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Kabelmodem

ARRIS Touchstone CM820B Kabelmodem

EIN Kabelmodem ist ein besonderer Typ Modem die verwendet wird, um Daten über die Kabelfernsehnetz zu transportieren und wird unter anderem für Internet über die Koaxialkabel.

Kabelmodemsysteme, zusammen mit ADSLTechnologie, haben BreitbandInternet für Einzelpersonen ermöglicht. Bevor solche Systeme verfügbar waren, waren Privatpersonen auf langsame DFÜ-Verbindungen über die Öffentlichkeit Telefonnetz.

Grundtechnik

Ein Kabelmodem verbindet sich über das Kabelnetzwerk mit einem Kabelmodem-Controller. Der Kabelmodem-Controller überträgt einen Datenstrom (stromabwärts) von mehreren Kabelmodems (bis zu 1000) empfangen. Aus diesem Datenstrom filtert das Kabelmodem die Daten, die für das jeweilige Kabelmodem bestimmt sind. Diese Daten werden in Kontrollinformationen und die eigentlichen Daten für den Benutzer unterteilt. Die Daten für den Benutzer werden an den Datenport des Modems geleitet, während die Steuerinformationen verwendet werden, um den Verkehr vom Modem zum Kabelmodem-Controller zu leiten (stromaufwärts) arrangieren. Wenn Daten vom Benutzer über den Datenport des Modems eingehen, wird anhand der Steuerinformationen bestimmt, wann diese Daten weiter stromaufwärts gesendet werden dürfen: Wenn mehrere Kabelmodems gleichzeitig übertragen würden, könnte der Kabelmodem-Controller die Daten nicht mehr trennen separate von den einzelnen Modems zu behalten.

Da sich alle Kabelmodems auf einem Kabelmodem-Controller eine bestimmte Downstream- und Upstream-Kapazität teilen, kann die Geschwindigkeit in bestimmten Fällen während der Spitzenzeiten sinken. Diese Probleme können auch bei ADSL, Glasfaser und dem Telefonnetz auftreten. Durch gutes Design lassen sich Probleme vermeiden.

Abgesehen von der gemeinsamen Bandbreite ist die Datensicherheit ein potenzielles Problem: Da jedes Kabelmodem den Verkehr für die gesamte Nachbarschaft empfängt, könnten dedizierte Kabelmodems den Downstream-Verkehr der Nachbarn belauschen. Dieses Problem wurde durch die Verwendung von Verschlüsselung und andere kryptografisch Maße.

EuroDOCSIS 3.1

Seit 1997 basieren Kabelmodems in den Niederlanden auf dem DOCSIS oder EuroDOCSIS-Standard. Inzwischen sind DOCSIS-3.1-Modems verfügbar, die unter anderem vom größten Kabelnetzbetreiber der Niederlande (VodafoneZiggo) mit angebotenen Geschwindigkeiten von bis zu 1000 Mbit/s (VodafoneZiggo 2019) verwendet werden. Technisch können die DOCSIS 3.1-Modems maximal 4000 Mbit/s liefern. Allerdings werden diese Geschwindigkeiten aus kommerziellen und technischen Gründen (noch) nicht angeboten. Mit dem DOCSIS-Standard ist es möglich, Geräte verschiedener Marken zusammenzuarbeiten. Vor der Entwicklung und allgemeinen Anwendung dieses Standards gab es verschiedene Techniken: Jeder Hersteller lieferte komplette Systeme, die nur mit seiner eigenen Ausrüstung funktionieren konnten: Wenn ein Kabelnetzbetreiber ein bestimmtes System wählte, mussten die zentralen Controller und alle Modems von diesem stammen Marke.

