'Coax gaat de billboardwars niet winnen'

Jarenlang konden de kabelnetwerken van Ziggo en Telenet sneller internet aanbieden dan landelijke concurrenten als KPN en Proximus. De laatste twee gebruikten nog dsl-koperlijnen, waarmee ze niet zulke hoge snelheden konden aanbieden als met coax mogelijk is. Een mooi voorbeeld is Ziggo, dat vier jaar geleden begon met de uitrol van Docsis 3.1 in heel Nederland. Zo kon eind 2022 heel Nederland toegang krijgen tot een downloadsnelheid van 1Gbit/s, terwijl je bij de kopernetwerken die het gros van de KPN-klanten nog hadden, al blij mocht zijn met een paar honderd Mbit/s.

Een paar jaar later is de situatie echter omgedraaid. Door de versnelde uitrol van glasvezel is op steeds meer adressen multigigglasvezel beschikbaar, dat ook nog eens symmetrisch is. Daarmee is de kabel zijn technologische koppositie kwijt. Ziggo zegt pas vanaf 2025 multigig te kunnen aanbieden, terwijl bijvoorbeeld KPN al met 20Gig-internet experimenteert. De vraag is dan ook: hoe ziet de toekomst van 'de kabel' eruit en kan coax ook in de toekomst nog concurreren met glasvezel? Die vragen stelden we aan Curtis Knittle, vice president Wired Technologies Research and Development bij CableLabs.

Laten we beginnen met de uitrol van Docsis 3.1. Telenet en Ziggo bieden dit nu aan op hun netwerken, waarbij CableLabs aangeeft dat downloadsnelheden tot 10Gbit/s mogelijk moeten zijn. Toch bieden ze nu allebei maximaal 1Gbit/s aan. Hoe zit dit?

"Kabelproviders kunnen hogere snelheden aanbieden, maar sommige doen dat op dit moment niet. Dat is een bewuste, strategische keuze. Een van de redenen is dat kabelproviders hun abonnementen met extra overcapaciteit aanbieden, omdat je maximale snelheid afhankelijk is van andere huishoudens die met de wijkkast zijn verbonden. Ze willen daarmee voorkomen dat klanten niet de beloofde snelheid halen. Ze pakken dus de piekcapaciteit die mogelijk is op het netwerk, pakken daar een deel van en gebruiken dat als de peak service tier. Zo hebben ze wat bufferruimte om te voorkomen dat de klant de beloofde snelheid niet haalt door drukte op het netwerk."

"Dat is een duidelijk verschil met PON-glasvezeltechnieken, waarbij sommige providers adverteren met de piekcapaciteit en daarbij geen rekening houden met overcapaciteit. Dus ja, je kunt als glasvezelprovider met XGS-PON een 8Gbit/s-dienst aanbieden, alleen loop je het risico dat je die pieksnelheid niet kunt halen omdat je andere abonnees op je netwerk hebt. Kabelproviders doen dat normaliter niet."

"Naast de overhead speelt mee dat de huidige Docsis 3.1-modems alleen een downloadsnelheid van maximaal 5Gbit/s en een upload van 1,7Gbit/s aankunnen. Laatstgenoemde is bovendien alleen mogelijk als de provider een high split architecture toepast en een upstreamcapaciteit van 204MHz aan spectrum toekent in plaats van het gebruikelijke blok van 42MHz. Voor een downloadsnelheid van meer dan 5Gbit/s moeten providers daarnaast een bandbreedte van 1,2GHz ondersteunen in hun netwerken. Veel oudere coaxnetwerken ondersteunen maximaal 700 tot 850MHz, waardoor ze de taps en de versterkers in het netwerk moeten upgraden voordat ze die 1,2GHz kunnen gebruiken."

5Gbit/s is nog steeds minder dan de 10Gbit/s die CableLabs voor Docsis 3.1 aangeeft.

"Dat klopt. De specificatie ondersteunt hogere snelheden, maar bij Docsis-specificaties laten we altijd de mogelijkheid voor de markt open om verschillende generaties modems uit te brengen. De huidige modems zijn dan ook Docsis 3.1-modems van de eerste generatie. Die ondersteunen maximaal twee orthogonal frequency division multiplexing-downstreamkanalen. Eén ofdm-kanaal ondersteunt ongeveer 2Gbit/s, dus zo kom je aan 4Gbit/s. De modems zijn daarnaast backwards compatible en ondersteunen 32-singlechannel-quadrature amplitude modulation, ofwel qam. Dat komt neer op een extra 1Gbit/s, dus kom je aan een totaal van 5Gbit/s."

