De digitale breedband `Local loop'

TV, Data, Telefoon en kabeldiensten

Het super-medium doemt op

Het digitale end-user net

De Digitale Snelweg is eigenlijk niet meer dan de basisvoorziening, een kabel- en dienstennet waar de gewone gebruiker niet zo veel mee te maken heeft. Dat zal er wel komen, in essentie is het er al, het is een kwestie van gladdtrekken en adequate commerciele en maatschappelijke structuren, maar over een paar jaar is de Data-Highway er echt wel. In het verlengde van de digitale snelweg ligt echter het Digitale Net, de verbinding tussen iedere woning, ieder kantoor en iedere werkplek naar de digitale wegen en snelwegen en dus naar iedere andere gebruiker. In de VS praat men dan over het digitaliseren van de `local loop' of de `last mile', hier gebruikt men wel het beeld van `glasfiber naar de huisdeur', omdat glasvezel een van de technische revoluties is die daar mogelijk voor gebruikt gaat worden. De echte revolutie ligt daar, in een breedbandige digitale verbinding tussen iedereen en alles. Dan komt interactieve TV, tele-Virtual Reality en video-on-demand om de hoek kijken. Is dat echter wel een realistsich toekomstbeeld, of zijn de barrieres op korte termijn zodanig, dat het er niet van kan komen en ontbreekt op langere termijn ook het economisch draagvlak. Dat is het onderwerp van veel toekomstvisies en speculaties. Technisch niet eenvoudig en het gaat ongetwijfeld een hoop geld kosten, belnagrijker is misschien nog de vraag of we er wel iets mee gaan doen, of er wel vraag is naar dat soort nieuwe media. In dit bestek gaan we voornamelijk in op de technische aspekten.

Bij het denken over de digitale snelweg wordt er vanuit gegaan, dat binnen niet al te lange tijd de PC, de telefoon en de televisie zeker voor wat het huiskamergebruik betreft zullen zijn versmolten tot een apparaat. Of er nu een computer in of bovenop de TV komt of dat we meer video in de PC stoppen maakt in wezen niet uit, wanneer je denkt in termen van functionaliteit. Dat maakt het zo gemakkelijk om te speculeren over nieuwe media, waarin alles tot n systeem is geintegreerd. Daarin zou de multimedia-belofte, waar de computerwereld de laatste jaren zo graag in wil geloven, realiteit worden. Niet alleen op het niveau van de desktop met n gebruiker, maar als een nieuwe vorm van individuele en massa-communicatie. Niet alleen 500 netten TV of unbeperkte pay-per-view en video-on-demand, maar videoverkeer tussen personen, tele-presence en nog een heleboel zaken die nu alleen nog maar in science-fiction boekjes voorkomen.

Bandbreedte is (nog) beperkt

Er is echter een andere kant en die vormt een ernstige technische en vanwege de kosten ook commerciele beperking. Waar het om draait is het verschil in benodigde bandbreedte (transmissiecapaciteit) tussen wat we nu hebben aan tweeweg telefoon (3 KiloHerz of 64 Kbps) en aan de eenrichtings-omroep van het huidige kabelnet tegenover de voor dat toekomstbeeld benodigde gigabit-tweeweg communicatie van het digitale end-user net. Wat structuur en opzet moeten we eerst onderscheid maken tussen e- mail verkeer via simpele modems en de overvloed van een kabel-TV met meer dan 40 kanalen. Dat lijkt eenvoudig aan elkaar te koppelen, maar dat stapt men wel over het feit heen, dat een telefoonnet of datanet een zogenaamde geschakeld net is met steeds andere punt-tot-punt verbindingen en een kabelnet een soort ster of bus met voor iedereen hetzelfde op de kabel. Voor het ideaal van een tweeweg, geschakeld digitaal end-user net met voldoende capaciteit voor tenminste video is iets van 10 tot 50 Mbps nodig, ongeveer de capaciteit die men nu voorziet voor de backbone van de Digitale Highway anno 1995.
Tussen de 64 kbps van het ISDN of de 19 kbps van de telfoon via modems en die 10 mbps gaapt een kloof, die we moeten overbruggen voor de integratie van TV/video en de PC echt vorm kan krijgen. Op de PC zelf is dat langzamerhand wel te doen, daar kun je al video, CD-I en hifi-geluid mee doen, maar in de verbinding naar het kabelnet of de centrale computers van databanken en datanetten zit het knelpunt.