Geschichte

Einige in den Niederlanden weit verbreitete Systeme waren:

LAN-Stadt

Das LANCity-System des gleichnamigen Herstellers war ein Pionier auf dem Gebiet der Kabelmodems.^[1] Das System bestand aus zwei Grundkomponenten: dem Headend Controller LCe und den Modems des Endbenutzers LCP. Das LCe bestand normalerweise aus einem Rackmount-Gehäuse mit zwei LCe's nebeneinander. Die Verbindung zum LAN-Netzwerk in der Kopfstelle basierte auf 10 Mbit/s Ethernet und jedes LCe hatte einen 15-poligen D-Stecker, so dass man die LCe's an ein koaxiales Ethernet-LAN mit AUI anschließen konnte. Die LCPs verfügten über eine 10BaseT-UTP-Twisted-Pair-Ethernet-Verbindung. Da der Headend-Controller auf Basis von Ethernet (10 Mbit/s) arbeitete, war die maximale Bandbreite durch aktuelle Standards begrenzt. Bootende Modems suchten zuerst nach einem Downstream-Kanal und versuchten dann, basierend auf den Informationen über das empfangene Downstream-Signal zu booten. Wenn ein Modem auf der richtigen Frequenz startete, nachdem die HF-Verbindung stabil war, empfing das Modem über BootP ein IP Adresse und dann eine Konfigurationsdatei verfügbar von TFTP-Herunterladen. Diese Datei enthielt die Bandbreite und andere Konfigurationsdaten. Da auf einem Kabelnetzsegment mehrere LCe aktiv sein konnten (jeweils mit eigener Downstream- und Upstream-Frequenz), konnte es vorkommen, dass ein LCP nicht auf die erste gefundene LCe-Frequenz gehörte. In diesem Fall würde die BootP-Anfrage des Modems nicht beantwortet und das Modem würde weiter nach der nächsten Frequenz suchen.

LANCity verwendet QPSKModulation für den Datenverkehr. Die Downstream-Frequenz kann zwischen 88 und 750 liegen MHz und die Upstream-Frequenz lag zwischen 5 und 42 MHz.^[2]LANCity wurde zunächst verkauft an Bucht-Netzwerke und später Nortel

Einige Benutzer in den Niederlanden:

A2000 - später von UPC
Tebecai - später verschmolzen in UPC

COM21

sehen Com21 für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Ein etwas späterer Pionier der Kabelmodems war COM21 der gleichnamigen Firma. COM21 veröffentlichte ein System unter dem Namen ComUNITY Access®-System bestehend aus a COM-CONTROLLER Kopfstellensystem (mit den gewünschten Modulkarten drin) und COMPORT Modems in verschiedenen Modellen. Das ComUNITY-System basierte auf dem GeldautomatStandards. Das Herzstück jedes Comcontrollers war ein ATM-Switch in einem 19-Zoll-Rack-Gehäuse, in das verschiedene Module beliebig eingeschoben werden konnten.

Das Zentralgehäuse für 11 oder 6 Module (eventuell auch zu verketten) hatte neben dem erwähnten ATM-Switch auch die Netzteile und Lüfter serienmäßig. Dann konnten die Module platziert werden. Die Module bestanden aus:^[3]

CommonnController von CC-Modul: kümmerte sich um die Verwaltung des Systems und kommunizierte mit der Verwaltungsstation (siehe unten). Genau einer CC für jedes System erforderlich.
HF senden oder TxRF-Modul: hat sich darum gekümmert 64 QAM stromabwärts-Signal. Genau einer TxRF pro System
Senden Haupt von TxMain-Modul: lieferte zusammen mit TxRF das Downstream-Signal und sorgte für die DES-Verschlüsselung des Downstream-Signals. Auch eine pro System.
Empfänger von Rx-Module: Mehrere Module pro System möglich, theoretisch bis zu 11 Module in einem System (bei Verwendung von Erweiterungsgehäusen). Folgende Rx-Module standen zur Verfügung:
- OC3/155 Mb ATM-Schnittstellenmodul: unterstützt mehrere VLANs auf einer Schnittstelle. Direkter Anschluss an einen ATM-Switch möglich und die VLANs können durch verschiedene VCs im ATM-Netz getrennt werden.
- 10/100 BaseT Ethernet Schnittstellenmodul: als Nachfolger des unten aufgeführten Dual-Ethernet-Moduls gedacht, um größere Bandbreiten zu unterstützen. Dieses Modul hatte keine VLANs, sodass alle Modems in einem einzigen VLAN landeten, obwohl es anders konfiguriert war.
- Ethernet-Schnittstellenmodul: Jedes Modul stellte zwei 10BaseT-Schnittstellen bereit, wobei jede Schnittstelle mit 1 VLAN im ComUNITY-System verbunden war. Jeder COMController könnte bis zu 5 dieser Module (dh 10 VLANs) unterstützen. Dieses Modul war das erste Rx-Modul des Systems.