"Het plan was dus altijd om een eerste generatie modem te hebben met zo'n twee ofdm's en een tweede generatie met wellicht vier of vijf ofdm's. Toen begonnen we echter aan de ontwikkeling van Docsis 4.0. Daarbij besloten we als CableLabs dat er bij die netwerktechnologie vijf ofdm-kanalen vereist zijn. Daarbij moeten 4.0-modems ook overweg kunnen met legacy-cable modem termination systems die in de hubs van kabelproviders zitten. Die Docsis 4.0-modems kunnen dus ook werken met Docsis 3.1-netwerken en bij een 3.1- of 4.0-netwerk downloadsnelheden tot 10Gbit/s halen. Nogmaals, hierbij gaat het om een piekcapaciteit."

Wanneer komen die Docsis 4.0-modems beschikbaar?

"Die zijn vandaag al beschikbaar. Comcast heeft een Docsis 4.0-dienst uitgebracht waarmee klanten een symmetrisch-2Gbit/s-abonnement kunnen afsluiten. Dus brengen providers nu al modems uit die geschikt zijn voor Docsis 4.0, terwijl die ook geschikt zijn voor de oudere Docsis 3.1-apparatuur in het netwerk van de provider. Dan gaat het bijvoorbeeld om oudere cable modem termination systems in de netwerkhubs van de provider, of Remote PHY-apparatuur."

"Tijdens het gefaseerd uitbrengen van die Docsis 4.0-modems kunnen ze ook alle andere hardware in het netwerk upgraden. Elk puzzelstukje moet namelijk kloppen wil je de hoogste snelheden kunnen aanbieden. Als alles klopt, kunnen ze met een druk op de knop de bandbreedte in het netwerk uitbreiden en bij een grotere hoeveelheid klanten in één klap upgraden naar een Docsis 4.0-netwerk met hogere snelheden."

"Overigens zijn de modems die providers nu kunnen gebruiken, nog niet door ons gecertificeerd. Wij hebben ons eigen testlab, waarin we testen dat de modems inderdaad de geadverteerde snelheden halen en ook overweg kunnen met coaxnetwerkapparaten van andere fabrikanten. Op dit moment testen we twee Docsis 4.0-modems. Ik verwacht dat we die in de komende drie maanden van certificering kunnen voorzien. Providers zijn uiteraard vrij om modems zonder die certificering te gebruiken in hun netwerk, wat Comcast dus bijvoorbeeld heeft gedaan, maar de meeste gebruiken liever modems die wij wel hebben goedgekeurd."

Zijn die twee modems geschikt voor de volledige Docsis 4.0-snelheden, dus 10Gbit/s down en 6Gbit/s up?

"Ja, dat zijn ze, en dat is dan ook hoger dan mogelijk is bij XGS-PON, of tenminste, in de downstream. Bij XGS-PON is namelijk maximaal 8,5Gbit/s symmetrisch mogelijk, vanwege overhead zoals lijnstabilisatie. Ook al adverteren glasvezelproviders soms met die 10Gbit/s op XGS-PON ..."

Dus we benutten nog niet de volledige 10Gbit/s van Docsis 3.1. Toch wordt er al over Docsis 4.0 gesproken. Hoe zit dat?

"Het ding is dat je met Docsis 3.1 best een symmetrische internetdienst van 1Gbit/s zou kunnen aanbieden, maar dat symmetrische multigig niet mogelijk is. Providers willen dat wel kunnen aanbieden. Daarom hebben we Docsis 4.0 ontwikkeld, met daarin de focus op de upstreamcapaciteit. Daarvoor hebben we de mogelijkheid toegevoegd om de split tussen downstream en upstream te verhogen tot 684MHz en het uiterste van de downstream te verhogen tot 1,8GHz. Zo behoud je genoeg spectrum voor die 10Gbit/s-download, terwijl je extra spectrum kunt inzetten voor een 6Gbit/s-upload. Doordat de 4.0-modems ook backwards compatible zijn met de 3.1-netwerken, kunnen 3.1-providers dus met die nieuwe modems ook het volledige potentieel van Docsis 3.1 benutten."

