U hebt verbinding — Hoe?

DOOR EEN ONTWAAKT!-MEDEWERKER IN JAPAN

IN Japan, een land met ongeveer net zo veel telefoons als inwoners, worden ruim 300 miljoen telefoonverbindingen per dag tot stand gebracht. Ook komen er dagelijks zo’n miljoen telefoontjes uit het buitenland binnen en wordt er bijna net zo vaak naar het buitenland gebeld.

Waarschijnlijk gebruikt ook u de telefoon — hetzij een vaste of een mobiele — bijna elke dag. Omdat de wereld steeds meer gemoderniseerd wordt, is het voor velen routine geworden iemand op een ander continent te bellen. Maar hebt u zich ooit afgevraagd hoe uw telefoon verbinding krijgt met de telefoon van degene naar wie u belt?

Verbinding via een telefoonnet

Allereerst moet uw telefoon op een telefoonnet zijn aangesloten. Als u het snoer volgt dat aan een gewone telefoon zit, komt u bij een contactdoos die met de bedrading in uw huis verbonden is. * Gaat u nog verder, dan bemerkt u dat deze lijn ondergronds of via een telefoonpaal verbonden is met een kabel die naar een telefooncentrale in de buurt loopt. Deze centrale is vervolgens weer verbonden met een grotere centrale, waardoor een telefoonnet ontstaat. Wanneer u dus een vriend in dezelfde stad opbelt, wordt via een netwerk een spraakverbinding gevormd tussen uw telefoon en die van uw vriend.

Hoe werkt het bij mobiele telefoons? Hoe krijgen die verbinding met elkaar? Ook hier geldt hetzelfde principe als bij de gewone telefoon. Een onzichtbare „draad”, een radiogolf, verbindt uw mobiele telefoon met een centrale in de buurt die met een telefoonnet verbonden is. Maar als u nu met iemand op een ander continent spreekt?

Kabels door de oceanen

Twee door een oceaan van elkaar gescheiden continenten per kabel met elkaar verbinden, is een gigantische onderneming. Hiervoor moet over de zeebodem, door troggen en over onderzeese bergen, een duizenden kilometers lange kabel worden aangelegd. Toch is intercontinentale telecommunicatie zo begonnen. De allereerste trans-Atlantische onderzeese telefoonkabel werd in 1956 voltooid. * Het was een verbinding tussen Schotland en Newfoundland die 36 gesprekken tegelijk kon doorgeven. In 1964 werd de eerste kabel door de Grote Oceaan gelegd, tussen Japan en Hawaii. Die kabel kon 128 telefoongesprekken tegelijk verwerken. Er volgde nog een aantal andere onderzeese kabels, die continenten en eilanden met elkaar verbonden.

Wat voor kabels worden er op de oceaanbodem gelegd voor telefoonverbindingen? Aanvankelijk werden vaak coaxiale kabels gebruikt met koper als geleidende kern en koper- of aluminiumfolie als geleidende mantel. In 1976 werd een van de laatste coaxiale kabels gelegd en die had een capaciteit van  4200 gesprekken. Maar in de jaren ’80 kwam de glasvezelkabel. De eerste intercontinentale kabel van dit type werd in 1988 geïnstalleerd en kon 40.000 telefoongesprekken tegelijk verwerken, met gebruik van digitale technologie. De capaciteit van kabels is sindsdien vergroot. Sommige trans-Atlantische kabels kunnen 200 miljoen gesprekken verwerken!

Hoe worden telecommunicatiekabels onder water aangelegd? Ze worden op de bodem van de oceaan gelegd en volgen de zeebedding. Dicht bij de kust wordt de kabel in een stevige bekisting in een sleuf geplaatst die door een op afstand bediende graafmachine wordt gegraven. De bekisting beschermt de kabel tegen schade door ankers of visnetten. Wanneer u dus uw vriend op een ander continent opbelt, gaat uw stem misschien door een van deze kabels diep onder water.

Onzichtbare kabels verbinden verre plaatsen

Toch is een onderzeese kabel niet de enige manier om continenten en eilanden met elkaar te verbinden. Een onzichtbare „draad” — een radiogolf — wordt ook veel toegepast. Dit soort golven, ook wel microgolven genoemd, verbinden verafgelegen plaatsen met elkaar voor internationale telecommunicatie. Omdat microgolven zich net als een smalle lichtbundel rechtlijnig voortplanten, kunnen ze slechts een verbinding vormen met lokaties die „in zicht” liggen. Wegens de kromming van het aardoppervlak kan er geen rechtstreekse verbinding worden gemaakt met een plaats aan de andere kant van de aardbol. Voor een verbinding tussen zulke ver uit elkaar gelegen plaatsen is satellietcommunicatie vereist.