Ein Comcontroller konnte ohne Managementnetzwerk betriebsbereit bleiben: Alle Konfigurationsinformationen befanden sich in seinem eigenen Speicher. Bei einem Neustart des Systems oder bei Änderungswünschen war natürlich eine Anbindung an das Managementsystem notwendig. Die Verwaltung erfolgte über eine proprietäre Anwendung basierend auf HP Openview unter dem Decknamen NMAPS.

Einige Benutzer in den Niederlanden:

Gelrevision (Veluwe und hintere Ecke) - später von UPC
Telekabel (Gelderland und Friesland) - später ab UPC

terayon

Terayon TeraPro Kabelmodems verwendeten ein proprietäres Protokoll basierend auf CDMA und QAM Modulationstechnik bzw. Das stromaufwärts Frequenz lag zwischen 5 und 42 MHz und stromabwärts zwischen 88 und 750 MHz. In den Niederlanden wurde die Plattform entwickelt von UPC und @Zuhause benutzt. Bei der groß angelegten Migration der unterschiedlichen Eigentumssysteme auf die standardisierten DOCSIS Plattform würde Terayon der bevorzugte Lieferant von Headend-Controllern und Modems von UPC werden,^[4] aber weil die zentralen Controller (CMTS) funktionierte nicht richtig, es wurden insbesondere andere Lieferanten gewählt Cisco einschließlich der Cisco ubr7200-Serie.^[5] Das neue) DOCSIS Natürlich können Terayon-Modems verwendet werden.

einige Benutzer in den Niederlanden:

UPC im Bereich der ehemaligen Telekabel

DeltaKabel

Delta Cable Telekom war ein früher Anbieter von Kommunikationssystemen über das Kabelnetz. 1995 war CAI Westland das erste Unternehmen (weltweit), das mit dem DeltaKabel-Modem Internet über Kabel anbot. Mit ihrem Produkt DEMOS Daten könnten über die serielle Schnittstelle eines PCs oder Terminals gesendet werden. Die Plattform wurde nicht speziell für TCP/IP entweder Internet, könnte aber dafür verwendet werden. Für den Endverbraucher funktionierte es praktisch genauso wie es funktionierte einwählen jetzt sofort Modem über das Telefonnetz. Dadurch wurde die maximale Bandbreite auf 115 kb/s begrenzt: die maximale Geschwindigkeit der seriellen Ports COMx:. Außerdem war das System auch teuer: In jedem Gemeindezentrum Aktive Geräte mussten im Kabelnetz platziert werden, und nicht alle Kabelbetreiber hatten dafür den Platz und die Einrichtungen in den Schränken des Gemeindezentrums.

Das DEMOS-1-System war zunächst als Internetplattform bei CAI Westland (Kabeltelefon) und ab 1996 auch casema. Es war beliebt, weil die Verbindung immer verfügbar (always-on) war und die Telefonleitung beim Surfen im Internet nicht besetzt war. Der Erfolg machte auch die Grenzen deutlich, wenn zu viele Nutzer in einem waren Gemeindezentrum waren, verringerte sich die Geschwindigkeit der gemeinsam genutzten Verbindung.

Der Nachfolger DEMOS-2 wurde während der Entwicklungsphase durch das Eintreffen von DOCSIS. Auf Basis dieses -damals neuen- Standards, DEMOS-38 entwickelt, aber das Unternehmen hat nicht überlebt. Es wurde übernommen von Lucent-Technologien^[6] aber ging rein 2001 immer noch bankrott.