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DOCSIS

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定义编辑本段回目录

DOCSIS指有线传输数据业务接口规范。

美国有线电视实验室股份有限公司 (CableLabs) 率先发布了一系列规范,这些规范现已成为全球有线宽带市场的基础。有线传输数据业务接口规范(DOCSIS) 的 1.0 版为通过有线网络的高速数据通信奠定了基础,它提供了两大优势:显著改善了最终用户的因特网“体验”;保证了多厂商之间的互操作性。

为了提供这些组件,DOCSIS 1.0 为线缆调制解调器定义了标准的物理层与链路层。认识到宽带有线连接能够为用户提供大大增强的因特网连接之后,有线电视多系统运营商 (MSO) 就对 DOCSIS 1.0 不断增强的技术趋之若骛。因此,CableLabs 继续发布了 DOCSIS 1.1。

DOCSIS 1.1 以QoS 及增强型安全机制进一步完善了 DOCSIS 1.0。QoS 提供了支持 VoIP 所必需的技术,而VoIP 是继 DOCSIS 1.1 之后推出的一项规范。之后,CableLabs又发布了 DOCSIS 2.0。这项新标准为有线宽带网络指定了更高的容量回路(或 DOCSIS 术语中的“上行连接”)。它能够使发送的上行信息增加三倍,从而可支持各种新型的创收应用。而在过去,由于有线宽带连接的非对称性,从技术上来说根本不可能实现这些应用。


DOCSIS 2.0—技术概述编辑本段回目录

DOCSIS 标准自创建以来,就一直是有线电视(CATV) 数据传输基础设施的全球标准。而DOCSIS 2.0通过定义改进的上行通道物理层 (PHY)显著增强了上一个版本的功能。DOCSIS 2.0对下行通道 PHY 未做任何更改。它可以继续在线缆调制解调器系统 (CMTS)与CPE之间提供数据速率高达 40 Mbit/s的链路。上行通道提供了从有线用户的 CPE 到有线运营商的CMTS的数据链路。由 DOCSIS 2.0 定义的上行 PHY 可以使单个通道上的数据速率达到 30 Mbit/s。与 DOCSIS 1.0 相比,它可以使频谱效率提高 50%,并使单个载波的吞吐量提高 300%。DOCSIS 2.0 增强技术提高了系统能力,并使MSO减少了CMTS处的上行端口数,进而提高了统计多路复用的性能。因此,MSO能够降低其每比特的成本。除此之外,DOCSIS 2.0 还使各 MSO 能够提供新的创收应用,如电视会议、VoIP、点对点网络以及在线游戏等,这些应用均要求使用强大可靠的上行数据路径。另外,DOCSIS 2.0 PHY 还不容易受诸如加性高斯白噪声 (AWGN)、脉冲噪声以及猝发噪声等通道缺陷的影响。

DOCSIS 2.0 PHY 采用了两种调制技术:高级时分多址(A-TDMA) 以及同步码分多址(S-CDMA)。这两项技术通过提供更高的吞吐量及改进的可靠性,增强了 DOCSIS 1.0 与 1.1的上行 PHY。A-TDMA 是 DOCSIS 1.x PHY的演进,后者采用了TDMA 调制。S-CDMA 是使用128个正交代码同时传输多达128个符号的另一种方法。尽管有时候某一项技术可能在性能上优于另一项技术,但A-TDMA 与 S-CDMA 均可提供同样高的吞吐量。此外,这两项技术还可提供相应工具以缓解各种通道缺陷。

DOCSIS1.0标准于1998年3月获得ITU通过,成为国际标准ITU-TJ.112B。为了能够进入欧洲市场,MCNS制订了适应欧洲情况的EuroDOCSIS。该标准的MAC层协议与DOCSIS1.0/1.1是一致的,只是物理层采用了欧洲关于频带划分等方面的规定。DOCSIS1.0和Euro_DOCSIS1.0的后续版本分别是DOCSIS1.1和Euro_DOCSIS1.1,是为IP电话和其他对时间要求苛刻的业务提供标准,并对1.0版本中的QoS的功能进行了扩展,提供极强的误码前向纠错能力,并使Cable Modem系统具有更强的信道传输和抗HFC网络回传噪声的性能。2002年11月又推出了DOCSIS2.0版本,采用了A—TDMA(高级时分复用技术),提高了上行数据速率,但下行速率不便。 

Cable Modem的技术实现一般是从87 MHZ—860MHZ电视频道中分离出一条6MHZ的信道用于下行传送数据。通常下行数据采用64QAM(正交调幅)调制方式或256QAM调制方式。上行数据一般通过5 MHZ—65 MHZ之间的一段频谱进行传送,为了有效抑制上行噪音积累,一般选用QPSK调制(QPSK比64QAM更适合噪音环境,但速率较低)。CMTS(Cable Modem的前端设备)与 CM(Cable Modem)的通信过程为:CMTS从外界网络接收的数据帧封装在MPEG—TS帧中,通过下行数据调制(频带调制)后与有线电视模拟信号混合输出RF信号到HFC网络,CMTS同时接收上行接收机输出的信号,并将数据信号转换成以太网帧给数据转换模块。用户端的Cable Modem的基本功能就是将用户计算机输出的上行数字信号调制成5 —65 MHZ射频信号进入HFC网的上行通道,同时,CM还将下行的RF信号解调为数字信号送给用户计算机。 

DOCSIS 3.0的主要特点编辑本段回目录

DOCSIS 3.0
DOCSIS 3.0
DOCSIS 3.0通过采用频道绑定(信息包绑定)提供比以往宽得多的带宽。为用户提供的下行传输速率最小为160M比特/秒,上行传输速率最小为120M比特/秒。实现绑定的方式是把4个6MHz的频道绑定在一起,将其作为一个逻辑通道来看待。绑定频道的数目最少为4个,但是可以将更多的频道绑定在一起。而且在下行方向和上行方向均进行频道绑定。这样,频道绑定就为有线电视运营商提供了一种灵活的方法来增加双向的吞吐量,使其数据速率可达几百兆比特/秒,甚至有达到千兆比特/秒的潜力。而且,通过统计多路(statistical multiplexing)能够实现对频道容量更有效的利用。

然而,不管DOCSIS 3.0要绑定多少个频道,都会与其所有过去的版本相兼容。
DOCSIS 3.0还将提供对IPv6的支持,以获得高级的网络能力。使用这种又称为下一代互联网的IPv6协议,将会大大扩展地址空间。其地址数量可达到2的128次方,为IP设备提供实际上无限的地址。通过IPv6还支持设备的机动性(mobility),并具有IPv6的自动配置能力。

DOCSIC3.0 提高了数据的安全性。结合了高级加密标准(AES), 以及国际标准技术协会(NIST)认可的批量密码,明显比以前的数据加密标准(DES)提高了开发性和透明性,提升了安全机制。


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  • 更新时间: 2013-03-22

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