A Data Over Cable Service Interface Specification ( DOCSIS ) egy szabvány, amely meghatározza az interfészek, a kommunikáció és a konfiguráció szabályait és protokolljait a régi koaxiális kábeltelevíziós hálózatokat használóadatátviteli és internetes hozzáférési rendszerek számára. Lehetővé teszi a nagy sebességű adatátvitel hozzáadását a meglévő kábeltelevíziós rendszerekhez.
A DOCSIS-t sok kábeltelevíziós szolgáltató használja internet- hozzáférés biztosítására a meglévő hibrid szálas és koaxiális (HFC) infrastruktúráján keresztül , amelyet a kábeltelevízió szolgál ki vagy használt .
A CableLabs szervezete a következő specifikációkat tette közzé :
A DOCSIS 3.0 a 2010-es évek elején hatályos szabvány.
A DOCSIS európai verzióit EuroDOCSIS-nek hívják. A fő különbség azok a kábelcsatornák, amelyek Európában 8 MHz (PAL) sávszélességgel rendelkeznek , míg Észak-Amerikában a csatornák szélessége 6 MHz (NTSC). Ez lehetővé teszi, hogy nagyobb sávszélességet allokáljanak a downstream adatforgalomhoz (azaz a hálózattól a felhasználóig, az ábrán "downstream" jelöléssel). Japánban van egy másik DOCSIS szabvány is.
A DOCSIS 3.1 a szabvány legújabb verziója, amely 2013 októbera CableLabs (en) konzorcium részéről ; akár 10 Gbit / s elméleti sebességet tesz lehetővé lefelé és 1 Gbit / s felfelé . OFDM modulációt használ , amely 24 8 MHz-es csatornát összesít 192 MHz-es frekvenciasávba csoportosítva ; 2 192 MHz sávot használhat egyetlen előfizető, így nagyobb sebességet tesz lehetővé, mint a szabvány korábbi verziói.
A DOCSIS hálózatokban a kábelátviteli kapacitás (átviteli és vételi sebesség) megoszlik ugyanarra a koaxiális kábelre csatlakozó előfizetők között, hasonló elv alapján, mint amely lehetővé teszi a GPON optikai szál FTTH hálózaton történő megosztását . Ahhoz, hogy a multiplex előfizetői adatfolyamok, DOCSIS alkalmaz a hozzáférési módszerek TDMA ( T ime D iVision M ultiple A ccess), S-CDMA ( S ynchronous C ode D iVision M ultiple A ccess) (DOCSIS 2.0 és 3.0), vagy OFDM és OFDMA kódolások számára a DOCSIS 3.1 szabvány. Ezek a hozzáférési módszerek különböznek a régi Ethernet hálózatokon használtaktól ( CSMA / CD ), mivel a DOCSIS rendszerek nem mutatnak ütközést.
A DOCSIS szabványokban az OSI 1. és 2. rétegének több változata konfigurálható, a hozzáférési módoktól függetlenül. Digitális QAM modulációt , legfeljebb 256QAM-ot használnak a downstream adatfolyam-modulációhoz, és QPSK vagy 16QAM-modulációkat használnak az upstream adatfolyam-modulációhoz. Az egyes csatornák sávszélessége 400 kHz- ről 3,2 MHz- re bővült a DOCSIS 1.0 / 1.1 verzióban. Az upstream (upstream) sebességet a DOCSIS 1.0-ban 5 Mbps-re, és 10 Mbps-ra korlátozták a DOCSIS 1.1-ben.
A DOCSIS 2.0 a 2000-es évek elején a sűrűbb modulációnak (64QAM) és a szélesebb csatornáknak ( Európában 6,4 MHz ) köszönhetően javított az upstream áramlatban . A DOCSIS 2.0 szabvány bevezető törlést vezetett be az upstream csatornán , ami jelentősen javítja a sebességet. Mindezek a fejlesztések együttesen csatornánként 30,72 Mbps felfelé irányuló sebességet biztosítanak a DOCSIS 2.0-ban. A DOCSIS 2.0 szabvány minden verziója csatornánként akár 38 Mbit / s áramlási sebességet biztosít.
