Ein Kabelmodem ist das Gerät, das einen Internetanschluss über das Fernsehkabel herstellt. Es sitzt zwischen der Koaxialdose in der Wohnung und dem Router und übersetzt in beide Richtungen: Auf der einen Seite spricht es Ethernet mit dem Heimnetz, auf der anderen Seite sendet und empfängt es modulierte Hochfrequenzsignale auf dem Koaxialkabel.
Shared Medium statt eigener Leitung
Das entscheidende Merkmal: Anders als bei DSL gibt es hier keine eigene Leitung zum Netzbetreiber. Alle Teilnehmer einer Kabelstrecke teilen sich denselben Koaxstrang bis zum Verstärkerpunkt — ein Shared Medium. Die Gesamtbandbreite eines Segments ist damit allen angeschlossenen Haushalten gemeinsam, sie wird über Vergabeverfahren und Konfiguration aufgeteilt.
DOCSIS: der Standard für Daten über Koax
Wie Daten und Fernsehsignale sich das Kabel teilen, regelt DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification), entwickelt seit 1997 von CableLabs. In Europa ist die angepasste Variante EuroDOCSIS üblich, die auf die hier verwendeten Kanalbreiten des TV-Netzes abgestimmt ist.
- Downstream: Die Kopfstelle sendet Daten in Kanälen im oberen Frequenzbereich, moduliert mit Quadraturamplitudenmodulation in Stufen wie 256-QAM. Mehrere solcher Kanäle werden gebündelt, um die Rate zu steigern.
- Upstream (Rückkanal): Der Weg zurück ins Netz liegt in einem niedrigeren Frequenzband und wird im Zeitmultiplex zwischen den Modems aufgeteilt — gesendet wird nur, wenn das Modem einen Sendezeitraum zugeteilt bekommt. Der Rückkanal ist deshalb schmaler als der Hinweg.
- DOCSIS 3.1 ersetzt die starren Einzelkanäle durch breite OFDM-Blöcke (im Rückweg OFDMA) mit bis zu 4096-QAM und erreicht damit Gigabit-Raten im Downstream.
Das Gegenstück im Netz
In der Kopfstelle des Kabelnetzes steht das CMTS (Cable Modem Termination System). Es nimmt die Modems auf, teilt Frequenzen und Sendezeiträume zu und stellt die Verbindung ins Internet her. Nach dem Einschalten meldet sich das Modem am CMTS an und bezieht seine Konfiguration automatisch. Ein Modem bleibt dabei immer Modem — Routing, WLAN und Firewall übernimmt der Router dahinter, etwa ein Edge-Router. Häufig stecken beide Funktionen in einem Gehäuse.
Weil dieselbe Infrastruktur auch Fernsehen und Telefonie trägt, laufen diese Dienste parallel: Lineares TV liegt auf eigenen Frequenzen, IP-Telefonie und Internet nutzen die DOCSIS-Kanäle mit.
Abgrenzung
Ein VDSL-Anschluss nutzt die Kupfer-Telefonleitung und hat damit eine eigene Doppelader, dafür fällt die Bandbreite mit der Leitungslänge. Der Glasfaseranschluss ersetzt das Koax durch einen Lichtwellenleiter und bietet deutlich höhere, meist symmetrische Raten. Die erreichbare Bandbreite hängt beim Kabelnetz vor allem an der Ausbaustufe des DOCSIS-Standards und an der Zahl der Teilnehmer im selben Segment — eine gemeinsame Kanalkapazität für viele Nutzer.
Verwandte Grundlagen: Koaxialkabel, Quadraturamplitudenmodulation, Frequenzmultiplex, Ethernet, Netzwerkkarte, Bandbreite, Kabel und Glasfaser, Mobilfunk.