Docsis 3.1 kan gi 10 Gbit/s på gamle koakskabler

I dag kan det virke som om fiber er det eneste saliggjørende når det gjelder å levere bredbånd inn til de tusen hjem. Men likevel er det svært mange brukere i Norge som får bredbånd levert over gamle koaksialkabler («koaks»).

Det er ingen tvil om at fiber er den teknologien som har potensiale til å levere de aller høyeste hastighetene – men visste du at det snart er mulig å oppnå hastigheter på opptil 10 gigabit i sekundet (Gbit/s) over koaks? Teknologien kalles Docsis 3.1, og skal etter planen rulles ut i Norge i løpet av 2017.

I denne artikkelen skal vi se nærmere på den nye standarden med det kryptiske navnet.

Derfor får du ikke lik hastighet begge veier

Før vi tar for oss den nye Docsis 3.1-standarden må vi si litt om den som brukes i dag – versjon 3.0.

Ifølge TU.no kom den første standarden som ga oss internett over koaksialkabel i 1997. Denne fikk navnet Docsis – Data Over Cable Service Interface Specification. Denne standarden gjorde det mulig å ikke bare sende tv-signaler én vei til kundene – men sende data begge veier.

I USA benytter de analoge tv-kanalene en båndbredde på 6 MHz hver, mens man bruker 8 MHz i Europa. Det er årsaken til at man har to ulike varianter av Docsis, hvor hver kanal som skal brukes til data er enten 6 eller 8 MHz brede. Den utgaven av Docsis som brukes i Europa kalles derfor Eurodocsis, og har altså 8 MHz kanaler.

Siden Eurodocsis har større kanalbredde er overføringshastigheten per kanal også større enn i Docsis-versjonen som brukes i USA. Det er per i dag tre ulike versjoner av Docsis/Eurodocsis, versjon 1.0, 2.0 og 3.0 (og så kommer 3.1 snart, som nevnt). Uansett hvilken av disse versjonene som brukes, så er nedlastingshastigheten per kanal den samme – 42,88 Mbit/s for den amerikanske Docsis-versjonen og 55,62 Mbit/s for Eurodocsis. Men så er det mulig å bruke mange datakanaler for å øke overføringshastigheten.

– Alle Gets kunder har de siste årene hatt mulighet til å abonnere på hastigheter opptil 500 Mbit/s. Rent teknisk kan vi i dag tilby hastigheter opptil 1 Gbit/s på eksisterende 3.0-teknologi, forteller direktør Øyvind Husby i Get til vårt søsternettsted Inside Telecom (abonnementstjeneste).

Docsis 3.0-standarden Husby viser til støtter på papiret en øvre hastighet på 1779,84 Mbit/s nedlasting og 245,76 Mbit/s opplasting. Da brukes det 32 kanaler på 8 MHz hver til nedlasting – altså 55,62 Mbit/s * 32 = 1779,84 (og 8 kanaler til opplasting). Dette er teoretiske hastigheter, hvilke hastigheter som støttes i praksis avhenger av hva slags utstyr som står i hver ende.

Get og andre som leverer bredbånd over koakskabel snakker gjerne om det de kaller «hybridnett» eller «hybrid fiber-coax» (HFC). Det høres fancy ut, men innebærer ikke annet enn at signalene går frem til et knutepunkt ett eller annet sted i nærheten av kunden, og så formidles signalene videre derfra og frem til kunden via koaks. Dermed slipper kabelselskapet å grave fiber helt frem til hver enkelt husstand – noe som blir billigere. Men uansett hvordan man vrir og vrenger på det, så blir ikke hybridnett like bra som fiber rett i veggen – selv om man som nevnt med den nye Docsis 3.1-standarden vil kunne få hastigheter helt opp mot 10 Gbit/s. Fiber har enorm kapasitet, og hastigheten kan oppgraderes ved å bytte ut sende/mottaksutstyret i hver ende etter hvert som teknologien utvikler seg, og enkelt fortalt sende lys i enda flere farger enn før («bølgelengdemultipleksing»).

En av forskjellene på bredbånd over kabel og bredbånd over fiber er at hastigheten normalt er asymmetrisk mår du får den over kabel, det vil si at du får lavere opplastingshastighet enn nedlastingshastighet. Som nevnt er makshastigheten på Docsis 3.0 rundt 1,7 Gbit/s mens opplastingshastigheten er på bare ca. 245 Mbit/s. Den høyeste hastigheten Get tilbyr i skrivende stund er 500 Mbit/s ned og 50 Mbit/s opp. Med bredbånd over fiber kan du få like hastigheter begge veier – for eksempel kan Altibox i dag levere 1 Gbit/s begge veier.

Ny modulasjonsteknikk gir høyere hastigheter i Docsis 3.1

For å kunne tilby høyere ned- og opplastingshastigheter enn det som er mulig over kabel i dag, må man ta i bruk ny teknologi. Eller ny og ny – Docsis 3.1 kom i 2013, men har blitt oppdatert flere ganger siden den gang. Og selv om Get lovet at Docsis 3.1 skulle rulles ut i Norge allerede i løpet av 2016 glimrer teknologien fortsatt med sitt fravær.

