QAM, oftewel Quadrature Amplitude Modulation, is een techniek waarmee digitale signalen (nullen en enen) kunnen worden verzonden via een analoog signaal. Dat klinkt misschien tegenstrijdig, maar deze methode maakt het mogelijk om efficiënt data over te brengen via draaggolven — precies wat nodig is voor bijvoorbeeld mobiel internet, wifi en het DOCSIS-protocol in kabelnetwerken.
Bij QAM worden twee analoge draaggolven gecombineerd, elk met een eigen frequentie en een faseverschuiving van 90 graden. Door aanpassingen in zowel de amplitude (de sterkte van het signaal) als de fase (de onderlinge verschuiving van de golven), kan de ontvanger exact bepalen welke digitale waarde is verzonden. Deze combinatie maakt het mogelijk om meerdere bits tegelijk te versturen, afhankelijk van de variant QAM die wordt gebruikt.
De basis4QAM: De basis van modulatie
In dit voorbeeld (zie afbeelding) zie je het principe van 4QAM. Het signaal wordt weergegeven in een zogeheten ‘constellatie-diagram’, waarbij vier vaste punten of symbolen staan voor combinaties van 2 bits: 00, 01, 10 en 11. Elk punt in het schema vertegenwoordigt een unieke combinatie van amplitude en fase.
Op basis van waar het gecombineerde signaal terechtkomt in het diagram, weet de ontvanger welke bits verzonden zijn.
16QAM: Meer data per symbool
16QAM werkt volgens hetzelfde principe als 4QAM, maar dan met 16 symbolen in het schema. Elke symboolpositie staat nu voor 4 bits in plaats van 2. Hierdoor kan in dezelfde tijdsduur twee keer zoveel data worden verzonden. Dit zorgt voor een hogere datasnelheid, wat essentieel is bij moderne toepassingen zoals streaming, videobellen en snel internet.
Het nadeel? Omdat de symbolen dichter bij elkaar liggen, wordt het systeem gevoeliger voor ruis en storingen. Hoe hoger de QAM-variant, hoe nauwkeuriger het signaal moet zijn.
Aantal QAM symbolenHoeveel QAM-symbolen zijn er?
De techniek is uitbreidbaar: hoe meer symbolen, hoe meer bits je per keer kunt versturen. Een overzicht:
- 32QAM = 5 bits per symbool
- 64QAM = 6 bits per symbool
- 128QAM = 7 bits per symbool
- 256QAM = 8 bits per symbool
- 512QAM = 9 bits per symbool
- 1024QAM = 10 bits per symbool
- 2048QAM = 11 bits per symbool
- 4096QAM = 12 bits per symbool
In de praktijk zie je vooral 64QAM en 256QAM terug bij kabelnetwerken. Ook wordt QAM veel gebruikt in telefonie-, DSL-, kabel-modems, en bij DVB (Digital Video Broadcasting), de standaard voor digitale televisie. Hiernaast wordt deze vorm van modulatie ook gebruikt voor je wifi verbinding.
Hoe hoger de QAM-waarde, hoe efficiënter de dataoverdracht — maar ook hoe kwetsbaarder het signaal. Ruis of storing kan ervoor zorgen dat een symbool verkeerd wordt geïnterpreteerd, met mogelijk verlies van data tot gevolg. Dit kan resulteren in haperende video’s, een slechte telefonieverbinding of een trage internetverbinding.
Meer over DOCSIS