"Providers kunnen er overigens ook voor kiezen om hun spectrum niet te verhogen tot 1,8GHz, maar om een full duplex-modus te gebruiken waardoor het spectrum tot aan 684MHz voor zowel upload als download wordt ingezet. Zo kom je aan snelheden die vergelijkbaar zijn met dat vergrote spectrum. Of providers ervoor kiezen dat spectrum uit te breiden of full duplex in te zetten, hangt af van hun eigen strategie. Als je glasvezelkabel diep in je netwerk zit en je dus een deep fibre-netwerk hebt, heb je minder versterkers in je netwerk nodig, wat helpt met het vergroten van de capaciteit. Daarbij hoef je dus niet de bandbreedte binnen je netwerk te vergroten tot 1,8GHz om die symmetrische multigigdiensten te kunnen aanbieden. Het hangt af van de strategie van de provider of hij voor full duplex gaat of de bandbreedte uitbreidt."

"Uiteindelijk maakt het voor de klant niet uit of de provider full duplex of het uitgebreide spectrum gebruikt; beide Docsis 4.0-implementaties hebben vergelijkbare snelheden en latency. Overigens hoeft dat spectrum niet voor symmetrische 6Gbit/s-diensten te worden ingezet; providers kunnen er ook voor kiezen de download te verhogen tot 10Gbit/s en de upload te laten op 6Gbit/s. Nogmaals, tenzij ze digitale tv-diensten aanbieden."

Welke rol speelt digitale tv dan bij die maximale snelheden?

"Om dergelijke hoge snelheden te kunnen aanbieden, moet je het aantal digitale tv-kanalen dat je als provider aanbiedt, zien te minimaliseren. Die tv-kanalen worden via de qam-downstreamkanalen verstuurd en je reserveert dus een stuk van je spectrum dat je voor download had kunnen gebruiken, voor tv-diensten. Je ziet ook dat de kabelbranche overgaat naar IP-tv. Dat is efficiënter en dan hoef je ook geen losse blokken binnen je kabelbandbreedte te reserveren voor tv. Dan heb je één Docsis-spectrum dat je kunt inzetten voor data, waardoor je een hogere piekdownloadsnelheid kunt aanbieden. Het maakt dan niet uit of je dat gebruikt voor browsen, gaming of video."

"Daarbij moet ik zeggen dat digitale tv al een stuk efficiënter is dan de oude 6MHz-kanalen voor analoge tv. Met één 6MHz-qam-kanaal kun je een handjevol, of meer, hd-zenders tonen. Het precieze aantal zenders per qam-kanaal hangt af van de resolutie en compressie. Stel dat je 32 qam-channels hebt, goed voor een stuk of 160 tv-zenders, dan kost dat bijna 200MHz. Dat komt neer op één ofdm-kanaal, waardoor je al 2Gbit/s in je downstream mist. Ik denk dat providers het gebruik van digitale tv dan ook langzaam gaan terugbrengen en het aantal qam-kanalen gaan verminderen. Zo kunnen ze de bandbreedte van de ofdm-kanalen uitbreiden om zo meer datacapaciteit te kunnen leveren."

Wat komt er na Docsis 4.0?

"Laat ik het zo zeggen; de coaxkabel heeft zijn limiet nog niet bereikt met 1,8GHz. Wij als CableLabs en fabrikanten van netwerkapparatuur doen veel onderzoek naar hoe we meer kunnen persen uit die kabel. We denken aan modulatiemethodes om het laden van bits te verbeteren, of het verhogen van het aantal bit per seconde per Hz. We onderzoeken ook of de bovenkant van het spectrum verhoogd kan worden naar 3 of zelfs 11GHz. Die ruimte is er."

"Boven in de band heb je alleen veel attenuation, ofwel signaalverlies, maar dat is wel te managen. We hebben laten zien dat we boven de 10Gbit/s kunnen komen met die kabel. 25Gbit/s of 50Gbit/s is ook mogelijk. Het gaat dan wel om een piekcapaciteit en ik verwacht ook dat het symmetrisch zal zijn. Dat is wel het doel, om in de toekomst multigigsymmetrische diensten te kunnen blijven aanbieden."

Dergelijk hoge snelheden zijn prima mogelijk op de bestaande kabels, die al decennia in de grond liggen?

"Zolang de kabel nog goed is, wel ja. De vraag is vooral hoe het zit met de rest van het netwerk. Met elke grote stap moet je vaak grote delen van het netwerk aanpassen, zoals versterkers en taps. Daar zit een financieel verhaal aan vast, net zoals er een financieel verhaal aan ftth zit. De strategie en de financiën verschillen dan ook van provider tot provider. Er zullen daardoor bedrijven zijn die ervoor kiezen te blijven inzetten op hun hybrid fibre coaxnetwerk, terwijl er ook bedrijven zijn die overstappen op ftth en dit nu ook al doen."