Als een satelliet boven de evenaar op zo’n 36.000 kilometer hoogte in een zogenoemde geostationaire baan wordt gebracht, draait hij in ongeveer 24 uur rond de aarde — dezelfde snelheid als de rotatie van de aarde. Hij hangt dan ook vrijwel steeds boven hetzelfde deel van de aarde. Omdat zo’n satelliet een derde van de aarde kan zien, kunnen de in dat gebied gelegen grondstations — lokaties die microgolven verzenden en ontvangen — met de satelliet communiceren. Hoe kunnen twee ver uit elkaar gelegen lokaties dan via een satelliet met elkaar verbonden worden?

Een grondstation binnen het bereik van een satelliet zendt een microgolfsignaal naar de satelliet. Dit wordt een uplink genoemd. Op de satelliet is een transponder, een zender/ontvanger, gemonteerd die het ontvangen signaal eenvoudig naar een lagere frequentie transformeert en weer doorzendt zodat een ander grondstation het kan opvangen. Dit heet een downlink. Op deze manier kunnen twee grondstations die niet rechtstreeks met elkaar kunnen communiceren, door een onzichtbare draad via een satelliet met elkaar verbonden worden.

De eerste commerciële communicatiesatelliet, Intelsat 1, ook wel Early Bird genoemd, werd in 1965 gelanceerd. Nu  functioneren er zo’n 200 communicatiesatellieten, de meeste geostationair, die plaatsen over de hele wereld met elkaar verbinden. Deze satellieten worden niet alleen voor internationale telecommunicatie gebruikt maar ook voor televisie-uitzendingen, weersobservatie en andere toepassingen. Zulke satellieten hebben meerdere transponders en kunnen zo meerkanalige verbindingen tot stand brengen. De Early Bird kon bijvoorbeeld gelijktijdig één televisiesignaal en 240 telefoongesprekken doorgeven. De Intelsat VIII-​serie, die sinds 1997 operationeel is, kan drie televisie-uitzendingen en maximaal 112.500 telefoongesprekken tegelijk doorgeven.

Is er verschil merkbaar?

Al deze veranderingen hebben de prijs van internationale telefoongesprekken drastisch verlaagd. Misschien kunt u nu vaker met uw vrienden of familieleden op een ander continent praten. Hoe weet u of uw verbinding via een onderzeese kabel of via een satelliet loopt?

Met een satellietverbinding is de onzichtbare draad (met inbegrip van de uplink en de downlink) zo’n 70.000 kilometer lang. Dat is bijna twee keer de omtrek van de aarde. Hoewel microgolven zich net zo snel als het licht voortplanten, hebben ze bijna een kwart seconde nodig om via een satelliet van het ene grondstation bij het andere te komen. Dit betekent dat uw stem een kwart seconde later bij de andere persoon aankomt, en hetzelfde geldt in omgekeerde richting. Er is dus een vertraging van een halve seconde. Omdat u in dagelijkse gesprekken niet aan die vertraging gewend bent, bemerkt u misschien dat u op hetzelfde moment spreekt als de ander. Als u dit hebt ervaren, kan dit een aanwijzing zijn dat u via een satellietverbinding praat. Maar wanneer u een andere keer hetzelfde nummer belt, merkt u misschien geen enkele vertraging. Dit kan zijn doordat u nu via een onderzeese glasvezelkabel verbonden bent. Wat voor verbinding u met de andere kant van de wereld krijgt, wordt achter de schermen bepaald door een ingewikkeld telefoonnet.

De deskundigheid en arbeid van velen komt eraan te pas om het ingewikkelde telefoonnetwerk van onderzeese kabels, grondstations en satellieten te onderhouden dat ons het gemak van communicatie geeft. Denk dus de volgende keer dat u een vriend opbelt, eens aan alles wat er gedaan is om uw verbinding tot stand te brengen.

[Voetnoten]

[Diagram/Illustraties op blz. 20, 21]

(Zie publicatie voor volledig gezette tekst)

RADIOGOLVEN

Uplink

Downlink

[Diagram/Illustraties op blz. 20, 21]

(Zie publicatie voor volledig gezette tekst)

ONDERZEESE KABELS

Mobiele telefoon

[Illustratie op blz. 20]

Moderne glasvezelkabels kunnen 200 miljoen telefoongesprekken doorgeven

[Illustratie op blz. 21]

De bemanning van de Space Shuttle werkt aan Intelsat VI

[Verantwoording]

NASA photo

[Illustratie op blz. 21]

Schepen leggen de kabels en onderhouden ze

[Verantwoording]

Courtesy TyCom Ltd.