telenett

telenett,  

 

system av kabel- og radioforbindelser, samt koplingsutstyr, som gjør det mulig å utveksle forskjellige typer elektronisk informasjon mellom geografisk atskilte terminaler. Opprinnelig dekket betegnelsen nett formidling av telefon og telegraftjenester, men utviklingen er nå gått mot en sammensmelting av alle typer nett for elektronisk informasjonsutveksling. Denne prosessen drives både av den teknologiske utviklingen og av opphevelsen av telemonopolene.

Historikk

 

Telegraf

Verdens første telegraflinje, som var 64 km lang, ble åpnet i USA 1848. Den Norske Statstelegraf startet sin virksomhet 1. januar 1855 med en telegraflinje mellom Oslo og Drammen. Samme året ble det etablert linjer til Sverige, og disse var igjen knyttet til Danmark og deler av Europa. I 1870 nådde telegraflinjene til Vardø. Den første sjøkabelen for telegrafi mellom Europa og USA var på plass i 1867, mens den første sjøkabelen fra Norge mot utlandet (Arendal–Hirtshals, Danmark) var ferdig i 1869.

 

Telefon og ISDN

Den første telefonsamtalen ble ført i 1876. I Norge startet International Bell Telephone Company telefondrift i 1880 i Oslo. Telefonforbindelsene ble etablert med ledninger som var hengt opp i stolper, men allerede mot slutten av 1800-tallet gravde man ned kabler i bakken. Første patent på en automatisk telefonsentral ble anmeldt i USA i 1872. I Norge ble den første automatiske telefonsentralen satt i drift i Skien i 1920, men så sent som i 1955 arbeidet ca. en tredjedel av de ansatte i Telegrafverket (7300 personer) med nummeropplysning eller med å koble samtaler. Arbeidet med å automatisere oppkoblingen av samtaler over større avstander, rikstelefon med fjernvalg, ble påbegynt i 1954, først mellom Oslo og Ski i Akershus. Dette arbeidet ble fullført i 1980-årene.

Fra 1970-årene begynte innføring av digitale PCM overføringssystemer for knipper av talekanaler, der hver talekanal ble representert av en datastrøm med overføringshastighet 64 kbit/s. Og i 1986 kom i drift på Økern i Oslo den første helt digitale telefonsentralen, styrt av datamaskin . (De aller første datamaskinstyrte sentralene med analog linjegjennomkopling av samtalene kom noen år tidligere). Frem til 1997 ble alle landets telefonsentraler skiftet til digitale systemer som formidlet PCM talesignalene direkte som binære sifre. Dermed var skapt et sammenhengende digitalt nett med linjesvitsjing for kanaler med bitrate 64 kbit/s . Kun på de siste strekningene mellom lokal telefonsentral og abonnentens telefonapparat ble talen fortsatt overført på analog form. 

Nettverksløsningen var samtidig også videreutviklet til et integrert digitalt nett for både tale- og dataoverføring (ISDN), ved at de enkelte kanalene etter avtale ble fremført helt ut til abonnenenes digitale brukerutstyr via de gamle kopperkablene i telefonnettet. Slike abonnenter kunne derved kople opp transparente digitale kanaler hele vegen seg imellom, der deres data, eller tale som de selv digitaliserte, ble transportert i en sammenhengende strøm, med bitrate 64 kbit/s  (B-kanaler). Flere kanaler kunne flettes sammen til resulterende høyere bitrater. I tillegg kunne data med bitrate 9,6 kbit/s sendes med pakkesvitsjing etter X.25-standarden via tilleggskapasitet (ISDNpak), bl.a. for fremføring til alarmsystemer og til betalingsterminaler. Et separat, kraftig signaleringssystem mot brukerapparatene var inkludert i tilleggskapasiteten (D-kanalen).

ISDN ble en meget utbredt tilgangsløsning mellom Internettet og brukerne av dette. Antall ISDN-tilknytninger nådde et maksimum på omlag 85.000 rundt 2002. Antallet vanlige telefonabonnenter var da 1,5 millioner, mot 3.8 millioner mobilabonnenter (kilde:Post- og teletilsynet). 

