Docsis 3.1 vil gi store forbedringer i potensiell båndbredde i koaksialnettet. (Bilde: Lina Merit Jacobsen)

DOCSIS 3.1

Snart får vi 10 Gbit/s fra tv-kabelen

Hvorfor ikke fiber?

  • Det store spørsmålet er om fiber er best. Svaret er at fiber kan gi enda større hastigheter enn kabel inn til et hus, men at kabel kan gi nok i lange baner. Det er også veldig enkelt å spre ut et koaksnett i en husstand.
  • I praksis omtales dagens moderne kabelnett som hybridnett. Signalene føres frem til et knutepunkt i nærheten av abonnentene på fiber og så sendes det ut på koaksialkabel til et antall husstander.
  • Hvis det kreves mer kapasitet enn det koaksialnettet klarer, splittes det i to. Eller man innfører ny teknologi som Docsis 3.1 eller begge deler.
  • Det store poenget er at kabel er en billig teknologi for fremføring til forbrukerne, og at teknologien, på samme måte som det gjøres i fibernettene, kan oppgraderes uten å bytte kabelen, men i stedet bytte elektronikken i sentralen og hos abonnentene.

Epler og pærer

  • Når man sammenlikner internetthastighet på kabel og fiber er det to ting man bør være oppmerksom på.
  • Hastigheten på en kombinasjon av fiber og kabel, såkalt hybridfiber, er asynkron. Det vil si at hastigheten som oppgis er nedstrøms.
  • Hastigheten oppstrøms, det vil si når man sender noe ut, er vesentlig lavere. Men det er nedstrøms som er den viktigste.
  • Hastigheten på fiber er bruttokapasitet. Når man ser på tv eller leier film, belastes det nedstrømskapasiteten. Om to eller tre i husstanden ser på HD-kanaler, kan det fylle det meste av et abonnement på 20 Mbit/s.
  • På hybridfiber er all internettkapasiteten netto fordi tv-kanalene og VOD formidles over andre frekvenser.

Kabel-tv ble utviklet allerede på 50 tallet for å formidle, som navnet antyder, tv. I flere tiår formidlet de analog tv og radio, og nettverkene ble stadig mer finmasket i byer over hele verden.

På 90-tallet skjedde to viktige ting. Internett tok av til hjemmebruk og tv-signalene ble digitalisert.

Selv om vi fikk de første digitale tv-sendingene fra satellitt i 1992, tok det ennå ti år før vi fikk digitale tv-signaler i kabel-tv.

Internett

De første internettforbindelsene hjem til folk var analoge modemer på analoge telefonlinjer.

Det gikk etter dagens standard ufattelig tregt. De første var såkalte 300 baud modemer og de gav en hastighet på 0,0003 Mbit/s.

Den første versjonen av standardisert teknologi som gav oss internett over koaksialkabel var den såkalte Docsis-standarden – data over cable service interface specification – som kom i 1997.

Med den ble kabelnettverkene toveis. De var ikke lenger noe som pumpet tv fra en sentral ut til abonnentene, men skulle også formidle digitale signaler tilbake igjen.

Siden den gangen har Docsis utviklet seg fra versjon 1.0 og 1,1 via 2.0 og til 3.0 som er standarden som de fleste benytter i dag.

Hele tiden har frekvensbåndet vært segmentert i 6 eller 8 MHz-kanaler, altså den båndbredden som en analog tv-kanal benyttet. I USA er en slik på 6 MHz, mens i Europa har vi brukt 8 MHz, som gav bedre kvalitet på tv-kanalene.

Derfor kalles standarden her for Eurodocsis.

Les også: Tester 1 Gbit/s kabelmodem i Norge

Supersonisk: Prototypen på et 1 Gbit/s kabelmodem er allerede en realitet allerde med DOCSIS 3.0. Med neste DOCSIS 3.1 kan hastigheten tidobles, men det vil nok ta noen år. Hvem som trenger 10 Gbit/s hjemme er en annen sak.