Via de telefoon of via de kabel

Nu kun je de groei naar het digitale end-user net in grote lijnen op drie manieren laten verlopen. A: Een heel nieuw en onafhankelijk net op gaan zetten, met eigen glasvezelverbindingen naar iedere woning en onafhankelijk van bestaande netten. Dan zijn we helemaal vrij, alleen wie moet dat betalen en gaat men het dan ook gebruiken? B: Het telefoonnet zich laten ontwikkelen en geleidelijk uitbouwen, via ISDN met 64 kbps naar breedband-ISDN met video en verder. Dit zou geleidelijke vervanging van de telefoonkabels naar de voordeur door b.v. glasvezel of coax inhouden, voor wat betreft de verder verbindingen groeit de digitale snelweg, in dit geval onder beheer van de PTT. C: De kabelnet-exploitanten de kans geven om naast omroep ook tweeweg-communicatie te gaan verzorgen op hun netten. Binnen de bus- of sterstructuur van de huidige kabelnetten is dat beperkt mogelijk, via codering is pay-per-view mogelijk, en op den duur zou men die netten kunnen omvormen tot echte tweeweg-structuren. Het beheer zou dan bij de kabelexploitanten kunnen liggen of overgaan naar de PTT of er zou een heel nieuwe beheersstructuur moeten komen.
In alle gevallen A,B of C zijn er zowel technische als wettelijke en maatschappelijke aanpassingen nodig. De vraag wie een net beheert en of bijvoorbeeld de inhoud (content) en de transmissie gescheiden moeten blijven is heel fundamenteel. Er dreigt een nieuw en veelomvattend monopolie, wie wordt de baas over het super-medium.

Bij dit alles moeten we niet vergeten, dat ook via de ether en dan met name via satellietcommunicatie nog een andere toegangsweg mogelijk is, met eigen voordelen en dat via die zeker niet mogen vergeten.

Televisie over het datanet of telefoon over het televisienet

De vraag, waar het in de VS, maar ook bij ons dus eigenlijk om draait is wat en hoe de ontwikkeling gaat en of we die overlaten aan een soort vrije concurrentie tussen PTT en kabelmaatschappijen of dat daar regulerend moet worden ingegrepen. In de VS neigt men ernaar om alles maar vrij te laten en we zien dan ook dat de PTT's daar (Telco's) en de kabelmaatschappijen al op grote schaal samen gaan werken.

De organisaties die aanspraak maken op een hoofdrol in het Digitale Snelweg scenario en op den duur ook de digitale end-user loop zijn natuurlijk de PTT (KPN) met haar traditionele taak, Er zijn ook concurrenten van de PTT in de vorm van andere exploitanten van b.v. mobiele netten in ons land en ook uit het buitenland kijken telefoonmaatschappijen gretig naar de markt hier. De kabelnetten, met hun eigen groeiscenario tot full-service communicatienetten staan daar tegenover. In Nederland zijn de kabelexploitanten (VECAI) merendeels lokale organisaties, ooit opgezet op gemeentelijk niveau om de aanleg en exploitatie van de kabeltelevisienetten te regelen. De PTT heeft daar langzamerhand ook een aardig aandeel in gekregen, maar staat principieel aan de andere kant.