Nå ruller imidlertid Gets morselskap TDC ut Docsis 3.1 i Danmark, som ett av de første selskapene i verden, ifølge Inside Telecom. Direktør Øyvind Husby i Get forteller til Inside Telecom at de har hatt pilotkunder på 3.1 siden juni 2016, og at de er godt i gang med å planlegge utrulling i Norge i løpet av året. Alle sentrale enheter i det norske nettet skal nå være forberedt for oppgraderingen.

Hva er så forskjellen på Docsis 3.0 og 3.1? Selv om versjonsnummeret skulle tilsi at det er snakk om en mindre oppgradering, er faktisk forskjellene ganske store. Vi har allerede nevnt at nedlastingshastigheten økes til rundt 10 Gbit/s. I tillegg økes opplastingshastigheten til 1 Gbit/s.

I Docsis 3.1 er det ikke lenger noen forskjell mellom den europeiske og den amerikanske utgaven av Docsis, siden man går bort fra å dele inn i kanalbredder tilpasset analoge tv-kanaler. Docsis 3.1 er laget med digitale tjenester i fokus, og i stedet for å bruke 6 eller 8 MHz brede kanaler bruker man nå bærebølger som er 20 til 50 kHz brede. Disse buntes sammen i kanaler som hver kan være opptil 192 MHz brede. Totalt kan man i Docsis 3.1 bruke frekvenser fra 5 MHz og helt opp til 1218 MHz, altså totalt 1,2 GHz med båndbredde – som tilsvarer 11 Gbit/s hvis vi kombinerer både opp- og nedlastingshastigheten.

En av hemmelighetene bak de høye hastighetene som er mulig å oppnå med Docsis 3.1 er at man tar i bruk en svært effektiv modulasjonsteknikk som kalles OFDM –Orthogonal Frequency Division Multiplexing. Dette er er for øvrig samme modulasjonsteknikk som brukes i DAB+ og i dagens LTE (4G)-mobilnett. I Docsis 3.1 moduleres hver av de nevnte bærebølgene med OFDM, noe som har gjort det mulig å øke hastigheten betydelig ved å slå sammen et stort antall av de nevnte bærebølgene.

Hver av bærebølgene moduleres ved hjelp av teknikken 4096 QAM – en form for kvadratur-amplitudemodulasjon. Dette er en avansert modulasjonsmetode der man benytter en kombinasjon av fasemodulasjon (forskyvning av radiosignalet) og amplitudemodulasjon (endring av høyden på radiobølgene). Ved å slå disse to modulasjonsteknikkene sammen klarer man å pakke dataene veldig tett.

I Docsis 3.0-standarden som har vært vanlig frem til nå har man brukt modulasjonsteknikken 256 QAM for nedlasting, som gir en overføringshastighet på 8 bit per Hz. Bedre teknologi har imidlertid gjort det mulig å pakke dataene enda tettere ved å gå over til det som altså heter 4096 QAM for nedlastingskanalen, som gir en overføringshastighet på 12 bit per Hz. For opplasting brukes 1024 QAM, som gir 10 bit per Hz.

(Artikkelen fortsetter under bildet)

Docsis 3.1 har også en del andre forbedringer, som blant annet bedre feilkorreksjon – noe som krever mer prosesseringskraft i hver ende, men som gir mer effektiv overføring av data. I tillegg skal Docsis 3.1 gi raskere svartid («ping»), og sikkerheten er forbedret. Allerede i dag brukes krypteringsteknologi for å sikre data som overføres, men krypteringen i Docsis 3.1 skal ha blitt enda bedre.

Full duplex Docsis 3.1

Den utgaven av Docsis 3.1 som rulles ut nå med det første vil i likhet med tidligere versjoner være asymmetrisk, det vil si ha ulike opp- og nedlastingshastigheter.

I februar 2016 annonserte imidlertid CableLabs, som har utviklet Docsis, det de kaller Full Duplex Docsis 3.1. Det innebærer at man skal få lik hastighet i begge retninger, tilsvarende det fiberkunder er vant til i dag. I dag brukes det som kalles «Frequency Division», hvor en mindre del av det totale spektrumet settes av til opplasting, mens brorparten er satt av til nedlasting. I Full Duplex Docsis 3.1 vil man benytte mer avansert transceiver-teknologi for å sende og motta data på samme frekvens samtidig. CableLabs forklarer det på denne måten i ett whitepaper:

«Dette oppnås gjennom intelligent transceiver-design som gjør det mulig å kansellere interferens ved å ta i bruk kunnskap om overføringen til å ta bort støy fra signalet. Siden transceiveren vet at den sender, vil Full Duplex bruke denne informasjonen til å prosessere vekk støyen og gjenopprette det tiltenkte signalet».

Det kan høres ut som svart magi – og Full Duplex Docsis 3.1 er antagelig enda noen år unna før det vil dukke opp her til lands. Hvis da ikke fiber har tatt over de fleste steder innen vi kommer så langt.

Du finner flere Digi Ekstra-saker på vår samleside »