Ce poți găti din calmar: rapid și gustos

De fapt, mulți oameni au auzit abrevierea DOCSIS, dar nu toată lumea înțelege ce este și de ce este nevoie. Cei mai curioși ar putea chiar să caute această întrebare pe Wikipedia, dar după cum arată practica, încă mai rămân destul de multe întrebări. Deci, să începem să rupem copertele, să ne uităm la întrebări:
1. ce este asta?
2. cine are nevoie?
3. ce este nevoie pentru asta?
4. cum să încep?

Cei care au inima slabă și nu doresc să se aprofundeze în „Cum se face?” Vă rugăm să nu vă uitați sub habracat - nu este nimic interesant acolo.

Deci, să începem cu teoria generală.
Abrevierea DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specifications) se referă la standardul pentru transmisia de date prin cablu de televiziune, care a fost adoptat în 1998. Acest standard în original presupune transmisie de date de până la 42/38 Mbit/s în aval (către utilizator) și până la 10/9 Mbit/s în amonte (de la utilizator).
Cei care întâlnesc tehnologia pentru prima dată au adesea o întrebare: este pentru toată lumea? Nu - banda este împărțită între toți utilizatorii conectați la aceste DS/US.

De fapt, există mai multe versiuni ale DOCSIS:
- DOCSIS 1.0
- DOCSIS 1.1
- DOCSIS 2.0
- DOCSIS 3.0
- EURODOCSIS
Fără a intra în prea multe detalii, diferențele dintre ele se reduc la QoS, frecvențe, agregarea canalelor, lățimea de bandă și modulații. De fapt, toate acestea sunt direct legate de viteze și viabilitate în rețelele zgomotoase.

Cine are nevoie?
Am nevoie de asta mai întâi existent operatorii de televiziune prin cablu să extindă gama de servicii oferind utilizatorilor finali acces la Internet de mare viteză și servicii conexe (VoIP, IPTV sau orice vă permite imaginația).
Am evidențiat cuvântul „existent” din cauza următoarelor (cred că o considerație evidentă).

Implementarea unei rețele coaxiale doar de dragul de a oferi acces la Internet utilizatorilor de la zero este cel puțin stupidă și nu este fezabilă din punct de vedere economic, deoarece există tehnologii mult mai ieftine și mai rapide (de exemplu FTTB, ADSL, PON). De exemplu, dacă nu sunteți un operator de televiziune prin cablu, dar să spunem o centrală telefonică, atunci din nou, construirea unei rețele coaxiale în tot orașul nu pare utilă, este mult mai ieftin să mergeți la ADSL - cred că este de înțeles.

Cu o rețea coaxială existentă, bine construită, care acoperă o zonă semnificativă, DOCSIS poate fi un început optim, necesitând o intervenție minimă în fizică. Mai ales în zonele slab populate, cum ar fi sectorul privat, unde densitatea cuplajelor/întrerupătoarelor/cutiilor pe unitate de consum poate fi cosmică în cazul FTTB. Din nou, în cazul clădirilor cu mai multe etaje (așa-numitele zone rezidențiale) cu concurență existentă sub formă de „rețele de acasă”, poate avea sens să implementați o rețea FTTB coaxială paralelă sau deoarece doriți cu adevărat să utilizați HCNA - va fi mai ieftin și mai promițător IMHO.

Echipamente
În termeni generali, o diagramă tipică ar arăta astfel:

De fapt, din imaginea Google devine imediat clar că, pentru a oferi utilizatorului final internetul, este necesar:
1. cloud-ul în care trăiește internetul;)
2. server cu servicii DHCP, TFTP instalate
3.CMTS (sistem de terminare prin modem prin cablu)
4. rețea coaxială care merge la abonat
5. modemul și dorința utilizatorului de a se conecta

