DOCSIS

Data Over Cable Service Interface Specifications (DOCSIS) — семейство стандартов передачи данных по сетям кабельного телевидения по коаксиальному (телевизионному) кабелю.

Версии

DOCSIS 1.0

Консорциум «CableLabs» в сотрудничестве с широким кругом производителей оборудования выпустил в марте 1997 г. единый стандарт DOCSIS, который призван сменить существовавшие ранее решения на основе фирменных протоколов передачи данных и методов модуляции, несовместимых друг с другом, и должен гарантировать совместимость аппаратуры различных производителей.

В 1998 г. был принят международный стандарт ITU-T J.112 Annex B. Принятые ITU документы содержат три приложения, учитывающие специфические особенности американского, европейского и японского рынков услуг CATV и используемые в этих регионах стандарты (NTSC, PAL, SECAM). Например, EuroDOCSIS регламентирует принятое для Европы распределение частот прямого и обратного канала, оговаривает работу c полосой 8 МГц.

Cтандарт предусматривает передачу данных абоненту по сети кабельного телевидения с максимальной скоростью до 42 Мбит/с (при ширине полосы пропускания 6 МГц и использовании многопозиционной амплитудной модуляции 256 QAM) и получение данных от абонента со скоростью до 10,24 Мбит/с.

Передача данных «сверху вниз» — к пользователю, или в downstream-канале — выполняется передающим устройством головного оборудования, называемым CMTS — Cable Modem Termination System. Иначе говоря, вся полоса делится между всеми пользователями, которые в данный момент принимают данные, поэтому доступная в каждый момент времени полоса для конкретного пользователя может «плавать» в очень широких пределах. Передача информации «снизу вверх» (в upstream-канале) может выполняться кабельным модемом, который отвечает техническим требованиям, предъявляемым Предприятием, или сертифицирован на соответствие стандарту DOCSIS, а в качестве протокола доступа реализована процедура МДВР (многостанционный доступ с временным разделением каналов) или МДКР (многостанционный доступ с кодовым разделением каналов).

DOCSIS имеет прямую поддержку протокола IP с нефиксированной длиной пакетов, в отличие от DVB-RCC, который использует ATM Cell transport для передачи IP-пакетов (то есть, IP-пакет сначала переводится в формат ATM, который затем передаётся по кабелю; на другой стороне производится обратный процесс).

DOCSIS 1.1

Выпущен в апреле в 1999 г. и ратифицирован как международный стандарт ITU-T J.112 Annex B (2001). DOCSIS 1.1 предусматривает наличие специальных механизмов, улучшающих поддержку IP-телефонии, уменьшающих задержки при передаче речи (например, механизмы фрагментации и сборки больших пакетов, организации виртуальных каналов и задания приоритетов).

DOCSIS 2.0

Выпущен в декабре 2001 г., ратифицирован как международный стандарт ITU-T J.122 (2002). DOCSIS 2.0 увеличивает полосу восходящего канала с 10 до 30 Мбит/с.

DOCSIS 3.0

Выпущен в августе 2006 г., ратифицирован как международный стандарт ITU-T J.222 (2007).

DOCSIS 3.0 позволяет объединять каналы на кабельном модеме, тем самым увеличивая скорость доступа. Объединяются до 16 прямых и 8 обратных каналов. До появления стандарта DOCSIS 3.0 полоса на одного пользователя в downstream-канале составляла примерно 25 Мбит/с, в upstream-канале — не более 10 Мбит/с. Это обусловлено невозможностью выделения всех тайм-слотов на одно абонентское устройство.

Также в DOCSIS 3.0 появилась поддержка multicast, шифрования AES и др.

DOCSIS 3.1

Впервые представленная в октябре 2013 года, спецификация DOCSIS 3.1 обеспечивает скорость 10/1 Гбит/с[1]. Согласно этой спецификации вместо частотного разделения каналов шириной 6 МГц и 8 МГц используются OFDM-поднесущие шириной от 20 кГц до 50 кГц, укладывающиеся в спектр шириной до 200 МГц[2]. Также в DOCSIS 3.1 сокращаются сетевые задержки благодаря AQM[3], а модемы потребляют меньше электроэнергии. Первым провайдером, предоставляющим Интернет по DOCSIS 3.1, стал немецкий Unitymedia в 2018 году.[4]

DOCSIS 4.0

Улучшает DOCSIS 3.1 для использования полного спектра кабеля (от 0 МГц до ~1,2 ГГц) одновременно в обоих направлениях. Стандарт обеспечивает многогигабитные симметричные сервисы, оставаясь обратно совместимым с DOCSIS 3.1. CableLabs выпустила полную спецификацию в октябре 2017 года.[5] Представленный вначале как DOCSIS 3.1 Full Duplex, новый стандарт впоследствии был переименован в DOCSIS 4.0.[6]

Таблица скоростей

Максимальная скорость синхронизации (максимальная используемая скорость), Мбит/с

Version DOCSIS EuroDOCSIS
Прямой канал (Down) Обратный канал (Up) Прямой канал (Down) Обратный канал (Up)
1.x 42,88 (38) 10,24 (9) 55,62 (50) 10,24 (9)
2.0 42,88 (38) 30,72 (27) 55,62 (50) 30,72 (27)
3.0 4-channel +171,52 (+152) +122,88 (+108) +222,48 (+200) +122,88 (+108)
3.0 8-channel +343,04 (+304) +122,88 (+108) +444,96 (+400) +122,88 (+108)
DOCSIS 3.1 10000 2000
DOCSIS 3.1 полный дуплекс 10000 10000

Примечания

  1. DOCSIS® 3.1 (англ.). CableLabs. Дата обращения 28 сентября 2019.
  2. Docsis 3.1 Targets 10-Gig Downstream (англ.). Light Reading. Дата обращения 28 сентября 2019.
  3. draft-ietf-aqm-docsis-pie-02.
  4. Unitymedia launches 1 Gbps broadband in Germany (англ.)  (неопр.) ?. Digital TV Europe (8 мая 2018). Дата обращения 28 сентября 2019.
  5. CableLabs Completes Full Duplex DOCSIS Specification (англ.). CableLabs (11 October 2017). Дата обращения 23 сентября 2019.
  6. DOCSIS® 4.0 Technology (англ.). CableLabs. Дата обращения 23 сентября 2019.

Ссылки