Specifikace rozhraní DOCSIS ( Data Over Cable Service Interface ) je standard, který definuje pravidla a protokoly pro rozhraní, komunikaci a konfiguraci pro systémy přenosu dat a přístupu k internetu pomocístarších koaxiálních kabelových televizních sítí. Umožňuje přidání vysokorychlostního přenosu dat do stávajících systémů kabelové televize .
DOCSIS je využíván mnoha provozovateli kabelové televize k poskytování přístupu k internetu prostřednictvím jejich stávající hybridní vláknové a koaxiální (HFC) infrastruktury, která slouží nebo byla využívána kabelovou televizí .
Organizace CableLabs vydala následující specifikace :
DOCSIS 3.0 je standard platný na začátku 2010.
Evropské verze DOCSIS se nazývají EuroDOCSIS. Hlavním rozdílem jsou kabelové kanály, které v Evropě mají šířku pásma 8 MHz (PAL), zatímco v Severní Americe jsou kanály široké 6 MHz (NTSC). To umožňuje přidělit větší šířku pásma následnému datovému provozu (tj. Ze sítě uživateli, na obrázku označeno „downstream“). V Japonsku existuje také jiný standard DOCSIS.
DOCSIS 3.1 je nejnovější verze standardu publikovaná v Říjen 2013pomocí konsorcia CableLabs (en) ; umožňuje teoretické rychlosti až 10 Gbit / s po proudu a 1 Gbit / s po proudu . Využívá modulaci OFDM , která agreguje 24 8 MHz kanálů seskupených do frekvenčních pásem 192 MHz ; Pásma 2 192 MHz může využívat jeden předplatitel, což umožňuje vyšší rychlosti než u předchozích verzí standardu.
V sítích DOCSIS je kapacita kabelového přenosu (přenosové a přijímací rychlosti) sdílena mezi účastníky připojenými ke stejnému koaxiálnímu kabelu pomocí principu podobného principu, který umožňuje sdílení optického vlákna GPON v síti FTTH. Pro multiplexních účastník datových toků, DOCSIS využívá metody přístupu TDMA ( T ime D ivision M ultiple ccess), S-CDMA ( pomoc S ynchronous C ode D ivision M ultiple ccess) (DOCSIS 2.0 a 3.0), nebo OFDM a OFDMA kódování pro standard DOCSIS 3.1. Tyto metody přístupu se liší od metody přístupu ( CSMA / CD ) používané ve starších ethernetových sítích, protože systémy DOCSIS nevykazují kolize.
Ve standardech DOCSIS existuje několik variant OSI vrstvy 1 a vrstvy 2, které lze konfigurovat, bez ohledu na přístupové metody. Digitální modulace QAM , až 256 QAM se používá pro následnou modulaci datového proudu a QPSK nebo 16QAM modulace se používají pro modulaci datového proudu proti proudu. Šířka pásma každého kanálu se rozšířila ze 400 kHz na 3,2 MHz v DOCSIS 1.0 / 1.1. Rychlost upstream (upstream) v DOCSIS 1.0 byla omezena na 5 Mbps a 10 Mbps v DOCSIS 1.1.
DOCSIS 2.0 přinesl zlepšení upstream proudu počátkem roku 2000 díky hustší modulaci (64QAM) a širším kanálům (6,4 MHz v Evropě). Standard DOCSIS 2.0 zavedl zrušení vstupu na předřazeném kanálu , což výrazně zvyšuje rychlost. Všechna tato vylepšení dohromady poskytují v DOCSIS 2.0 rychlost uplinku 30,72 Mbps na kanál. Všechny verze standardu DOCSIS 2.0 poskytují downstream tok až 38 Mbit / s na kanál.
Vývoj standardu DOCSIS 2.0 na standard DOCSIS 3.0 v roce 2006 přinesl nová technická vylepšení, včetně:
Od roku 2013 operátoři zavádějí variantu protokolu DOCSIS 3.0, která místo koaxiálního kabelu používá pro účastníka optické vlákno: RFoG (en) ( Radio Frequency over Glass ). Tato technika umožňuje, aby televizní kanály a internetové toky koexistovaly na stejném optickém vlákně. Jedná se o techniku zavedenou ve Francii společností Numericable-SFR v sítích veřejné iniciativy FTTH Ain a Dunkirk.
S DOCSIS 3.1 se vzdáváme pro přenos „dat“ starého rozdělení na kanály (6 nebo 8 MHz) zděděné od kabelové televize, ve prospěch OFDM / OFDMA modulace, která může využívat velkou část nebo dokonce celou šířku pásma koaxiální kabel; přesněji, spodní část frekvenčního pásma ( přibližně 5 až 100 MHz ) se používá pro směr proti proudu a horní část (108 MHz až 1,2 GHz nebo ještě více) pro směr proti proudu; televizní kanály pak používají režimy IPTV jako v případě xDSL nebo optických boxů .
První nasazení DOCSIS verze 3.1 by mohlo nastat kolem roku 2016, což je změna spojená s požadavky a potřebami stále vyšších rychlostí a dostupností zařízení kompatibilního s tímto standardem (CMTS a kabelové modemy ). Pamatujte, že tento technický vývoj bude vyžadovat významnou migraci architektury a materiálů; během přechodu bude síť muset hostit DOCSIS 3.0 spolu s DOCSIS 3.1 na stejném zařízení CMTS.
Tyto CMTS (en) ( C Ob M ODEM T ermination S ystem) je hlavový konec zařízení používají kabelové společnosti; to je ekvivalent k DSLAM ( D igitální S ubscriber L ine ccess M ultiplexer) Technologie xDSL ( D igitální S ubscriber L tro). CMTS je zařízení, ke kterému jsou připojeny proti proudu a výstupní porty. Pro zajištění obousměrné komunikace přes optické vlákno je nutné použít alespoň dvě vlnové délky, jednu na každý směr přenosu, obvykle při 1310 nm pro uplink (od předplatitele) a kolem 1500 nm pro downlink . Na koaxiální části je kvůli šumu ve zpětném obvodu (uplink) obecně vyšší propustnost na downlinku . U všech verzí DOCSIS, až do DOCSIS 3.1 včetně, uplinks nemohou přenášet data tak rychle jako downlinks, hlavním důvodem je šum z rušení na lince a v DOCSIS 3.0 / 3.1 užší frekvenční pásmo a nižší počet agregátů kanály, které jsou přidělovány ve směru proti proudu .
Na zákazníka počítač je připojen k kabelový modem , který je připojen k CMTS prostřednictvím aktivního „optický uzel“ (který poskytuje elektrický optickému konverze) a přes HFC sítě . CMTS pak trasy komunikace mezi kabelovou sítí a internetu . Provozovatelé kabelových mít plnou provozní řízení konfigurace s kabelovým modemem pomocí serveru DHCP ( D ynamický M ost C onfiguration P rotocol), který přisuzuje kabelový modem a možná i počítačové IP adresy klienta.
Fáze inicializace softwaru v DOCSIS je obecně následující (výrazně zjednodušená):
Poté mohou počítače připojené k modemu samy požadovat informace o připojení (zejména soukromou IP adresu ) prostřednictvím protokolu DHCP a jednat jako v běžné místní síti .
Tady jsou tři příklady inkasních transakcí:
Downlinkový optický port může napájet až 1000 kabelových modemů . Upstream port může být napájen 150 modemy. Adaptace kapacity je řízena snížením počtu předplatitelů na každém sestupném a vzestupném portu CMTS a v DOCSIS 3.0 zvýšením počtu kanálů přidělených každému modemu.