Să trecem pe scurt peste punctele menționate mai sus.
1. totul este clar cu Internetul - să presupunem că îl avem
2. Vom folosi serverul pe ceva cu care administratorul este familiarizat. Să presupunem că este familiarizat cu FreeBSD/Linux ;)
3. CMTS... există diferite negre, albe murdare, se găsește o listă scurtă de producători Pentru cei complet ignoranți, acesta este (foarte aproximativ) un modem atât de mare și de scump la care sunt legate modemurile de abonat.
4. Principala cerință pentru rețea este funcționalitatea și prezența unui canal de întoarcere pe amplificatoare. Mentenabilitatea înseamnă eliminarea permanentă a ilegalelor și monitorizarea nivelurilor de semnal în canalele înainte și înapoi. Întreruperea sezonieră a semnalului poate distruge în mod semnificativ viața utilizatorilor și a echipei de asistență.
5. O scurtă listă a producătorilor de modemuri poate fi găsită. Modemul Docsis este un dispozitiv destul de specific care oferă o gamă destul de largă de capabilități - începând de la limitarea lățimii de bandă a abonatului direct pe modemul său și terminând cu filtre (aproximativ un firewall controlat de la distanță).

De unde să încep?
ÎN în ultima vreme Administratorii ai căror superiori mă bat cu o regularitate de invidiat, ghidați de considerentele expuse în „Cine are nevoie de asta?” a cumpărat un CMTS (din anumite motive, cel mai adesea este ceva asemănător unui BSR1000, BSR2000, CiscoUBR uzat) și a spus „puneți Internetul în rețeaua CATV”.
Pentru persoanele deja familiarizate cu Ethernet sau ADSL, schema de funcționare a unei rețele DOCSIS poate să nu fie complet transparentă, iar numărul de mișcări ale corpului necesar pentru ca cel puțin un modem să facă ping poate fi complet copleșitor. Este destul de dificil să faci ceva fără să-ți imaginezi. principii generale cum ar trebui să funcționeze. Primul gând care îmi vine în minte este să înșurubați modemul direct la CMTS și să vedeți ce se întâmplă. Desigur, nimic nu va funcționa - modemul va clipi pur și simplu lumini și muzică și atât. Nu se va întâmpla nimic altceva.

Când încearcă să se conecteze, modemul scanează întreaga gamă de frecvență pentru prezența în aval/amonte și dacă o găsește, încearcă să obțină o adresă prin DHCP pentru modem, dacă se primește adresa, modemul încearcă să obțină o adresă specială; configurația asamblată pentru sine prin TFTP, după care, dacă configurația este mestecată în mod normal, încearcă să obțină adresa DHCP pentru CPE (echipament furnizat de client), care va fi cel mai probabil o placă de rețea sau un router.

Ar trebui să funcționeze normal pe un banc de testare ca acesta:
1. CMTS configurat
2. Serviciile de mai sus sunt instalate pe server
3. Modemul este conectat printr-un pachet de robinete pentru a asigura nivelurile nominale ale semnalului pentru DS/US.

1. Nu ne vom concentra în mod special pe configurarea CMTS, deoarece în funcție de producător, de realitățile fizice ale rețelei și de topologia rețelei planificată, aceasta va varia foarte mult. Mă bucur că există o documentație cuprinzătoare care a venit cu toate dispozitivele care mi-au venit în mâini - cred că totul ar trebui să fie mai mult sau mai puțin clar din ea pentru oamenii familiarizați cu interfața de tip Cisco și teorie generală setările dispozitivului de rețea.

Trecerile minime de mână care ar trebui făcute peste CMTS, astfel încât să fie gata pentru testarea pe banc, arată astfel:
- setați frecvența DS
- înregistrați frecvențe și modulații pentru SUA
- specificați adresa serverului DHCP pe care îl vom distribui
- înregistrați cheia secretă pentru configurații
- setați parole
- salvează

2. Ridicam serviciile de care avem nevoie pe server.

# cd /usr/ports/net/isc-dhcp31-server/ && make install (build with Option82 support)
Cel mai probabil avem tftpd în mod implicit, doar anulați comentariul în /etc/inetd.conf
#cd /usr/ports/net-mgmt/docsis && face instalarea
De care avem nevoie pentru a genera configurații binare pentru modemurile compatibile cu DOCSIS, așa cum spune pkg-descr.