Wanneer verwacht je die volgende Docsis-stap te zien?

"Haha, dat is een vraag die ik ook van toplieden van telecombedrijven vaak krijg. Dat is waarschijnlijk pas in het volgende decennium. Als de huidige trends zich doorzetten, hebben we tegen die tijd misschien dergelijke hogere snelheden nodig. Daarvoor is Nielsen's Law een bekend voorbeeld. Die stelt dat de gebruiker elk jaar vijftig procent sneller internet nodig heeft. Overigens is dat geen cijfer dat elke provider ziet. Ik denk dat we voorlopig genoeg potentie hebben in Docsis 3.1 en Docsis 4.0. Maar elk goed onderzoeksinstituut zal hier nu al onderzoek naar doen, zodat de branche klaar kan zijn voor de toekomst."

25GS-PON wordt nu bij providers getest, standaardisatieorganisatie ITU heeft het al over 50GS-PON, maar bij Docsis lijkt die volgende stap nog niet zo concreet. Kan dat niet leiden tot een negatief sentiment rondom kabelinternet, alsof het achter de feiten aanloopt?

"De werkelijkheid is dat gebruikers nu zelden meer dan 1Gbit/s nodig hebben.""Mensen zijn zo gefixeerd op 'Docsis kan maar 10Gbit/s down en 6Gbit/s up'. De werkelijke vraag is of providers de hoogste snelheden op de reclameborden willen najagen of dat ze willen focussen op bijvoorbeeld latency, betrouwbaarheid of security. De werkelijkheid is namelijk dat zelfs gebruikers met 1Gbit/s symmetrisch, zelden meer dan die 1Gbit/s nodig hebben. Iedereen weet dat die pieksnelheden een marketingding zijn, zeker met uploads."

"We moeten ook niet vergeten dat glasvezelproviders eigenlijk gedwongen werden om de huidige snelheden aan te bieden, omdat ze tegen de grenzen van dsl aanliepen. Ja, ze hadden GPON kunnen aanleggen voor symmetrisch 1Gbit/s, maar ze moesten toch al de straten opengooien en het netwerk ingrijpend aanpassen. 'Als je dan toch bezig bent, sluit dan meteen XGS-PON aan', dachten veel providers en dat adviseren wij ook. Dat is waar de komende vijf jaar nog mee is op te schalen. Je wil niet dat jij als glasvezelprovider GPON aan het aansluiten bent, waarna een concurrent met XGS-PON komt. Dat zou geen slimme zet zijn."

"Is glasvezel niet beter dan coax? Die vraag krijg ik heel vaak. Het antwoord is ja en nee. Ja, glasvezel kan in extreme gevallen sneller internet leveren, maar het upgraden van een dsl-netwerk of een coaxnetwerk naar een glasvezelnetwerk kost wel significant meer dan het upgraden van een Docsis-versie. De vraag is ook of het economisch haalbaar is of niet. Je ziet ook dat de glasvezelbranche nu goed werk doet in het lobbyen bij overheden en zo, dat bekabeld internet geen breedband is als het geen symmetrische glasvezel is. Tegelijkertijd heeft niemand een dienst bedacht die een symmetrische dataverbinding vereist, zeker niet multigigsymmetrisch. Er is één uitzondering: teleportatie in Star Trek. Ik maak een grap, maar denk er maar eens over na. Als je je ergens naartoe teleporteert, wil je op dezelfde snelheid terugteleporteren. Ik vergelijk het ook met de auto-industrie. Kun je je voorstellen dat een autofabrikant claimt dat zijn auto net zo hard achteruit kan als vooruit? Dat zou niet logisch zijn; het gebeurt alleen in de Fast & Furious-films."

Oké, maar wat als je beelden bewerkt en wil dat die snel geüpload worden? Dan wil je toch wel een hogere upload dan 100Mbit/s?

"Daar ben ik het helemaal mee eens. Als je je content uploadt, wil je dat het binnen vijf seconden gaat, niet binnen twee tot drie minuten. De echte killerapp voor hogere snelheden noem ik dan ook instant gratification. Dat is de echte behoefte, niet? We zijn mensen, we willen dat dingen snel gebeuren. Het is een gedulddingetje. Ja, we willen dat dingen sneller geüpload worden, maar dat vereist geen symmetrische, continue multigigverbinding."