De nieuwe televisie-structuur

Een van kreten die steeds weer opduikt wanneer er over de Information Highway gesproken wordt is dat er dan 500 kanalen televisie beschikbaar komen. Dat is een soort ideaal, waar vooral de pers op is gedoken. Het is wat dat betreft wat jammer, dat men een technisch vrij gecompliceerd concept gesimplificeerd heeft tot een paar kreten, die op zich niet eens waar zijn. 500 kanalen televisie lijkt aan de ene kant een soort commerciele hemel, maar is er wel behoefte aan nog meer `troep' op de buis en wie gaat dat allemaal betalen, zelfs als het technisch haalbaar is. Nog meer reclame of allemaal pay-TV (betaal-TV), de reclamewereld wordt al onrustig bij de gedachte dat men op die manier de gedwongen consumptie van reclameboodschappen zoals we die nu kennen steeds meer kan ontlopen. Op dit moment ontvangen we, in ons dichtbekabeld land, zo'n 30 tot 40 verschillende analoog gecodeerde televisiesignalen, die we gemakshalve maar netten of kanalen noemen, via een kabelnetstructuur met coaxiaal koperkabel die in principe alleen maar geschikt is voor distributie van identieke signalen naar alle aangeslotenen. Via het decoderen van een signaal en de verhuur van een decoderbox zijn een paar van die kanalen omgevormd tot betaal-TV, maar niemand krijgt een apart en individueel signaal, het blijft een omroepsysteem. Doordat gewerkt wordt met hoogfrequente draaggolven, die gemakkelijk over het analoge net gaan, kunnen we flink wat televisiekanalen tegelijk versturen en is er ook nog wel ruimte voor teletext, lokale nieuwsdiensten, eventueel datanieuwsdiensten etc. De analoge techniek van de kabelnetten is vrij flexibel en met wat moeite zou er over die netten ook nog wel een vorm van tweeweg- communicatie, zoals telefoon of datacommunicatie kunnen lopen. Op die manier zou bijvoorbeeld interactieve televisie haalbaar zijn, waarbij men een beperkte mogelijkheid heeft om ook gegevens vanuit de huiskamer naar een centrale computer bij de kabelcentrale te zenden. Dat zou leuk zijn voor besteldiensten, Viditel-achtige informatie-uitwisseling en het uitwisselen van codes om bijvoorbeeld pay-TV te betalen. Vanuit de huiskamer stuur je een verzoek om programma A of B te mogen zien, en je krijgt een individuele code terug voor het decodeerkastje op de TV. Maar in die visie zou het kabelnet dan al een soort telefoonfunktie gaan hebben en dat is nu precies waar het knelpunt zit.

TV en Computer

Wat we met die digitale snelweg in de huiskamer nu eigenlijk kunnen en zullen gaan doen is nog niet helemaal duidelijk - en dat is ook een punt van fundamentele kritiek - maar er komt zonder twijfel meer interactieve TV, meer dataverkeer, meer en andere vormen van communicatie en daarbij praat men al druk over set-top apparaatjes en multimediale communicatie. Set-top boxes zijn de apparaatjes die bovenop de TV komen te staan en die, beide met een afstandsbediening vanuit de leunstoel, functies als kies-televisie, interactief shoppen en dergelijke mogelijk moeten gaan maken.
Hoe dat doosje er ook uit gaat zien, en misschien wordt het in de praktijk wel een kabeltje tussen een PC en de TV met een connectie met het digitale net, het zal een multimediaal en multifunctionele unit worden. Die wordt bediend per mini-toetsenbordje (zoals de `remote'), via een normaal toetsenbord, muis of ander aanwijsmiddel, maar zal ook zeker reageren op spraakcommando's, misschien bewegingssensors en wie erg futuristisch denkt ziet ons allemaal met een soort virtual reality interface (helm en andere effectors) aan de gang gaan. Dat zal allemaal nog wel even duren. Een meer praktische opzet is voorlopig een PC met een modem en dat weer aangesloten op de TV met misschien een camera er bovenop een meer praktische opzet.

Integratie

Er wordt al vrij lang gewerkt om de functies van de telefoon (tweeweg-communicatie), televisie (eenrichtings-allocutie) en de PC (dataverwerking en interface) te combineren. Dat gebeurt door in de PC meer video-functies te integreren, door in de telefoon extra geheugen, faxfuncties en LCD-schermpjes te bouwen en de televisie met afstandsbediening begint ook steeds meer op een computer te lijken. Deze integratie is mogelijk doordat er steeds betere beeldtechnologie beschikbaar komt, doordat de computer steeds kleiner wordt en kan worden ingebouwd (embedded) in allerlei apparatuur en omdat alle media steeds meer digitaal worden.

Multimedia

In het gebied tussen de TV en de computer gebeurt nu van alles, de hele multimedia-trend spitst zich toe op interactieve toepassingen met een mix van data, beeld en geluidsmateriaal. Wanneer die van een statisch medium worden gehaald is het leuk, maar daarvoor heb je aan een PC met CD- ROM etc. genoeg. Komt er echter `live' data of `live' video bij, die via de data highway worden opgepikt, dan kunnen plotseling allerlei nieuwe applicaties opduiken. Je kunt naar een sportprogramma kijken, maar de PC of de `extended TV' ook gebruiken om achtergrond data over de sport-prestaties erbij te halen, even te zien hoe het een vorige keer verliep etc.