Să presupunem că am configurat CMTS ca 10.10.10.9 trimițând cereri DHCP către rețeaua gazdei noastre cu IP 10.10.10.10 care se uită la CMTS. Apoi /usr/local/etc/dhcpd.conf ar trebui să arate așa
opțiunea nume-domeniu „catv”;
opțiune domain-name-server 10.10.10.10;
default-lease-time 3600;
max-lease-time 43200;
autoritar;
ddns-update-style none;
log-facilitate local7;
one-lease-per-client adevărat;
respinge duplicatele;

Subrețea 10.10.200.0 mască de rețea 255.255.248.0 (
default-lease-time 3600;
max-lease-time 86400;
opțiune domain-name-servers 10.10.10.10;

routere opționale 10.10.200.1;

Includeți „/usr/local/etc/users_dhcp.conf”;
}

Subrețea 10.10.100.0 mască de rețea 255.255.248.0 (
default-lease-time 3600;
opțiunea subnet-mask 255.255.248.0;
routere opționale 10.10.100.1;
nume-server „10.10.10.10”;
opțiunea tftp-server-name "10.10.10.10";
opțiunea bootfile-name "cm_config/other.b";
următorul server 10.10.10.10;
nume de fișier „cm_config/other.b”;
opțiune time-server 10.10.10.10;
opțiunea time-offset 2;

Includeți „/usr/local/etc/modems_dhcp.conf”;

Din care ar trebui să fie clar că rezervăm rețeaua 10.10.100/21 pentru modemuri și rețeaua 10.10.200/21 pentru CPE-urile utilizatorilor

Pentru a ușura munca în viitor, vom include gazde pentru subrețele din /usr/local/etc/modems_dhcp.conf și, respectiv, /usr/local/etc/users_dhcp.conf. Pentru început, în /usr/local/etc/modems_dhcp.conf introducem modemul nostru de testare sub forma

Gazdă m1002 (
hardware ethernet 00:ff:ff:55:ff:f2;
cu adresă fixă ​​10.10.100.3;
nume de fișier „cm_config/testmodem.b”;
}

Și în /usr/local/etc/users_dhcp.conf adăugăm gazda noastră de testare:

Gazdă m10102002 (
hardware ethernet 00:cc:cc:99:aa:ff;
cu adresă fixă ​​10.10.200.2;
}

Directiva nume de fișier ar trebui să indice că conține calea (față de rădăcina tftp, care este de obicei în /tftpboot) către configurația modemului binar. În cel mai simplu caz, configurația modemului (nu este potrivită pentru utilizare reală! Numai în scopuri de testare! Achtung!) va arăta astfel:

#cat /tftpboot/cm_source/testing

Principal (
NetworkAccess 1;

GlobalPrivacyEnable0;
UsServiceFlow
{
UsServiceFlowRef 200;
QosParamSetType 7;
MaxRateSustained 0;
SchedulingType 2;
}
DsServiceFlow
{
DsServiceFlowRef 100;
QosParamSetType 7;
TraficPriority 3;
MaxRateSustained 0;
}

MaxCPE 16;
}

Acum trebuie să-l compilam într-o formă acceptabilă pentru modem folosind utilitarul docsis compilat anterior folosind cheia secretă specificată în CMTS

#echo "sosecret" > /somewhere/key
#docsis -e /tftpboot/cm_source/testing /somewhere/key /tftpboot/cm_config/testing.b

Înregistrăm recepțiile pentru rețelele modem și utilizatorii pe CMTS în rc.conf:

Static_routes="modem prin cablu"
route_cable="10.10.200.0/21 10.10.10.9"
route_modem="10.10.100.0/21 10.10.10.9"

3. Asamblam o structură din chibrituri și ghinde, pigtails și robinete care combină DS și unul din US și asigură că nivelurile de semnal specificate în documentație trec la modem.