"Ik denk wel, en velen met mij, dat PON-glasvezel de end game is. De vraag is nu hoe snel kabelproviders gaan overstappen en hoeveel ze daarvoor willen uitgeven. Als je al een verouderd netwerk hebt met bijvoorbeeld oude versterkers en slecht onderhouden kabels waar veel in geïnvesteerd moet worden om Docsis 4.0 uit te kunnen brengen, kun je je afvragen of het niet beter is om meteen om te schakelen naar ftth. Dat verschilt echt van provider tot provider. Je ziet ook dat er kabelproviders zijn die al XGS-PON gebruiken in hun netwerk. Zeker als het gaat om greenfield-regio's, waar nog geen netwerk ligt, zie je al dat ze ftth aanleggen met XGS-PON. In oudere netwerken willen ze die Docsis-netwerken nog wel upgraden."

"De hoofdvraag daarbij is of de kabel nog de diensten kan aanbieden waar klanten om vragen. Coax gaat de billboard wars waarschijnlijk niet meer winnen met de allerhoogste snelheden, maar het kan nu nog zeker de diensten mogelijk maken die klanten eisen."

Hoelang kan die kabel nog aan de vraag van klanten voldoen?

"Het hangt ervan af hoe snel de pieksnelheid van glasvezelabonnementen zich ontwikkelt en of klanten misschien wat slimmer worden over wat ze daadwerkelijk nodig hebben. Hebben ze echt een 8Gbit/s-dienst nodig? Ik wil hier geen jaartal op plakken, maar je ziet dat sommige partijen al weg bewegen van de coaxkabel. Voor andere partijen is dit iets wat pas in de toekomst gaat spelen."

"De vraag blijft hoelang het nog economisch haalbaar is om te blijven investeren in een coaxnetwerk. Technisch gezien moet 100Gbit/s over de coaxlijn haalbaar zijn, maar dan moet je de architectuur van je netwerk aanpassen en dat is waar de financiën om de hoek komen kijken. Bij coax draait het namelijk om de signal to noise ratio, ofwel de hoeveelheid ruis op de coaxlijn. Hoe groter de afstand, hoe meer ruis. Misschien heb je daarom extra versterkers nodig in je netwerk of moet je de glasvezelkabel tot aan de verdeelkast in de straat brengen. Misschien is het dan beter om over te stappen op ftth."

Wat betekent die 'glasvezel-end game' voor CableLabs?

"De Cable in CableLabs slaat niet alleen op de coaxkabel; we zijn al jaren betrokken bij allerlei vormen van vast internet, zoals ook glasvezel. Zo werken we aan een 100Gbit/s-glasvezeltechniek die niet gebaseerd is op de bestaande PON-techniek van intensity-modulation, direct detection. Huidige PON-glasvezel zet de laser aan en uit om bits te versturen. Hoe groter de afstand en hoe hoger de snelheden, hoe moeilijker dit wordt. Bij 25GS-PON ben je die laser per seconde letterlijk 25 miljard keer aan en uit aan het zetten. Op een gegeven moment raakt dat licht verstoord en wordt het steeds moeilijker om die bits te ontvangen en te decoderen. Hoe moeilijker het wordt, hoe sterker de algoritmes moeten worden, hoe meer rekenkracht je nodig hebt. De kosten van passieve optische netwerktechnologie nemen toe naarmate de capaciteit toeneemt."

"Daarom schakelen we bij CableLabs over op coherent optics, waarbij we ook kijken naar de amplitude, fase en polarisatie van de lichtbundel. Hiermee is het mogelijk om tien keer zoveel capaciteit over de glasvezellijn te verzenden. Het plan is om te starten met 100Gbit/s. We verwachten dat deze glasvezeltechniek vanaf dan economisch kan concurreren met de 50Gbit/s-PON-techniek van de ITU, vanwege die eerder genoemde gestegen kosten bij hoge snelheden. Overschakelen naar coherent optics kost namelijk ook geld, maar met die techniek verwachten we wel kostenefficiënt over te kunnen op 200, 400 en 800Gbit/s. Daarnaast kijken we naar draadloze netwerken, naar privacy en security in netwerken, en hebben we intellectueel eigendom dat we licentiëren ... CableLabs doet veel meer dan alleen de coaxkabel."

Bannerafbeelding: dmitriymoroz & befehr & peterschreiber.media / Getty Images