Digitaliseringen av det tradisjonelle telefonnettet førte til store kostnadsinnsparinger. En ti minutter telefonsamtale Oslo-Hammerfest kostet i 1989 kr 27,50, mens den i 1997 kostet kr 6,40 (kilde:Telenor).

 

Teleks

Telegraftjenesten ble etter hvert avløst av teleks, og i 1946 ble den første teleksforbindelse mellom Oslo og utlandet åpnet. I 1988 hadde det verdensomspennende teleksnettet mer enn 1,5 millioner abonnenter i nesten 200 land. Fjernskriverne hos abonnentene ble fra 1960-årene knyttet til automatiske koplingsentraler, i Norge til slutt 5 stk. Teleksdokumenter fikk etter hvert en solid juridisk status. Tjenesten er etter 2000 stort sett overtatt av elektronisk post (e-post) i datanett.

 

Radiotelegrafi og -telefoni

I 1906 ble det første radiobaserte telegrafsambandet i Norge etablert (Røst og Sørvågen). I 1919 fikk Norge regulær radiotelegrafisk forbindelse med USA fra en sender ved Stavanger. Den første radiotelefoniforbindelsen i Norge ble etablert i 1928, i de første tiårene ble slike forbindelser kun benyttet for å knytte vanskelig tilgjengelige områder til nettet og dessuten til forbindelse med skip. I 1953 ble den første radiolinjen (Trondheim–Steinkjer) tatt i bruk i Norge. Over denne kunne man formidle vanlige rikstelefonsamtaler, og i 1976 ble det etablert satellittforbindelse til de nyankomne installasjonene i Nordsjøen.

 

Mobiltelefon

Det første mobiltelefonnettet i Norge ble etablert i 1966. Dette systemet var manuelt og ble i 1981 avløst av verdens første automatiserte mobiltelefonnett, NMT, utviklet i fellesskap av de nordisk televerkene. Det var knyttet direkte til rikstelefonnettet. I 1993 ble tatt i bruk et nytt verdensomspennende digitalt mobiltelefonnett, GSM, utviklet av de europeiske televerkene, med sentrale bidrag fra norske eksperter, bl.a. for radioløsning og tekstmeldinger. Systemet har fått verdensomspennende utbredelse og er blitt større en det tradisjonelle faste telefonnettet. Gjennom flere utviklingstrinn (2G(enerasjon), 3G og 4G) er tilkommet muligheter for dataformidling for mobilapparatene med overføringshastigheter langt opp i Mbit/s-området.

Året 2006 var det 5 millioner mobilabonnementer i Norge (kilde: Post- og teletilsynet)

 

Satellittkommunikasjon

I 1964 ble det dannet en internasjonal organisasjon, Intelsat Ltd, som hadde som oppgave å etablere og drive et verdensomspennende nett av kommunikasjonssatellitter for faste telesamband. Norge var medlem fra starten, og sammen med øvrige nordiske televerk ble det bygget deres første jordstasjon ved Tanum i Sverige.  

Norge var også aktiv ved etablering av INMARSAT-systemet i 1979 for mobil kommunikasjon via satellitt til skip. Tre stasjonære satellitter dekker de tre verdenshavene og tjener som forsterkere mellom abonnentenes mobile brukerstasjoner og jordstasjoner på land. Disse er knyttet til de internasjonale telefon- og teleksnettene. Norges første egne jordstasjon, ved Eik nær Stavanger, samarbeider med utvalgte jordstasjoner i andre land for å dekke de tre verdenshavene. 

De europeiske televerkene opprettet i 1977 det felles satelittselskapet EUTELSAT S.A. (tidligere European Telecommunications Satellite Organization), som i 2011 dekker over 150 land i Europa, Midt-Østen, Afrika, India og store deler av Asia og Nord- og Sør-Amerika.

