Введение

Стандарт для компьютерных сетей по кабельной телевизионной системе. Data Over Cable Service Interface Specification (DOCSIS) — это международный стандарт телекоммуникаций, который обеспечивает возможность добавления высокоскоростной передачи данных к существующей кабельной телевизионной (CATV) системе. Он используется многими операторами кабельного телевидения для предоставления доступа в Интернет по кабелю через существующую гибридную волоконно-коаксиальную (HFC) инфраструктуру. DOCSIS был первоначально разработан CableLabs и компаниями-участниками, включая Arris, BigBand Networks, Broadcom, Cisco, Comcast, Conexant, Correlant, Cox, Harmonic, Intel, Motorola, Netgear, Terayon, Time Warner Cable и Texas Instruments.

Слой связи данных

DOCSIS использует сочетание детерминированных методов доступа для восходящей передачи данных, в частности, множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA) для DOCSIS 1.0/1.1 и TDMA и S-CDMA для DOCSIS 2.0 и 3.0, с ограниченным использованием конкуренции для запросов на резервирование полосы пропускания. В TDMA кабельный модем запрашивает время для передачи, и CMTS предоставляет ему доступный временной интервал. Для DOCSIS 1.1 и выше, уровень данных также включает в себя широкие возможности обеспечения качества обслуживания (QoS), которые помогают эффективно поддерживать приложения с конкретными требованиями к трафику, такие как малая задержка, например, голосовая связь по IP. DOCSIS 3.0 поддерживает объединение каналов, что позволяет одному абоненту одновременно использовать несколько нисходящих и восходящих каналов.

Пропускная способность

Первые три версии стандарта DOCSIS поддерживают нисходящую пропускную способность с модуляцией 256 QAM до 42,88 Мбит/с на канал 6 МГц (приблизительно 38 Мбит/с после накладных расходов) или 55,62 Мбит/с на канал 8 МГц для EuroDOCSIS (приблизительно 50 Мбит/с после накладных расходов). Возможная восходящая пропускная способность составляет 30,72 Мбит/с на канал 6,4 МГц (приблизительно 27 Мбит/с после накладных расходов) или 10,24 Мбит/с на канал 3,2 МГц (приблизительно 9 Мбит/с после накладных расходов). DOCSIS 3.1 поддерживает нисходящую пропускную способность с модуляцией 4096 QAM и интервалом между поднесущими 25 кГц до 1,89 Гбит/с на OFDM-канале 192 МГц. Возможная восходящая пропускная способность составляет 0,94 Гбит/с на OFDMA-канале 96 МГц.

Сетевой уровень

Управление модемами DOCSIS осуществляется через IP-адрес. Спецификация "DOCSIS 2.0 + IPv6" позволила добавить поддержку IPv6 к модемам DOCSIS 2.0 посредством обновления прошивки. DOCSIS 3.0 обеспечил управление через IPv6. В последние годы кабельные операторы стали увеличивать объем полосы пропускания, выделяемой для восходящего канала. Два наиболее распространенных варианта для этого – "среднее разделение" или "высокое разделение". Среднее разделение расширяет частотный диапазон восходящего канала до 5–85 МГц, обеспечивая общую суммарную пропускную способность восходящего канала около 450 Мбит/с (при использовании 4 каналов SC QAM + OFDMA). Высокое разделение расширяет частотный диапазон восходящего канала до 5–204 МГц, обеспечивая общую суммарную пропускную способность восходящего канала около 1,5 Гбит/с (при использовании 4 каналов SC QAM + OFDMA).

Оборудование

Архитектура DOCSIS включает два основных компонента: кабельный модем, расположенный у абонента, и система завершения кабельного модема (CMTS), расположенная на головной станции кабельного телевидения (CATV). Персональный компьютер абонента и связанные с ним периферийные устройства обозначаются как абонентское оборудование (CPE). CPE подключаются к кабельному модему, который, в свою очередь, подключен через сеть HFC к CMTS. CMTS затем направляет трафик между сетью HFC и Интернетом. Используя системы конфигурирования и посредством CMTS, кабельный оператор осуществляет управление конфигурацией кабельного модема.

Технические характеристики

Спецификации DOCSIS 1.0
Спецификации DOCSIS 1.1
Спецификации DOCSIS 2.0
Спецификации DOCSIS 3.0
Спецификации DOCSIS 3.1
Спецификации DOCSIS 4.0