OSYSTEM Ge oss billiga och dumma Ethernetmodem
Bredband är nog förra årets mest hajpade begrepp. Trots det kan ett eget »bredbandsnät» vara användbart i praktiken även för ett mindre företag - det kan gälla att koppla ihop kontor och butiker inom en stad eller att anslutna distansarbetare, kunder och leverantörer.
För att koppla ihop nätverk på skilda adresser finns i princip tre vägar att gå: Radiolänk, hyra en »lan-to-lan»-förbindelse av någon teleoperatör eller hyra kabel, antingen i form av fiber eller koppar. Eftersom kopparkabel finns nedgrävd överallt är den det billigaste alternativet för den som inte behöver fiberns högre kapacitet eller radionätets flexibilitet. Vi koncenterar oss därför på utrustningar för att koppla ihop nät via koppar.
Det som krävs är ett höghastighetsmodem (kallas ibland korthållsmodem). Produkterna som finns heter alla något med »DSL» vilket står för Digital Subscriber Line, eller digital abonnentlinje på svenska.
Upp till fem kilometer går det nästan alltid att få megabitfart på vanlig telefontråd. Den stora fördelen med detta är att Ethernet kan bryggas ihop utan routing vilket ger en mycket enklare nätstruktur som är lättare att underhålla.
Med hastigheter på några hundra kbit lämpar sig inte bryggning utan routade nät är att föredra. Det kan också finnas andra skäl att använda routing, exempelvis för att få virtuella nät med kryptoskydd - men kom ihåg mantrat: »Växla där det går, routa när du måste».
Tjafs i modemen
Bästa alternativet vore alltså ett par »Ethernetmodem» utan vidare intelligens som kopplas direkt till lokalnätsväxlarna i varje ända. Tyvärr är de flesta billiga produkter anpassade för att ansluta abonnenter till teleoperatörer, vilket betyder att de innehåller routing, ATM och annat - för Ethernet - oanvändbart tjafs. Produkterna går förstås att använda i alla fall, det är bara att slå av alla funktioner och enbart använda bryggning. Det ironiska i situationen är att de rena Ethernetmodem som finns inte är avpassade för »konsumentmarknaden». De kostar därför trots den enklare konstruktionen flera gånger mer. De billiga produkterna med Ethernetgränssnitt och routing kostar cirka 5000-10000 kronor stycket medan de utan routing kostar mångdubbelt mer.
Viktigt är iallafall att modemen har Ethernetgränssnitt. Det finns en lång rad av produkter med synkrona seriegränssnitt, exempelvis V.35.
Sky dem som pesten!
System med seriegränssnitt blir många gånger dyrare eftersom de inte alls är prispressade. Det krävs dessutom en burk till och mer konfigurering. Det enda skälet till att använda seriegränssnitt är egentligen om förbindelsen ska användas för att köra någon kombination av nättrafik och telefoni.
I nästan alla fall är det produkter märkta »SDSL» eller »HDSL» som passar bäst för att koppla ihop lokalnät. Normalt sett är det ingen som bryr sig om vilken signaleringsteknik ett modem använder men tyvärr är det nödvändigt att känna till den för att kunna välja rätt DSL-modem. Marknadsförarna gillar att hitta på nya bokstavskombinationer för att skilja sina produkter från andras, så det är inte helt lätt att veta vad som egentligen menas. I verkligheten används bara tre grundmetoder för att sköta signaleringen: basband, dubbel bärfrekvens (en i vardera riktningen) samt multipla bärfrekvenser.
Så förstår man bokstäverna
Används bärfrekvens brukar det finnas ett A med någonstans i bokstavssoppan, exempelvis ADSL eller RADSL. Aet står för något missvisande för asymmetrisk eftersom tekniken ofta används för att bygga förbindelser med olika hastighet i olika riktningar. Men förbindelsen behöver inte vara assymetrisk, det går lika bra att fördela kapaciteten jämnt.
Basbandsignalering kallas bland annat IDSL (ISDN), HDSL, HDSL, SDSL etcetera. Skillnaderna mellan olika produkter är hur många trådpar som används samt maximala överföringshastigheten. Signaleringen är densamma, 2B1Q, eller med andra ord amplitudmodulering med fyra signalnivåer som används för att föra över två bitar per symbol.
För att få upp bithastigheten utan att behöva dra upp modulationsfrekvensen (symbolhastigheten) arbetas det med mer komplicerad signalering som överför fler bitar per symbol. Det ger dock avsevärt dyrare signalprocessorer i mottagarna, varför de först blir prisvärda i nästa generation produkter.
Modemet rensar linjen
Signalprocessorerna sköter också om ekoutsläckning och frekvensutjämning. Ekot kommer sig av att förbindelsen är skarvad flera gånger och det förkommer ofta kabel av olika dimensioner. Dessutom är kabeln inte dragen punkt till punkt utan det kan hänga lösa ändar på den. Varje sådan avvikelse från den perfekta kabeln ger upphov till reflektioner som förvränger signalen. För att gå runt problemet mäter modemen upp förbindelsen och ser exakt med vilken styrka och tidsfördröjning reflektionerna förekommer. Eftersom modemen vet vilken signal de skickar iväg kan de för varje reflektion subtrahera den signalen, fast fördröjd och förminskad, enligt uppmätta parametrar. På så vis fås en mycket renare signal vilket i slutändan ger högre hastighet.
