Ongestoorde tweeweg; ADSL jaagt videosignalen door telefoonkabel

Kabelexploitanten willen via de tv-kabel diensten als Internet, video- vergaderen en telewerken gaan aanbieden. Concurrerende telecom-bedrijven blijven echter niet achter. Met het vorige week gesloten, wereldwijde akkoord en de komst van geavaneerde modemtechnieken, doen ze een tegenzet.

KABELEXPLOITANTEN zien zichzelf graag als toekomstige concurrenten van telefoonmaatschappijen. De optimisten onder hen streven naar films op aanvraag, Internet, telewerken en videovergaderen via wat nu nog de tv-kabel is. Om niet alleen tientallen radio- en tv-stations door te geven, maar ook nieuwe diensten te kunnen bieden, moet echter het éénrichtingsverkeer van kabelmaatschappij naar ontvanger worden vervangen door tweerichtingverkeer. De ontvanger moet immers wat terug kunnen zeggen, al was het maar om een film te bestellen. Nieuwe modemtechnieken maken dat mogelijk. Diverse elektronicafabrikanten kunnen inmiddels kabelmodems leveren met indrukwekkende ontvangst- en zendsnelheden. Per seconde versturen deze apparaatjes 0,5 miljoen tot 10 miljoen bits (10 megabits). Dat is 20 tot 300 keer sneller dan de verbinding die de beste computermodems over een analoge telefoonlijn tegenwoordig kunnen opzetten.

De kabelmodems kunnen naast een telefoongesprek, of Internetverkeer nog makkelijk op één kanaal zes digitale tv- of videosignalen van VHS-kwaliteit doorgeven. Ook videovergaderen is geen punt. De kabel heeft plaats genoeg, voor één zo'n digitaal kanaal hoeft slechts één analoge zender plaats te maken. Samen met radiozenders zitten er enkele tientallen van die tv-kanalen op de kabel. Allemaal bezetten ze in het gebied van ongeveer 40 MHz tot 862 MHz een frequentieband met een breedte van 8 MHz. De meeste kabelmodems gebruiken de 'lege' ruimte van 0 tot 40 MHz als retourkanaal.

In theorie klinkt het prachtig, maar testprojecten op de universiteiten van Nijmegen en Wageningen wijzen uit dat het allesbehalve gemakkelijk is tv-kabels om te toveren in soepele tweewegverbindingen. Op de KU Nijmegen kregen studenten van Nuon Telekabel, Surfnet en het Universitaire Centrum voor Informatievoorziening (UCI) vijf jaar geleden al eenvoudige 56 kilobit-kabelmodems. De eerste drie jaar klaagden ze steen en been. “Er was een tijd waarin iedereen last had van storingen”, zegt Wopke Veenstra, directeur van het UCI en leider van het kabelproject waaraan nu 400 studenten en medewerkers meedoen. “Nu zijn de klachten incidenteler.” Het blijkt vooral moeilijk om retoursignalen ongeschonden te versturen. Veenstra: “Als studenten een kabel drie keer vertakken vragen ze om moeilijkheden.” In elkaar geprutste koppelingen kunnen fungeren als antenne en ruis genereren.

Op de Landbouwuniversiteit zijn er intussen 160 gebruikers. Daar zijn ze later begonnen en konden ze over snellere modems beschikken (4 megabit/s). “Voor Internet halen we regelmatig 3,5 megabit per seconde”, zegt Rudi Kistemaker van Informatievoorziening en Datacommunicatie. Maar Kistemaker herkent ook Veenstra's problemen. De helpdesk wordt overstroomd met vragen.

Als de kabelexploitanten geen vlekkeloze tweewegverbindingen bieden, leggen ze het af tegen de telecom-bedrijven. Deze hebben hun concurrentiepositie afgelopen weekend beduidend versterkt. Bijna zeventig landen sloten een akkoord over de vrijmaking van de wereldmarkt (omvang naar schatting 600 miljard dollar) voor telecommunicatie. Hierdoor zullen de prijzen voor bijvoorbeeld telefoongesprekken en faxen drastisch dalen.

De telecombedrijven zien hun positie verder verstevigd door de komst van een geavanceerde techniek, Asymmetric Digital Subscriber Line ofwel ADSL. Hiermee zijn zelfs digitale videosignalen met hoge bitdichtheid door een gewone telefoonlijn te lagen. Terwijl Internet bezoeken met een hedendaagse computermodem zo traag gaat als stroop opzuigen via een limonade-rietje, verandert ADSL de twee koperdraadjes van de telefoon in een brandslang. Afhankelijk van de afstand van woning tot wijkcentrale levert ADSL 1,5 tot 6 miljoen bits per seconde in de huiskamer af. Andersom is de bitstroom rustiger, zo'n 16 tot 640 duizend bits/s, vandaar Asymmetric DSL. Dat geeft niet, want bestelcommando's voor het aanvragen van informatie of films, bevatten niet veel bits.

De basis voor ADSL werd al in het begin van de jaren zestig gelegd door onderzoekers van AT&T Bell Labs. Veel telefoonbedrijven ruiken inmiddels aan de techniek. Bij KPN Research in Leidschendam werken al vijftien medewerkers aan ADSL. Thuis surfen ze inmiddels met 2 miljoen bits per seconde over het internet. Binnenkort gaan ze via hun modems ook tv kijken. “Ze vinden het mooi en prachtig”, zegt Karin Husmann, de onderzoeker van KPN Research die het ADSL-onderzoek leidt. “Al moet je er wel rekening mee houden dat een groep telecommunicatie-wetenschappers geen representatieve steekproef is.”