Som følge av den nye offshorevirksomheten utviklet det norske Televerket i 1976 Europas første innenlandske satelittsystem NORSAT for kommunikasjon med plattformene  i Nordsjøen. Det ble også etablert forbindelse til Svalbard, der en så vidt kan se de faste satellitten over horisonten. Dermed ble det mulig å etablere fjernvalg rikstelefon dit. I Norge ble det i 1986 etablert en stor jordstasjon i Nittedal utenfo Oslo, etter hvert med et 50-tall store parabolantenner, opp til 18 meter i diameter. Her formidles bl.a. TV-sendinger.

 

DATEL, DATEX OG DATAPAK

Som følge av tiltagende interesse for å overføre data via telenettet opprettet Telegrafverket i 1969 den såkalte "Dateltjenesten". Dette omfattet anskaffelse av dataoverføringsutstyr tilpasset telefon- og teleksnettene, undersøkelser og forbedring av kvaliteten på linjene, og teknisk støtte og veiledning, samt utviklingstiltak rettet mot nye nettverksløsninger.

Et økende antall lukkede (private) datanettverk med diverse løsninger som ble etablert førte til at televerkene i mange land fra 1968 samarbeidet innenfor Den internasjonale teleunionen (ITU), i lag med Den internasjonale standardiseringsorganisasjonen (ISO) for dataleverandørene, om å utvikle standarder for nye nettløsninger særskilt tilpasset datakommunikasjon. Fra noen land så man dette som en viderutvikling av teleksnettet, mens andre så det som en forløper til et på lengre sikt helt digitalt telefonnett.

De nordiske televerkene gikk sammen om utviklingen av "Nordic Public Data Network" (NPDN) med linjesvitsjete overføringskanaler for 600, 2400, 4800 og 9600 bit/s og lynkjappe datamaskinstyrte sentraler og utskutte konsentratorer, som gav oppkoplingsforsinkelser totalt mindre enn 0,1 sekund. Grensesnittet mot brukernes datautstyr var etter standarden X.21. Tjenesten, som i Norge kom i drift fra 1981, ble kalt "Datex", og den hadde på det meste omlag 12.000 tilknytninger, særlig innenfor næringsliv og forvaltning.Fra slutten av 1990-årene ble Datex-tjenesten overtatt av ISDN, som leverte overføringshastigeter 128 kbit/s og enda høyere.    

Fra 1973 foregikk også en utvikling hos ITU av standarden X.25 for nettverk basert på pakkesvitsjing, et prinsipp som ble foretrukket innenfor de lukkede, private datanettene. Etter at standarden under norsk ledelse ble utviklet (vedtatt i 1976), skjedde en rask og enorm utbredelse over hele verden, både for offentlige nettverk og i de lukkede bedriftsinterne nett. I Norge kom en prøvetjeneste NORPAK i 1978 og en driftstjeneste Datapak fra 1984. Sistnevnte ble tilknyttet 160 nettverk i over 60 land. Tjenesten ble senere integrert i ISDN og fikk her over 50.000 tilknytninger, særlig for betalingsterminaler og alarmsystemer. Denne X.25-baserte tjenesten ble avviklet fra 2010.

 

INTERNETT

Fra 1990-årene gikk de mange ulike datanett som tidligere ble brukt innenfor næringsliv og forvaltning gradvis over til å nytte en ny felles løsning,TCP/IP, som opprinnelig tatt i bruk fra 1983 i ARPANET. Standarden X.25 fra Den internasjonale teleunionen (ITU) var allerede fra 1970-årene tatt i utstrakt bruk, til erstatning for diverse leverandørers egne løsninger. Men med TCP/IP kunne enkeltnettene lettere koples sammen til et resulterende "Internett", slik at trafikk og tjenester greit kunne formidles mellom alle brukerne. De tidligste brukerne av det første, lukkede Internett var universiteter og forskningsinstitusjoner, men fra 1990-årene ble det etablert kommersielle tilbud for tilgang til Internett også for bedrifter og det brede publikum. Til Norge kom adgang til det egentlige Internett først via det nordiske universitetsnettet NORDUNET i 1988 (men tekniske prøver gjennom  ARPANET til Norge -prosjektet kom i gang allerede fra 1973).