Dacă am făcut totul corect, atunci pe CMTS în
bsr#show cablu modem

Vom vedea ceva de genul
Cablu 0/0/D0/U0/C0 431 online 1458 26.0 10.10.100.3 00ff.ff55.fff2

Și, în consecință, modemul nostru de testare și gazda de testare care, după cum ne amintim, 10.10.100.3 și 10.10.200.2 ar trebui să pună ping.

Vedeți cât de simplu și clar este totul? - și ți-a fost frică. =)

Dacă rețeaua este segmentată în mai multe CMTS-uri pentru a îmbunătăți toleranța la erori și performanța, totul arată la fel. Și se rezumă la răspândirea diferitelor rețele între recepții.

Configurația de mai sus nu este adecvată pentru utilizare reală din mai multe motive:

Cel puțin:
- fără filtre pentru a izola utilizatorii
- nu există snmp înregistrat pentru colectarea statisticilor
- nu există nicio legătură a modemului cu un anumit CPE
De asemenea, ar fi bine să faci:
- modelarea canalului direct pe dispozitiv
- luați în considerare caracteristicile diferitelor dispozitive
- tăiați fața web a modemului, utilizatorul nu are ce face acolo
- construiți în mod competent QoS

Inițial, mi-am dorit foarte mult să scriu un manual pas cu pas despre cum să nu doar „facem ca Internetul să funcționeze”, ci și despre cum să le vând în mod competent utilizatorilor finali, de fapt, cu exemple de configurații, ACP gata făcute. , etc. Dar, din moment ce sincer nu sunt un scriitor, pur și simplu îmi este rușine să arăt codul meu de prostii, care este, de asemenea, destul de specific și, în orice caz, necesită o reglare profundă pentru un anumit operator :)
În termeni generali, cerințele de facturare care operează într-o rețea DOCSIS sunt foarte simple:
- să poată număra traficul
- să poată număra banii
- faceți tarife flexibile din banii de trafic calculati
- limitați în mod flexibil lățimea de bandă a utilizatorului
- să poată compila configurații modem din mers pentru fiecare utilizator + editați gazde dhcpd.

Dacă totul este clar cu primele patru puncte - și, de fapt, toate ASR-urile sunt preocupate în principal de ele, atunci ar trebui să ne concentrăm pe ultimul. Desigur, puteți emite o singură configurație pentru toată lumea și apoi autentificați utilizatorul folosind mecanisme interne ACP (autorizatori mixți) sau, să zicem, metoda tunelului PPtP, dar consider asta doar o cârjă suplimentară și o respingere deliberată a capabilităților foarte convenabile oferite. de tehnologie.

Cred că acum mulți, mulți oameni vor spune că tehnologia este moartă, scumpă, nu este relevantă și mă vor băga în față în FTTB, PON, HCNA. Da, știu că există astfel de lucruri și că, de exemplu, în clădirile înalte dens populate prețul/viteza portului este de zeci de ori mai ieftin cu FTTB și că HCNA oferă viteze mult mai bune peste același coaxial la un nivel comparabil. costul hardware al abonatului și fără a fi nevoie să achiziționați un CMTS relativ scump. Dacă sunteți interesat, vă pot explica cu degetele de ce FTTB în sectorul privat este scump și de ce HCNA este redus la „aproape FTTB” în ceea ce privește costul portului și, de asemenea, de ce publicul nu este încă pregătit pentru PON. Din nou, pentru utilizarea oricărei tehnologii încă în viață, există întotdeauna motive de la „să folosim rețeaua existentă” la „altfel va fi prea costisitoare și consumatoare de timp”. Din nou, alegerea de a juca dumping și de a concura la vitezele rețelei de acasă nu este cea mai bună opțiune bună Cu caracteristicile de performanță de mai sus și atuul real al furnizorului DOCSIS ar trebui să fie, IMHO, serviciile furnizate printr-un singur cablu și calitatea acestora.
În această etapă de dezvoltare, DOCSIS 2.0 poate concura cu mai mult succes cu ADSL, iar 3.0 este fierbinte pe urmele celorlalți ca platformă promițătoare pentru Triple Play.