DOCSIS 3.1

Det neste standardhoppet er allerede på forslagsstadiet og ventes å bli vedtatt til høsten.

Docsis 3.1 vil inneholde en masse tekniske forbedringer som vil opptil tidoble den kapasiteten vi finner i dag.

Nå forsvinner også forskjellen på den amerikanske og europeiske utgaven, fordi den nye teknologien som innføres gjør det slutt på å dele opp frekvensbåndet i det som passet til analoge tv-kanaler.

Docsis 3.1 vil benytte 192MHz brede kanaler med bærebølger (sub-carriers) med 20 til 50 KHz avstand.

ODFM

De små bærebølgene vil bli modulert med OFDM – orthogonal frequency division multiplexing.

Det er en teknikk for å spleise et stort antall av de smale bærebølgene slik at dataraten innen hver av dem blir saktegående og veldefinert.

Dette er den samme veldig effektive modulasjonen som også brukes i LTE (4G). Poenget er å få flest mulig bits inn på hver hertz.

Les også: Dette fylket har det kjappeste bredbåndet

QAM

Innen hver av de små bærebølgene brukes en teknikk som kalles QAM – quadrature amplitude modulation.

Quadrature i det vanskelige navnet indikerer at det dreier seg om høyden og bredden i et kvadrat. Det beskrives av amplituden og fasen i en bølge.

Ved å modulere hver av dem kan man beskrive et stort antall punkter i et plan 90 grader på bølgen. Jo bedre signalkvalitet man har, jo høyere ordens QAM kan man bruke.

I Docsis 3.0 brukes det 256 QAM nedstrøm som gir 8 bit/Hz og 64 QAM oppstrøms som gir 6 bit/Hz.

I Docsis 3.1 er elektronikken blitt mye bedre, og det gjør at man kan øke til 4096 QAM nedstrøms og få 12 bit/Hz og til 1024 QAM oppstrøms og få 10 bit/Hz.

Planen er å gå videre til 4096 QAM og oppstrøms senere.

Bedre feilretting

I alle former for dataoverføring må det gjøres en signalsjekk for å se om det er oppstått feil underveis.

Teknologien for feilsjekk og retting er noe som stadig utvikler seg og 3.1 kommer til å ta i bruk en mye mer effektiv versjon av feilkorrigering.

Resultatet er at mindre av kapasiteten går tapt til signalering, som må til for å håndtere feilrettingen.

Det er mulig fordi modemene vil ha mye større regnekraft enn tidligere.

Les også: – Bredbåndsleverandørene driter seg ut på markedsføring

Samme kabelen

Det er elektronikkprodusentene som bestemmer hvor mye man kan hente ut av nye versjoner av Docsis.

På samme måten som på fibersiden er det utstyret på begge sider av kabelen som må byttes, mens kabelen, som er det kostbare leddet i kjeden, kan beholdes.

Faktisk vil 3.1 klare seg bedre med en marginal kabel enn 3.0, fordi man tar i bruk ODFM og den nye feilrettingen (LDPC – low density parity check).

Større frekvensområde

Et resultat av elektronikkforbedringen er også at man kan utnytte et større frekvensområde i kabelen enn med 3.0.

Mens frekvensbåndet i kabelen i dag strekker seg fra 5 MHz opp til 1 GHz, vil dette øke til 1,2 GHz. Det vil bidra godt til kapasitetsøkningen. Men standarden stopper ikke der. Senere, med enda bedre elektronikk, vil dette øke til 1,7 GHz.

Disse forbedringene vil gjøre at datakapasiteten med Docsis 3.1 vil øke med minimum en faktor på fire når den tas i bruk om rundt to år.

Når frekvensområdet utvides senere, vil den øke med en faktor på 10.

Teoretisk vil det kunne gi internetthastigheter på 10 Gbit/s ned og 1 Gbit/s opp. For de som trenger det.

Kilde: Leder for HFC-nettverk i Get; Even Kristoffersen.

Les også:

Det nye 4G-nettet kommer i desember

Mye av bredbåndet står tomt

Overfører 3 Gbps fra taklampa