Naturligtvis finns också avancerade algoritmer för felkorrigering ovanpå själva signaleringen. Nya algoritmer - såkallade Turbokoder - som publicerades så sent som 1993 - ger möjlighet att nå 0,6 gånger den teoretiska överföringshastigheten, ett förvånandsvärt bra värde. För att förstå vilken uppståndelse det blev över algoritmerna så föreställer er vad som skulle hända om biltillverkarna plötsligt skulle fördubbla verkningsgraden på sina motorer - till samma kostnad som tidigare.
Svårt att höra
I skrivande stund ger den mest ekonomiska tekniken 2,3 Mbit/s över ett trådpar upp till 3,6 kilometer. Att de flesta utrustningar är gjorda för att fungera bäst på avstånd upp till 3,6 kilometer har egentligen inget med teknik att göra. Det beror istället på att telebolagen i USA en gång på sjuttiotalet bestämde sig för att hålla abonnentlinjer under 12000 fot, varför tillverkarna optimerar utrustningen för att klara just det avståndet.
Två nackdelar finns med basbandsignalering.
Den ena är att det inte går att ha vanlig analog telefoni på samma tråd vilket främst är av betydelse vid anslutning av privathushåll där det är en fördel att behålla det gamla analoga telefonabonnemanget.
Den andra och viktigaste och är att signalen hos sändaren stör ut mottagningen. I kombination med den höga dämpningen på telefontrådarna gör det att avancerad och dyr elektronik måste användas för att få fram signalen hos mottagaren. Som exempel kan nämnas att dämpningen kan vara 120 dB på maxavståndet. Det betyder att den mottagna signalnivån är cirka en miljon gånger lägre än den utsända.
Att skilja ut den mottagna signalen är avsevärt svårare än att uppfatta svagast möjliga viskning på en rockkonsert. (Skillnaden mellan smärtgränsen och det svagaste ljud en ung frisk människa kan uppfatta är cirka 120 dB.
För att slippa detta används bärfrekvens (ADSL). Det kluriga är att mottagare och sändare använder olika frekvenser och därför inte stör varandra. Eftersom mottagaren inte behöver skilja den mottagna signalen från sin egen sändares kan modemen använda billigare signalprocessor och ger därför högre överföringshastighet till låg kostnad. I typfallet uppnår man två till tre gånger hastigheten jämfört med basbandsignalering.
Kostnaden pressas också av att de flesta bärfrekvensmodem är gjorda för att ansluta hushåll till Internetoperatörer. Kanalen för mottagning är därför mycket större än den för sändning. Typiskt sänder modemet med 512 kbit/s och tar emot med 4-8 Mbit/s.
ATM passar inte här
Sådana modem kan inte användas för att koppla ihop lokalnät direkt. Ska tekniken användas måste en termineringscentral användas. De arbetar oftast med ATM istället för Ethernet och det krävs några tiotal anslutningar för att tekniken ska bli ekonomisk. ATM har dessutom bara nackdelar för lokalnät: Den effektiga överföringshastigheten blir lägre och dyr ATM-utrustning krävs. För teleoperatörer är det dock en fördel eftersom ATM redan idag lätt kan användas exempelvis för telefoni och för att tillhandahålla en viss avtalad överföringshastighet.
Men bärfrekvens har också en annan kanske viktigare nackdel. Och det är att alla förbindelser som går i en kabelstam måste vara riktade åt samma håll. Med andra ord måste alla i ena änden sända på samma frekvens, annars störs mottagningen hos intilliggande utrustning.
För teleoperatörer som till exempel ska ansluta ett antal abonnenter i ett bostadsområde spelar detta ingen roll. Det är lätt att välja frekvens och riktning. För företag som vill koppla ihop kontor är situationen värre. Det är inte uppenbart att trafiken alltid mest ska gå en riktning. Och dessutom måste man ta hänsyn till andra eventuella ADSL-förbindelser i samma kabelstam.
Telefonfilter
Situationen kompliceras dessutom av att det finns två varianter av bärfrekvenssystem, med två frekvenser och med multipla frekvenser och en kanalseperation på 4 kHz. Fördelen med multipla frekvenser är att överföringen blir okänslig mot störningar på vissa frekvenser samt att det lätt går att välja hur kapaciteten ska fördelas i i varje riktning. Men systemet blir mer komplicerat och dessutom utnyttjas inte kabeln fullt ut.
Gemensamt för bärfrekvenssystemen är som tidigare nämnts att det klarar att samexistera med vanlig analog telefoni i samma kabel. Det enda som krävs är ett filter i varje ända som separerar ut telefonens frekvensband 0,3-3,4 kHz från de högre digital frekvenserna.
Text : Ola Sigurdson
(20000210)
Externa länkar