Ca întotdeauna, la sfârșitul articolului folosesc slabul meu scuză suna ca:

„Da, nu sunt alfabetizat, știu. Nu este limba mea maternă, nu am învățat-o la școală, deși cred că este o scuză slabă. Dacă iei virgula lipsă ca pe o insultă personală, îmi cer scuze anticipat. Sincer, nu am vrut.”

De regulă, funcționează ;)

Articolul a fost scris la comandă specială a revistei

Chiar și în urmă cu 3-4 ani, operatorul de cablu știa cu fermitate că cea mai bună soluție pentru furnizarea unui pachet de servicii triple play (televiziune, acces la Internet și telefonie) era o rețea de cablu de televiziune cu canal de retur pentru transmiterea datelor folosind tehnologia DOCSIS. Acest concept de rețele de cablu a fost susținut de toți producătorii de echipamente CATV fără excepție, oferind posibilitatea de a echipa toți cei activi echipamente de distributie module de canal invers pasiv sau activ. Exact după acest concept, în Rusia au fost construite un număr mare de rețele de cablu mari și mici. Nu toate rețelele construite au folosit de fapt canalul invers, dar potențialul de activare a canalului invers este disponibil pentru aproape orice operator de cablu care utilizează echipamente de la furnizori precum Teleste, Wisi, Hirschmann, Arcadan, Fuba, C-Cor, Gl, Vector și mulți. altele .

În Rusia, există exemple de proiecte comerciale de tip triple play destul de reușite, implementate tocmai folosind această tehnologie. De exemplu, în Kostroma, multe mii de abonați ai rețelei de cablu a sucursalei Verkhnevolzhsky a CenterTelecom primesc nu numai televiziune prin cablu cu mai multe programe și internet. , dar și servicii de telefonie folosind modemuri prin cablu cu adaptoare telefonice. S-ar părea că prin introducerea unui pachet de servicii triple play (sau, mai des, double play, adică fără telefonie) bazat pe tehnologia odată avansată DOCSIS 2.0, operatorul de cablu s-ar putea simți destul de încrezător pe piață de mulți ani. Cu toate acestea, în ultimii 3-4 ani, situația pieței s-a schimbat rapid, iar în noile condiții, operatorul de cablu, care dispune de o rețea clasică HFC cu canal de retur, își pierde clar poziția în fața operatorilor cu un nivel tehnologic superior. nivel.

Recent, nu numai în Moscova și în alte orașe mari ale Rusiei, ci și în centrele regionale și raionale mici, concurența pe piața serviciilor acces în bandă largă a devenit extrem de agravată. Dacă în urmă cu doar câțiva ani era suficient ca operatorii să „captureze” cele mai atractive teritorii în timp util și să-și împartă geografic zonele de influență, acum este o practică destul de comună ca mai mulți operatori multi-servicii să opereze pe același teritoriu. În plus, companii mari ei încep expansiunea sau cumpără jucători regionali, sperând să acopere rapid piața.

Să enumerăm pe scurt cele mai importante tendințe în piata ruseasca servicii de acces în bandă largă care sunt deja disponibile sau așteptate în viitorul foarte apropiat:

• concurență mai dură chiar și în mici zonele populate;
• intrarea pe piețele regionale a marilor jucători ruși;
• consolidarea masivă (fuziune, achiziție) a operatorilor;
• o creștere semnificativă a vitezei de acces și a calității furnizării serviciilor;
• apariția de noi servicii (HDTV, VOD, conținut la cerere etc.);
• apariția de noi modele de afaceri, pătrunderea în televiziune piata de publicitate produse și servicii de cerere non-masă (țintă) etc.