Omfanget av tjenester i Internettet økte hurtig, slike som e-post, informasjon i databaser (World Wide Web), IP-telefoni  og videokonferanse, og i 2011 også TV-overføringer. Samtidig skjedde en rask utvikling av stadig billigere datautstyr til brukerne; -  PCer og datakraftige mobiltelefoner. Den allmenne datakompetanse vokste hurtig i befolkningen. Brukertilslutning, bruksformer og formidlingskapasitet i Internettet har gjennom første dekade på 2000-tallet vokst enormt over hele verden,  - og dette fortsetter å vokse i hurtig takt. Så vel tradisjonelle televerk som nye tele- og datanettoperatører satser i dag på utbygging av TCP/IP-basert infrastruktur som felles løsning for alle typer tjenester levert gjennom telenettet. 

 

BREDBÅND

Regjeringen la i 2000 frem utredningen "Bredbånd for hele landet", der en regnet med at overføringshastigheter til sluttbrukere høyere enn ca. 1 Mbit/s kunne anses som bredbåndstilgang til Internett. Beste tilbud den gang var 128 kbit/s via ISDN.

Teknologisk utvikling med mer komplekse signalprosesser gav muligheter for høyere hastigheter på kopperkablene ut til telefonabonnentene. Den etter hvert standardiserte DSL-teknologien  oppdaget i 1989 (Digital Subscriber Line) ble tilbudt i Norge fra rundt 2001 med ADSL (Assymmetric Subscriber Line), der opp mot 1,5 Mbit/s bitrate kunne leveres ned til abonnentene og noen hundre kbit/s bitrate i retur. I trinnvis utvikling er det i 2011 tilbudte bitrater  opp til 40 Mbit/s toveis overføring (dupleks) med såkalt VDSL (Very-Highe Digital Subscriber Line). Dette er koordinert med kraftig utbygging med fiberoptiske kabler, både i de sentrale deler av telenettet og på veg utover i de lokale kopperkabelnettene. Dest kortere kopperkabel, desto høyere bitrater kan tilbys.

Også de tradisjonelle kabel-TV nettene som er basert på forgrenet koaksialkabelnettverk har utviklet bredbåndstilgang til Internett. Bitratene som tilbys har fulgt alternativene på telefonkablene.

Tilkopling via fiberoptiske systemer helt ut til brukernes utstyr skjedde i begynnelsen fra omkring 2000 innenfor små lokale prosjekter. Da var 10 Mbit/s (toveis) høyeste bitrate. Samtidig ble tilbudt leveranse av moderne kabel-TV tjenester på samme fiber, og snart etter også rimelige telefontjenester (VoIP), i såkalt "triple play"  tilbud. Utbygging av lokale aksessnett har stadig økt, ikke minst støttet av elkraftselskaper, og bitratene øker stadig, uten prisøkninger. Status i 2011 er tilbud om opp til 100 Mbit/s dupleks for privatkunder og 400 Mbit/s for bedrifter.

Også på telefonkabler og i kabel-TV-nettverk tilbys nå triple play tjenester.

Mobiltelefontjenestene har også blitt kraftig videreutviklet, fra de første datakanalene på 9,6 kbit/s. De siste teknologigenerasjoner tilbyr i 2011 opp til 5 Mbit/s bitrate over mesteparten av landet (3G system) og opp mot 30 Mbit/s i større byer (4G system).