Analoog of digitaal

We moeten hier nog even duidelijk maken, wat het verschil is tussen analoge en digitale communicatie. In de huidige wereld van voornamelijk analoge signalen voor telefoon en televisie worden die min of meer ongecodeerd overgeseind, met behulp van wat technieken waardoor we meerdere signalen tegelijk over hetzelfde kabeltje kunnen sturen (multiplexing). Dat is een volwassen techniek die goed werkt en vrij flexibel is. Aan de andere kant is er de digitale techniek, waarbij alle signalen worden gecodeerd in enen en nullen en dan overgeseind. Daar kun je ook een heleboel mee doen, er is minder kans op verlies en storing en voor computers is het essentieel. Omdat het telefoonnet nog steeds analoog functioneert, heeft men ook technieken ontwikkeld om digitale signalen over een analoog net te zenden (door er modems tussen te zetten aan beide kanten) en daar wordt men steeds knapper in, over een telefoonverbing kan men nu al 19.000 bits per seconde transporteren. De voordelen van digitale transmissie zijn echter op den duur beslissend en dus worden er ook digitale netwerken gebouwd, zoals het ISDN en andere datanetwerken, waar direct de digitale signalen op kunnen, je hebt dna geen modems meer nodig. Maar het ISDN kan, op het laagste niveau, maar 64.000 bits per seconde (64 kbps) aan, en is dus vergeleken met wat je via modems kunt doen dus niet echt veel beter. Maar met digitale techniek kun je ook makkelijk stapelen en combineren, op den duur gaan we ook echt wel die digitale richting uit. Ook de Digitale Snelweg, waarbij men voorlopig denkt aan transmissie-capaciteiten van 150 megabit per seconde (mbps) wordt helemaal digitaal. Daar kan een heleboel dataverkeer overheen, voor een computer zijn dergelijke snelheden zeer hoog en kun je bij wijze van spreken met honderden PC's over zo'n verbinding tegelijk communiceren. Wil men echter zaken als spraak (telefoon) of zelfs video digtaal gaan versturen, dan vraagt dan flink wat transmissiecapaciteit. Voor een telefoongesprek is, zonder compressie, al 64 kilobits per seconde nodig, dus er kunnen over de digitale snelweg maar 200 gesprekken (en omdat er 2 x 64 kbps nodig is, eigenlijk maar 100). Nu kun je met compressie (samendrukken van de gegevens en de loze ruimtes, spaties etc. er uit halen) flink wat besparen, maar voor een videokanaal heb je toch wel 10 megabits per seconde nodig. Met andere woorden, over een digitale snelwegverbinding anno 1995 met een transmissiecapaciteit van 150 mbps kun je maar 10 videokanalen tegelijk versturen.

Beeldtechnologie

Een televisie is eigenlijk qua beeldkwaliteit niet optimaal en de PC biedt, zeker in S-VGA kwaliteit, een beter en scherper beeld. Dat komt mede omdat de PC werkt met digitale beeldvorming (niet in de monitor maar intern) en men minder last had van een `installed base' van toestellen. Bij de TV blijkt een verbetering op dat gebied, naar HDTV met betere beeldkwaliteit, een langdurig proces. De digitale beeldvorming heeft allerlei voordelen en past ook beter bij de plannen voor de digitale snelweg, maar analoge transmissie via coax-kabel is wel wat flexibeler en het hele analoge net ligt er nu eenmaal al, ook de satelliet-transmissie van TV-signalen verloopt analoog. Op dit moment is de distributie van TV-signalen via de kabel dus nog vrijwel helemaal analoog, maar de overstap naar digitale transmissie zit in de pen, ook al in samenhang met de digitale snelweg plannen. Analoge video, zoals we dat nu kennen, kun je natuurlijk ook opslaan (VCR) en terugspelen, maar er zijn dan minder mogelijkheden voor bewerking, selectie, en compressie. Wat vooral van belang is: bij analoge technieken verlies je bij iedere slag aan kwaliteit, bij digitale bewerking blijft de (beeld)-kwaliteit constant.