Desigur, în condițiile unei concurențe atât de intense, cele mai bune perspective sunt pentru operatorii care oferă abonaților și clienților corporativi cel mai avansat nivel de acces în bandă largă. În legătură cu cerințele crescute ale pieței moderne, începe construcția pe scară largă a rețelelor MetroEthernet, oferind abonaților o viteză de acces fără precedent de 100 Mbit/s, iar clienții corporativi mari se pot conecta direct la coloana vertebrală IP, în care viteze variază de la 1 la 10 Gbit/s. s. Astfel de viteze mari de acces fac posibilă furnizarea unei game largi de servicii indisponibile anterior, de exemplu, IPTV în format de înaltă definiție pentru mai multe televizoare dintr-un apartament simultan, jocuri în rețea ultra-dinamice și multe altele.

Este clar că un operator multiserviciu își construiește rețeaua „cu ardezie curată”, are astăzi motive întemeiate să construiască o rețea folosind tehnologia „Optics to the Home” cu o rețea GigabitEthernet paralelă, combinată fizic într-o infrastructură comună de clădire cu o rețea de televiziune, cu alte cuvinte, pentru fiecare rețea logică, este propria sa fibră alocate în cablul optic principal. Dar în ce situație se află astăzi un operator de cablu, care și-a construit cu mult timp în urmă rețea de bandă largă bazat pe tehnologii departe de depășite, cu infrastructură dezvoltată și un canal de returnare și care au investit fonduri considerabile în construcția sa? Poate oferi abonaților viteze de acces proporționale cu ceea ce oferă operatorii MetroEthernet? Poate oferi cele mai recente servicii ultra-avansate bazate pe cel mai mare nivel de mare viteză acces?

Răspunzând sincer la aceste întrebări, trebuie să precizăm că astăzi, în condițiile unei concurențe atât de intense și apariției celor mai noi servicii avansate de acces, un operator de cablu care dispune de o bază tehnologică pentru transmiterea datelor bazată pe ultima versiune a DOCSIS, i.e. DOCSIS 2.0 nu mai poate îndeplini pe deplin cerințele pieței moderne. Folosind versiunea tehnologiei DOCSIS nu mai mare de 2.0, implementată de majoritatea operatorilor, este imposibil să se realizeze rate de transfer de date mai mari de 55 Mbit/s pentru o grup mare abonați, dar realist per utilizator - nu mai mult de 25 Mbit/s.

Operatorul de cablu începe acum să simtă că tehnologia DOCSIS 2.0 prezintă limitări de dezvoltare servicii suplimentare, și anume acces la Internet de mare viteză și ultra-rapidă, telefonie IP etc. În condiții de concurență acerbă cu operatorii MetroEthernet, operatorul de cablu întâmpină dificultăți tot mai mari, având ca principal argument pentru lupta pentru abonați nu mai viteza de acces, ci tarife mai accesibile, i.e. În orice caz, își reduce veniturile. În plus, rețeaua HFC necesită un efort important de personal pentru a o aduce în condiții normale și pentru a o menține în stare de funcționare în majoritatea cazurilor. Astfel, operatorul de cablu, pe de o parte, continuă să suporte costuri de operare semnificative, iar pe de altă parte, nu poate face o ofertă competitivă adecvată.

În această situație, el are de fapt 2 opțiuni:

1) fie căutați toate oportunitățile existente pentru a crește semnificativ viteza de acces fără a modifica arhitectura și infrastructura rețelei, adică să folosiți la maximum rezervele considerabile ale tehnologiei DOCSIS, așa cum vom vedea mai târziu;

2) fie deveniți un operator Ethernet, adică construiți o rețea Ethernet paralelă și operați 2 rețele simultan, producând semnificative investitii de capitalși creșterea costurilor de operare, ceea ce reduce drastic profiturile de astăzi și împinge perioada de rambursare în viitor.

În general, este destul de logic ca un operator CATV să folosească exact tehnologia care a fost inventată de comunitatea marilor operatori de cablu și producători de echipamente de telecomunicații, și anume standardul DOCSIS. Autorii, sincer vorbind, nu au auzit niciodată că, de exemplu, COMCAST ar lua în considerare în mod serios problema trecerii la MetroEthernet, la fel cum, totuși, nimeni nu a auzit că vreun mare furnizor de Ethernet a înlocuit serios chiar și operatorul de cablu sau de telefonie obișnuit în America de Nord. Aceste. în SUA sau, să zicem, în Germania, utilizarea unei alte tehnologii decât DOCSIS de către un operator de cablu, și anume MetroEthernet, PON etc., este considerată nefirească. Abordarea naturală este atunci când cablul se află și este folosit până când poate transmite cu succes un semnal în bandă largă.

