DSL, Kabel & Fiber
Hoe hogesnelheidsinternet over koper, coax, glasvezel en stopcontact werkt: multiplexing, modulatie, ADSL, kabel, FTTx.
1Basisbegrippen: synchroon, duplex, baud, scrambling
- Simplex: één richting, nooit terug (radio-uitzending)
- Half duplex: beide richtingen maar om de beurt, zelfde frequentie (walkie-talkie)
- Beide richtingen tegelijk (telefoon, kermis waar iedereen door elkaar roept)
- Staat los van synchroon/asynchroon: duplex = gelijktijdigheid, synchroon = tijdsrelatie/klok
Baudrate (Bd) = aantal signaalwisselingen (symbolen) per seconde. Bitrate (bps) = aantal bits per seconde.
bitrate = baudrate x bits per symbool
- 2 niveaus (-5 V = 1, +5 V = 0): 1 bit per symbool, baudrate = bitrate.
- Meer niveaus (1 V, 2 V, 3 V, 4 V...): meer bits per symbool, bitrate stijgt, baudrate blijft gelijk. Daarom is de baudrate de vaste standaardwaarde voor modems.
Scrambling / unscrambling: een bitpatroon vervangen door een ander patroon. Bij een lange reeks enen of nullen kan de ontvanger niet meer tellen (20 of 21 enen?) en verliest hij de klok. De scrambler zet zo'n reeks om in een "onmogelijke" code, de unscrambler aan de ontvangerskant zet die terug om.
2Multiplexing: FDM, TDM, STDM, WDM
3Compressie en modulatie (AM, FM, PM, QAM)
Datacompressie versnelt de transfer. Lossless = identiek na decompressie (ZIP, GIF). Lossy = perceptueel gelijkwaardig (JPG, MP3, MPEG).
Modulatie = informatie onderbrengen in een draaggolf (sinus) door die te veranderen volgens het bronsignaal. Modulator + demodulator = modem.
Elk punt in het vlak is één symbool. De afstand tot de oorsprong = amplitude. De hoek t.o.v. de X-as = fase.

4V90 en ADSL: asymmetrie, FDM, echo cancellation, DMT
V90 (ITU, 1998, verenigt X2 en K56Flex): 56 kbps downstream, 33,6 kbps upstream, over het 4 kHz spraakkanaal. V92: zelfde 56 kbps down, upstream 48 kbps, veel snellere verbindingstijd.
Oorzaken van ruis: niet-beëindigde koperstukken (reflectie), cross-talk (onafgeschermde draden in bundels), radiogolven (vaste frequenties, constant), bliksem/apparaten (kort maar krachtig), telefoon bellen en nummer kiezen (hogere frequenties).
Up en down gebruiken dezelfde (overlappende) frequenties tegelijk.
1 MHz wordt verdeeld over 256 subkanalen van 4 kHz (smalle dragers).
5ADSL2, ADSL2+, VDSL en andere DSL
DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer): staat in de telefooncentrale of een straatkast (field cabinet) en bundelt alle DSL-lijnen. De afstand gebruiker - DSLAM is de belangrijkste factor voor snelheid: dichter = sneller (ADSL2, VDSL).
De ontvanger monitort voortdurend de signaal/ruisverhouding van het kanaal (niet enkel bij opstart).
6Kabelmodems, CMTS, DOCSIS en HFC
Kabel-TV begon in de jaren 80 als unidirectioneel boomnetwerk (distributeur naar kijkers). Splitsen = verzwakking, dus versterkers richting klant. Nu ook PPV, VOD, SVOD, PVR, games, telefonie, bedrijfsdata en internet, dus bidirectioneel nodig.
CMTS (Cable Modem Termination System): koppelt het kabelnetwerk aan DHCP, proxy, authenticatieserver en internet-gateway. Tot 1000 gebruikers op één 6 MHz-kanaal; verkeer van gebruikers wordt gescheiden (elk pakket krijgt een stuurtijd). Gebruikt DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification): open standaard voor OSI laag 1 en 2, vooral ontworpen voor goede upstream.
HFC (Hybrid Fiber Coax): glasvezel tot een punt in de straat, coax voor het laatste stuk tot de huizen. Kabel-TV is dus HFC. Bij Telenet heet de overgang glasvezel naar coax een node (grijze straatkast), gemiddeld 290 gezinnen per node, vergelijkbaar met de DSLAM-kasten van Belgacom.

- Eigen twisted pair per klant naar de DSLAM
- Snelheid hangt af van afstand
- FDM / DMT, per lijn aanpasbaar
- Straatkast = DSLAM
- Coax gedeeld per node (ca. 290 gezinnen)
- CMTS + DOCSIS
- 64/256-QAM down, 16-QAM up
- Straatkast = node (glasvezel naar coax)
7Fiber: FTTx, dispersie, solitonen, all optical, PCS
FTTH = 100% optische vezel als toegangsnetwerk. Twee manieren: PTP (point-to-point, een vezel per gebruiker) of PON (Passive Optical Network, één vezel via een passieve power splitter gedeeld door 16-32 gebruikers). Duurste deel = graafwerk (85% van de kost); pilootproject UGent: vezel via de waterleiding.
Dispersie = pulsverbreding: verschillende frequenties (golflengtes) in een lichtpuls reizen met verschillende snelheid, de puls wordt breder en gaat overlappen met de volgende. Limiet vanaf ca. 10 Gbit/s per kanaal. Afhankelijk van de golflengte.
- Golflengte kiezen met minste dispersie (rond 1300 nm)
- Vezel zo maken dat er weinig dispersie is
- Solitonen: golven die hun eigen dispersie compenseren (vorm blijft behouden)
8Powerline en circuit vs packet switching
Powerline: spraak en data over het laagspanningsnet (220 V): internet via het stopcontact met een powerline-adapter (ca. 25 euro, max 6 Mbps down). De last mile = het laatste stuk tussen tussenstation en gebruiker. Daar worden de signalen omgezet naar glasvezel. Signalen geraken niet door transformatoren, dus enkel dit laatste stuk.
- Lage, snelle installatie
- Verbindingen (stopcontacten) bestaan al
- Elk apparaat (koelkast, koffiezet...) is al verbonden met het net
- Concurrentie van kabel/DSL
- Geen wereldstandaard
- Interferentie met elektrische toestellen, hulpdiensten en leger
- Kabels onbeschermd tegen ruis
- Enkel last mile (geen transformator)
- Eerst een vaste verbinding opzetten (call setup), gereserveerd pad/bandbreedte
- Constante vertraging, geen herordening
- Verspilling bij stilte (TDM-slot blijft gereserveerd)
- Voorbeeld: PSTN-telefoon, ISDN
- Data in pakketten, elk met adres, onafhankelijk gerouteerd
- Capaciteit gedeeld (statistisch multiplexen, vgl. STDM)
- Efficiënt bij bursts, maar variabele vertraging, mogelijk verlies of herordening
- Voorbeeld: IP/internet, Ethernet
Nog niet klaar? Je kan altijd terugkomen.