Saturday, 14 May 2016

Kabelski internet i oversubscription


Ovo je post iz 5.11.2014. U međuvremenu sam promjenio kabelskog operatera 

Ako imate kabelski internet to znači da najvjerovatnije koristite jednu od sljedećih kabelskih tehnologija za prijenos digitalnih podataka:
- DOCSIS 1.0, 1.1, 2.0, 3.0 ili EuroDOCSIS standardi
- PacketCable 1.0, 1.5, 2.0 standardi koji na DOCSIS bazi grade razne usluge poput telefonije i digitalne televizije

Frekvencijski pojas svakog kabela podjeljen je na kanale. Širina kanala ovisi o standardu pa tako EuroDOCSIS koristi europsku širinu kanala od 8 MHz , a DOCSIS koristi američku od 6 MHz.

Podjela bandwidtha koaksijalnog kabela (Maksimalni downstream bandwidth koaksijalnog kabela je 4864 megabita prema primjeru niže)


Svi spomenuti DOCSIS transportni standardi imaju slične karakteristike oko toga koliku downstream propusnost podržavaju po jednom megahertzu, pa tako DOCSIS podržava 38 megabita po kanalu downloada, a EuroDOCSIS 50 megabita po kanalu downloada.

DOCSIS 1.1 je donio bolju standardizaciju i mogućnosti kontroliranja kvalitete usluge (QoS)

DOCSIS 2.0 je donio bolje upload brzine (27 megabita po kanalu u odnosu na DOCSIS 1.0 9 megabita po kanalu)

DOCSIS 3.0 je donio mogućnost da jedan korisnik istovremeno koristi više kanala tako povećavajući bandwidth.

DOCSIS 3.1 izdan u Listopadu 2013. je prva veća promjena u standardu jer donosi novu modulaciju 4096 QAM i odustaje od podjele kanala na 6 ili 8 MHz i umjesto toga koristi manje OFDM podkanale i u idealnim uvjetima podržava brzine do 10 gigabita downstream i 1 gigabit upstream. Još nije u primjeni.

E sad, sve je to divno i krano, ali zašto je uz takve ogromne brojke moj internet spor?

Koaksijalni kabel je medij koji dijelimo sa drugim korisnicima, za razliku od DSL-a gdje svaki modem ima vlastitu bakrenu paricu do centrale, kod kabelskih mreža dijelimo medij sa neodređenim i samo vašem ISP-u poznatim brojem korisnika. Obično operater nudi i uslugu kabelske televizije te je prostor za vaš internet sužen sa brojem kanala koji se koriste za TV uslugu.

Ajmo vidjeti jedan primjer u praksi na zagrebačkom području, za downstream:



Motorola SBV5121E

Koristi se modem Motorola SBV5121E (DOCSIS 2.0 i niže), što prema specifikaciji [2] znači da ima bandwidth za downstream od 88 do 860 MHz sa američkom širinom kanala od 6 MHz. Znači 772/6 = 128 kanala. Operater koji sam analizirao po mom saznanju 40 analognih TV kanala i 113 digitalnih. Recimo da se za ovih 113 digitalnih troši 30 6 MHz kanala u kabelu. Što znači da recimo srijedu uvečer, kad se ljudi vrate sa posla i škole, samo 58 različitih kućanstava (kanala) može istovremeno surfati punom brzinom od 38 megabita, svaki sljedeći korisnik koji krene surfati smanjuje brzinu ovim ostalima. 
Graf latencije (do prvog hop-a) na primjeru Zagrebačkog ISP-a dok korisnik osim za mjerenje ne koristi uslugu.

Operater kojeg sam analizirao nudi brzine od 8 megabita, što znači da bi teoretski trebao moći dati traženi bandwidth za (38/8) *58 = 275 korisnika, no pošto se tu vrijeme provedeno na kanalu po korisniku mora smanjiti kako bi se jedan kanal podjelio na više kućanstava, u tim slučajevima, čak i da surfa samo 275 kućanstava, njihova latencija (ICMP ping) sa odličnih 6-7 ms počinje rasti na (worst case, puna utilizacija na 418 korisnika) 4.75*7= 33 ms (molim ispravak ako je računica netočna, uzimam u obzir najmanju veličinu ICMP paketa tj. najmanju moguću diskretnu jedinicu u kojoj je moguće ostvariti komunikaciju). 

Dodatni problem je što DOCSIS 2.0 i niži ne omogućavaju brzo prebacivanje među kanalima, što znatno otežava dobru iskoristivost frekventnog spektra kabela (možda na drugim kanalima ima značajno više prostora za prijenos podataka).

U svakom slučaju, ako je previše korisnika koji dijele isti resurs (isti 6 MHz kanal, isti kabel) dolazi do drastičnog brzine pristupa pa tako kod ISP-a koji sam analizrao bandwidth pada na ispod 1 megabita, a ping ide i iznad 140 ms, uz česti packet loss.

Rijetko kada svih korisnici žele istovremeno i na period dulji od nekoliko minuta maksimalni bandwidth, pa je moguće (prema brojkama u primjeru) imati 10x više korisnika nego što je ukupnog kapaciteta (npr. 418 korisnika na 8 megabita na 88 kanala nego 4180 korisnika) a da sami korisnici ne primjete probleme u brzini pristupa, ali to uvelike ovisi o načinu korištenja Interneta. Moguće je da će više učenja na daljinu, skidanja igara preko Steam-a i sličnih servisa itd. značajno promjeniti navike korisnika u budućnosti.

Posao dijeljenja bandwidtha kada je više korisnika od broja slobodnih kanala rade zajedno modem kod korisnika i CMTS uređaj kod operatera. CMTS radi mnoge slične funkcije koje u DSL sustavima radi DSLAM, ali uzevši u obzir karakteristike dijeljenog koaksijalnog medija. CMTS omogućava da i do 1000 korisnika dijeli isti 6 MHz kanal. Koristi tehniku zvanu Statistical time division multiplexing. Nisam našao na podatak može li jedan CMTS uređaj stvarno i napuniti svih 128 downstream kanala i još 60 Mhz upstream bandwidtha. Svakako mu za to treba barem 10 gbit ethernet sučelje.

ISP može poboljšati infrastrukturu tako da smanji broj korisnika koji dijele jedan jedini kabel, ili poveća broj kanala koji se koriste za DOCSIS ukoliko medij ima slobodne kanale.
Također, ISP može početi koristiti digitalnu TV kako bi iskoristio mogućnost digitalne kompresije video i audio zapisa i time smanjio potreban bandwidth po TV kanalu za bar 4 puta (moguće i više sa kompresijom naprednijom od MPEG2), no ovo znači da operater mora svim korisnicima zamjeniti receivere za TV, što može biti značajna investicija.

Osnovana je i Facebook grupa gdje se korisnici mogu požaliti na svog operatera ili raspravljati o boljim operaterima i tehnlogijama poput recimo FTTH ili VDSL-a.

Pridružite nam se na:

https://www.facebook.com/groups/hocuboljiinternet/


Linkovi:






No comments:

Post a comment