Telecom-bedrijven zien ADSL als een belangrijk wapen tegen de invasie van kabel-tv-aanbieders die hun infrastructuur geschikt willen maken voor telefoonverkeer. ADSL is nog duur, maar wordt net als kabelmodems steeds makkelijker betaalbaar door integratie van ADSL-functies op steeds minder chips. Het modem houdt ook rekening met de kwaliteit van de verbinding. Bij transport over lange afstanden gaan van hoge frequenties relatief meer verloren dan van lage frequenties. Over lange afstanden moet ADSL daarom veel corrigeren en gaat de zendsnelheid omlaag. Over 3 kilometer koperdraad zijn met ADSL snelheden van 6 miljoen bit/s mogelijk, over 6 km slechts 1,5 Mbit/s. In Nederland zijn de meeste koperverbindingen echter niet langer dan 3 kilometer.

Coaxkabels van de kabelnetten zijn in principe veel geschikter voor de transport van grote hoeveelheden informatie dan telefoondraadjes. Coax bestaat uit een kerndraad met een omhullende draad. Zo'n kabel heeft minder last van storing door bijvoorbeeld radiogolven. Maar de moderne kabelnetten zijn stervormige vertakt. Stoorsignalen uit alle uithoeken van het sternet kunnen in zo'n ster optellen, ook de ruis. Op hogere niveaus in het netwerk (zoals in wijkcentra) tellen de signalen van soms wel duizend aansluitingen bij elkaar op.

In het retourgebied van 0 tot 40 MHz willen korte-golfzenders nog al eens problemen opleveren. “Een oude kabel waarvan de mantel niet meer goed isoleert werkt prima als korte-golfontvanger”, zegt Hans van der Giessen van CAI Westland. “Eén sterke ruisbron kan het dan voor een tiental gebruikers verpesten.”

De sterstructuur van de kabel heeft nog een nadeel: gebruikers moeten de bandbreedte van het digitale communicatiekanaal delen. Om de verschillende stromen te kunnen onderscheiden moet de informatie in pakketjes met adressen worden verzonden. De huidige kabelmodem-techieken staan zo'n honderd gebruikers toe op één kabel. Dat heeft ook gevolgen voor het surfvermogen: “Als tien mensen tegelijk een plaatje 'downloaden' hebben ze bij een 10 megabitverbinding ieder maximaal 1 megabit per seconde”, zegt Fons van den Heuvel, van Lucent Technologies (voorheen AT&T Network Systems) dat zowel ADSL- als kabelmodems maakt.

Gelet op de traagheid waarmee ISDN de laatste jaren is doorgedrongen zal het voorlopig wel niet zo'n vaart lopen met de introductie van ADSL. Maar wereldwijd zijn er ruim 600 miljoen telefoonaansluitingen waarvan het merendeel goed genoeg is voor ADSL-transport. Kort na de eeuwwisseling zal de techniek bij grootschalige invoering zeker betaalbaar worden. Voorlopig zijn kabelmodems echter eenvoudiger en goedkoper. “Maar kabelbedrijven zullen moeten investeren in apparatuur die behalve de tv-signalen ook de retoursignalen in de wijk versterkt”, zegt Van den Heuvel. Volgens Van der Giessen valt dat best mee. “Bij CAI Westland waren we 30 gulden per Internet-abonnee kwijt om tweewegverkeer mogelijk te maken op ons netwerk.”

Telefoon in etages

In tegenstelling tot de tv-kabelaansluiting lopen er vanaf elk wandcontact voor telefoon twee draadjes helemaal naar de wijkcentrale. Daarvan benut ADSL de capaciteit optimaal. Het analoge spraakverkeer en de huidige telefoonmodems maken nog maar beperkt gebruik van deze koperdraadjes. In een frequentieband van 0 tot ongeveer 3200 Hz worden elektrische trillingen overgezonden die wat frequentie betreft lijken op geluid. Voor dit analoge verkeer is het telefoonnet oorspronkelijk gebouwd. ADSL-modems benutten ook de hogere frequenties. Twee ADSL-modems (een in huis, een in de wijkcentrale) delen het frequentiegebied van 26 tot 1100 kHz op in 274 bandjes met een breedte van elk 4 kHz. Over elke band kan maximaal 60.000 bits/s in één richting. ADSL reserveert 249 banden voor bits richting afnemers, 25 banden zijn voor verkeer stroomopwaarts. (Een andere ADSL-techniek gebruikt dezelfde frequentieband, maar maakt gebruik van fase- en amplitudemodulatie.)

De elektrische trillingen van het spraakverkeer komen in het luidsprekertje van de telefoonhoorn weer tot leven. Ook de hogere tonen van het ADSL-dataverkeer dringen tot in de hoorn door, maar we horen zulke hoge tonen eenvoudigweg niet, onze oren zijn er niet gevoelig voor. Daarom kan een ADSL-modem en een telefoon parallel geschakeld worden over dezelfde twee draden. De ADSL-techniek legt als het ware een verdieping bovenop het bestaande telefoonnetwerk. Dat is een heel verschil met ISDN. Die digitale communicatietechniek kan niet tegelijkertijd met analoge spraak over dezelfde lijn. ISDN gebruikt namelijk de frequenties van 0 tot 80 kHz voor digitale transmissie en overlapt de frequentieband voor spraak (0-3200 Hz).

Het is het een of het ander. Wie een ISDN-aansluiting neemt is gedwongen om over te stappen op een ISDN-telefoon, -fax, -modem etc. Of hij moet een speciaal apparaat tussen de oude telefoon en de ISDN-huiscentrale plaatsen dat het analoge spraaksignaal eerst omzet in de bits waar vervolgens het ISDN-net weer raad mee weet.