A DOCSIS 2.0 szabvány 2006-os fejlesztése a DOCSIS 3.0 szabványhoz új technikai fejlesztéseket hozott, többek között:
2013 óta az üzemeltetők a koaxiális kábel helyett egy optikai szálat használnak a DOCSIS 3.0 protokoll egyik változatára az előfizető számára: RFoG (en) ( Radio Frequency over Glass ). Ez a technika lehetővé teszi, hogy a televíziós csatornák és az internetes adatfolyamok ugyanazon az optikai szálon éljenek együtt. Ezt a technikát alkalmazta Franciaországban a Numericable-SFR az FTTH Ain és Dunkirk állami kezdeményezési hálózatokon .
A DOCSIS 3.1 alkalmazásával az "adatok" átviteléhez elengedjük a régi felosztást a kábeltelevíziótól örökölt csatornákra (6 vagy 8 MHz), az OFDM / OFDMA moduláció javára, amely képes a csatornák nagy részét vagy akár teljes sávszélességét használni. a koaxiális kábel; pontosabban: a frekvenciasáv alsó részét ( körülbelül 5-100 MHz ) használják felfelé, a felső részét (108 MHz- től 1,2 GHz-ig , vagy még ennél is többet) a downstream irányhoz; a televíziós csatornák ezután IPTV módokat használnak, mint az xDSL vagy száloptikai dobozok esetében .
A DOCSIS 3.1-es verzió első telepítése 2016 körül következhet be, amely összefüggésbe hozható az egyre nagyobb sebességek igényeivel és igényeivel, valamint az e szabványnak megfelelő eszközök rendelkezésre állásával (CMTS és kábelmodemek ). Ne feledje, hogy ez a műszaki fejlődés jelentős építészeti és anyagvándorlást igényel; az átállás során a hálózatnak a DOCSIS 3.1 mellett, a DOCSIS 3.1 mellett, ugyanazon CMTS berendezésen kell hostolnia.
A CMTS (HU) ( C ble M Odem T ermination S ystem) a fej végén berendezések által használt kábel vállalatok; ez egyenértékű a DSLAM ( D igital S ubscriber L ine A ccess M ultiplexer) technológiát xDSL ( D igital S ubscriber L ine). A CMTS az az eszköz, amelyhez az upstream és downstream portok csatlakoznak. Az optikai szálon keresztüli kétirányú kommunikáció biztosításához legalább két hullámhosszat kell használni, átviteli irányonként egyet, jellemzően 1310 nm-nél a felfelé irányuló összeköttetéshez (az előfizetőtől), és 1500 nm körül a lefelé irányuló kapcsolathoz . A koaxiális részen a visszatérő áramkörben zajló zaj miatt (uplink) általában nagyobb az áteresztőképesség a lefelé irányuló kapcsolaton . A DOCSIS összes verziója esetében, a DOCSIS 3.1-ig (beleértve a DOCSIS-t is) az uplink nem képes olyan gyorsan továbbítani az adatokat, mint a downlinkek. Ennek fő okai a vonali interferenciától származó zajok , a DOCSIS 3.0 / 3.1-ben pedig a keskenyebb frekvenciasáv és az alacsonyabb összesített szám az upstream irányban lefoglalt csatornák .
Az ügyfél számítógépe csatlakozik a kábelmodemhez , amely egy aktív "optikai csomóponton" keresztül (amely elektromos és optikai átalakítást biztosít) és a HFC hálózaton keresztül csatlakozik a CMTS-hez . A CMTS ezután irányítja a forgalmat a vezetékes hálózat és az Internet között . A kábelt üzemeltetők teljes mértékben működtethetik a kábelmodem konfigurációját egy DHCP szerver ( D yamamic M ost C onfiguration P rotocol) használatával, amely a kábelmodemet és esetleg a számítógép kliens IP címét tulajdonítja.
A szoftver inicializálási szakasza a DOCSIS-ben általában a következő (jelentősen leegyszerűsítve):
Ezután a modemhez csatlakoztatott számítógép (ek) maguk is kérhetik csatlakozási információikat (különösen egy privát IP-címet ) a DHCP protokollon keresztül , és úgy járhatnak el, mint egy hagyományos helyi hálózaton .
Három példa az upstream és downstream terhelésekre:
A lefelé irányuló optikai port akár 1000 kábelmodemet is képes táplálni . Egy upstream portot 150 modem táplálhat. A kapacitásadaptációt úgy kezelik, hogy csökkentik az előfizetők számát a CMTS egyes lefelé és felfelé irányuló portjain , a DOCSIS 3.0-ban pedig az egyes modemekhez rendelt csatornák számának növelésével.