Data over Cable Service Interface specifikáció

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 DOCSIS szabványok egymást követő verzióinak felsorolása

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.  

Technikai sajátosságok

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.

Felszerelések

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):

  1. A modem DHCP kérést ( BOOTP ) küld , hogy megismerje a használni kívánt hálózati konfigurációt .
  2. A CMTS visszaad egy helyi IP-címet (nem tévesztendő össze az interneten lévő számítógép IP-címével), az átjárót , pontosabban a TFTP- kiszolgáló IP-címét és az ott lekérendő konfigurációs fájl nevét.
  3. A modem csatlakozik a TFTP szerverhez, és letölti a fent nevezett konfigurációs fájlt. Ez a fájl egyebek mellett információkat tartalmaz a modem csatlakozási sebességéről, a hálózatban betöltött prioritásáról és a modemhez egyidejűleg hozzáférésre jogosult számítógépek számáról.
  4. A modem arról tájékoztatja a CMTS-t , hogy sikeresen megkapta a fájlt, és készen áll a működésre (szinkronizálási szakasz).

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 .

Átviteli sebesség

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.

Megjegyzések és hivatkozások

  1. Ez valóban utalás a PAL színre, mivel a szabvány szintjén analógok vagyunk
  2. Ez valóban utalás az NTSC színre, mivel a szabvány szintjén analógok vagyunk
  3. [PDF] DOCSIS 3.1 specifikációk a 47. oldalon , a cablelabs.com honlapján érhető 1 -jén május 2014
  4. (in) CableLabs DOCSIS 3.1 specifikációk Unleashes a multichannel.com oldalon, közzétéve 2013. október 30.
  5. (in) [PDF] DOCSIS 3.1 on cctanet.com, július 11, 2013
  6. (in) Teljesen betöltött hibrid DOCSIS 3.0 / 3.1 Gear a multichannel.com webhelyen, közzétéve 2013. október 24.
  7. (en) [PDF] DOCSIS 3.0 Phy specifikáció , a cablelabs.com webhely, 2014. július
  8. DOCSIS Numericable 800 Mbps-ot nyit a párizsi régióban cablebox-news.com, 2014. december 9.
  9. Az RfoG wisi-France.fr hálózat elve , konzultálva 2016 májusában
  10. A SIVU Fiber hálózat üdvözli a Numericable közelében Dunkirk ariase.com-ot, 2014. november 21
  11. Opcionálisan 2 96 MHz-es csatornával felfelé.
  12. visszaszámlálás indult DOCSIS 3.1 , a lafibreoptique.com honlapján érhető 1 -jén május 2014
  13. numerikus megnöveli maximális sebességét 400 Mbit / s-ra egyes városokban universfreebox.com, 2014. november 19.
  14. DOCSIS 3.0: A numerikus megnöveli nagyon nagy sebességű hálózatát , az ariase.com oldalon, 2013. szeptember 6-án.
  15. Numericable és az SFR át a kábelt 1 Gbit / s letöltési ... tomshardware.fr az 1 st április 2016

Lásd is

Kapcsolódó cikkek

Külső linkek