PowerPC chip. Chippen styrer resten af signalet.