 

Organisering

Allerede i 1881 fikk staten monopol på å formidle meddelelser over telegraflinjer og lignende anlegg. Private anlegg kunne imidlertid få konsesjon for å drive innen en kommune.  Telegrafloven av 1899 gav staten monopol på all telekommunikasjon, også innen hver enkelt kommune, og statsetaten Telegrafverket fikk rett til å kjøpe opp de private selskapene. Denne prosessen tok lang tid, og det siste private telefonselskapet, Andebu Telefonforening, ble kjøpt opp først i 1974. I 1969 endret Telegrafverket navnet til Televerket, noe som indikerte at betydningen av telegraftjenesten hadde avtatt i forhold til andre teletjenester. Etaten ble nå omvandlet til et forvaltningsbedrift. Fra slutten av 1980-årene og gjenom 1990-årene skjedde en gradvis avmonopolisering av telekommunikasjonsområdet, først for alt brukerutstyr og senere for nettverk og tjenester. Bedriften ble i 1994 omgjort til et halvt privatisert statsaksjeselskap, fra 1995 under navnet Telenor. Bedriften mistet i 1998 sin enerett på det offentlige telenettet og telefontjenesten i Norge og ble konkurranseutsatt på en rekke områder.  

 

Et telenett består i prinsippet av terminaler, sentraler, kabler og transmisjonssystemer:

• Terminalene er brukernes grensesnitt mot nettet og kan f.eks. være PC, telefon- eller telefaksapparater.
• Kablene og transmisjonssystemene har som oppgave å overføre elektroniske signaler mellom terminalene og sentralene, og innbyrdes mellom sentralene i nettet. - Transmisjonssystemene kan være såkalte linjesystemer, som sender signaler over elektriske eller fiberoptiske kabler, radiolinjer eller satellittsystemer.
• Sentralene har som oppgave å koble opp forbindelser, enten direkte mellom terminaler tilknyttet samme sentral, eller via transmisjonssystemer og andre sentraler. - Større virksomheter kan ha egne interne telenett med hussentraler som formidler telefontrafikk internt i virksomheten og mot det offentlige nettet.

Med moderne teknologi blir skillene mellom tele- og datakommunikasjon stadig mindre, og utviklingen har gått langt mot tjenesteintegrasjon, der alle typer elektronisk informasjon overføres i det samme kommunikasjonsnettet.

Hovedkomponentene

 

Telefonsentralene

Telefonsentralene består i prinsippet av tre hoveddeler, en koblingsdel som kobler opp forbindelsene, en styredel som på grunnlag av telefonnumrene bestemmer hvilke forbindelser koblingsdelen skal sette opp, og en signaleringsdel som utveksler styringsinformasjon med andre sentraler i nettet via et såkalt signaleringssystem. I det norske telenettet er fra 1997 alle telefonsentralene digitale, dvs. at alle talesignalene som kobles gjennom er digitaliserte, såkalte PCM- (pulskodemodulerte) signaler. Sentralene utfører linjesvitsjing, dvs. at de på grunnlag av nummerinformasjonen kobler opp en dedikert forbindelse gjennom sentralen når en samtale etableres, og beholder denne forbindelsen helt til samtalen avsluttes.

 

Multipleksere

Multipleksere gjør det mulig å overføre mange telefonsamtaler samtidig over en felles kabel eller radiolinje. Multipleksingen kan være frekvensdelt eller tidsdelt:

• Ved frekvensdelt multipleksing (bærefrekvenssystemer) vil de forskjellige telefonkanalene  bli overført samtidig i forskjellige frekvensbånd. Talesignalet avgrenses først til under 4 kHz båndbredde før de moduleres til sin plass på frekvensskalaen. I en "primærgruppe" samles 12 telefonkanaler, og 5 slike grupper danner deretter en "sekundærgruppe", som altså inneholder 60 telefonkanaler. Høyere grupper dannes så avhengig av overføringsmediet. Internasjonale standarder for disse byggeblokkene gjør det enkelt å kople sammen eller avgrene grupper.         
• Ved tidsmultipleksing måles talesignalet regelmessig 8000 ganger pr. sekund i hver kanal, og hver måleverdi angis i binære tall med 8 sifre som sendes periodisk. Det europeiske standardiserte systemet for tidsdelt multipleksing i telenettet er basert på at 32 kanaler deler en linje. Første kanal sender sine 8 bit måleverdi i løpet av 3,9 mikrosekunder, deretter sender neste kanal sin måleverdi, osv. til alle har fått sendt sine måleverdier på 8 bit, deretter gjentas prosessen. Dermed sender i alle kanalene 8000 måletall á 8 bit, som tilsvarer 64 000 bit hvert sekund, dvs. den dataraten på 64 kbit/s som skal til for å overføre en telefonsamtale. En digital primærgruppe på 32 kanaler krever således 32 x 64 kbit/s = 2,048 Mbit/s fremføring på den felles linjen. Herunder nyttes to kanaler til henholdsvis synkronisering og signalering mellom endepunktene. Denne strukturen tillater at talekanalene i to slike digitale grupper greit kan koples mot de 60 kanaler i en frekvensdelt sekundærgruppe. (I amerikanske systemer tidsflettes 24 kanaler i en digital primærgruppe, og dette er tilpasset to frekvensdelte grupper á 12 kanaler).

På optiske fibre benyttes tidsdelte multipleksere som kombinerer opptil 30 000 telefonkanaler til et signal. For å utnytte fiberens overføringskapasitet enda bedre kan flere slike signaler overføres samtidig på hver sin lysfrekvens, dvs. ved frekvensmultipleksing (her også kalt bølgelengde-multipleksing eller fargemultipleksing). En slik kombinasjon gir mulighet til å overføre mer enn 100 000 telefonkanaler samtidig på en enkelt fiber.

 

Linjesystemer

Linjesystemer er en samlebetegnelse på de nettkomponentene som overfører de multipleksede signalene mellom sentralene. Tidligere ble det benyttet analoge linjesystemer, med lineære forsterkere underveis,  kombinert med  bærefrekvenssystemer. Nå benyttes kun digitale linjesystemer i kombinasjon med tidsdelt multipleksing (og eventuell bølgelengdemultipleksing på fiberkabel). Linjesystemene sender pulser som representerer binærsifrene, enten elektriske pulser i parkabler eller koaksialkabler, radiopulser over radiolinjer, eller lyspulser over fiberoptiske systemer. Pulsene regenereres  (rettes opp) med korte mellomrom, typisk med ca. 2 km avstand på vanlige kopperkabler. Fiberoptiske transmisjonssystemer kan sende signalene mer enn 100 km uten regenerering.

 

Signaleringssystem

I et automatisert telenett må sentralene utveksle kontollinformasjon for å kunne koble opp og ned forbindelser. Dete skjer i et såkalt signaleringssystem. Slike systemer er standardisert av den internasjonale teleunionen, ITU. De signaleringssystemer man benyttet tidligere hadde svært begrenset kapasitet for informasjonsoverføring. I et moderne telenett som skal tilby avanserte teletjenester, er det behov for utveksling av større datamengder både innbyrdes mellom sentralene og mot forskjellige databaser. Man bruker nå signaleringssystem nr. 7 (SS7), som utgjør et dedikert datakommunikasjonsnett basert på pakkesvitsjing inne i telefonnettet. Kontrollinformasjonen som bæres via dette nettet er oppdelt etter formålene;  TSUP dekker "Telephony Services User Part" og ISUP dekker "ISDN Services User Part" etc.

Tjenester

Tidligere var den mest omfattende teletjenesten vanlig telefon, - fast og fysisk tilknyttet nettverket , men nå opptrer veksten særlig for mobile teletjenester og datakommunikasjonstjenester. Dessuten arbeider man for å få forskjellige nett og tjenester samlet innenfor et integrert nett. Mens ISDN var et første forsøk på på dette, så har Internett sammen med bredbåndslinjer til brukerne i større grad oppnådd integrert kommunikasjon.

Tjenester som baserer seg på multimediakommunikasjon, dvs. samtidig utveksling av både lyd, bilder og data er nå tatt i utstrakt bruk og vil få dominerende betydning i fremtiden. Slike tjenester får høyere kvalitet desto større overføringshastighet som nyttes. Man arbeider derfor med å utvikle telenettet til et mobilt såvel som fastkoplet sammenhengende bredbånds tjenesteintegrert nett.

Teletjenestenes historie i norge