De asemenea, recent, operatorii trec din ce în ce mai mult la difuzarea de televiziune digitală, în timp ce folosesc complexe pentru a furniza servicii care nu interacționează între ele în niciun fel, cu excepția, poate, a se află în același rack și folosind aceeași rețea. Schema de soluție generalizată utilizată de operatori în acest caz este prezentată în Fig. 1.

Fig.1

Deci, cât de departe poate un operator de cablu să împingă limitările tehnologice ale standardului DOCSIS 2.0? Răspunsul se află la suprafață - nu cu mult timp în urmă, datorită eforturilor consorțiului CableLabs, a apărut cel mai nou standard - DOCSIS 3.0 cu versiunea sa europeană EuroDOCSIS 3.0, care, aparent, rezolvă toate problemele stringente și, ca de obicei, nu necesită construirea unei noi rețele. Mai mult, toate dispozitivele de abonat deja instalate la abonați pot fi folosite în continuare cu noile stații DOCSIS 3.0, deși vor funcționa cu acestea conform versiunii lor anterioare.

Principalul avantaj al DOCSIS 3.0 este capacitatea de a combina mai multe canale de frecvență, oferind viteze de acces mult mai mari. Atunci când explică principiul de funcționare al noului standard, de obicei oferă o ilustrare grafică care arată că atunci când sunt combinate mai multe canale de frecvență, se formează un fel de „țeavă” cu un diametru mult mai mare decât „țeavă” unui canal individual. Astfel, combinarea a 4 canale de frecvență într-o conductă în aval vă permite să atingeți viteze de peste 200 Mbit/s.

Deci, cele mai importante diferențe dintre a treia versiune de DOCSIS și a doua sunt legarea canalului în aval și legarea canalului în amonte. Fuzionarea canalelor din aval este cea mai mare caracteristică importantă DOCSIS 3.0 este deja acceptat de un număr de producători de modemuri prin cablu. Astăzi puteți achiziționa modemuri personalizate care acceptă combinarea, de exemplu, a 3 canale în aval, de exemplu. astăzi este posibil să se ofere abonaților viteze de până la 150 Mbit/s, vezi fig. 2. Și asta este deja ceva. Acesta este exact ceea ce scoate atuurile din mâinile concurenților operatorului de cablu! În plus, DOCSIS 3.0 oferă:

Orez. 2.

• funcții avansate de multicast;
• suport IPv6;
• suport pentru metoda îmbunătățită de criptare AES;
• caracteristici suplimentare management.

Pentru capacitățile fiecărei versiuni de DOCSIS în ceea ce privește viteza de acces, consultați tabelul. 1.

CableLabs a făcut, de asemenea, modificări inovatoare arhitecturii CMTS. Noul standard QAM separă acum modulația de DOCSIS MAC. CMTS se află încă între coloana vertebrală IP și serviciile telematice, pe de o parte, și modemurile utilizatorului, pe de altă parte; diferența este că unitatea de modulație din aval este situată fizic separat. Acest concept se numește M-CMTS (sistem de terminare a modemului de cablu modular), vezi Fig. 3, iar asta aduce o mulțime de avantaje.

În primul rând, reduce efectiv costul modulării în aval. În al doilea rând, este în sfârșit posibil să combinați transmisia digitală cu IP printr-un singur QAM. Mai mult, producătorii au mână liberă pentru a implementa opțiunile de procesare DVB pe o singură platformă.

ÎN momentul prezent Mulți furnizori au anunțat că acceptă noul standard, dar până acum niciunul nu a implementat toate caracteristicile DOCSIS 3.0, așa că toate implementările sunt numite „preDOCSIS 3.0”. Totuși, cea mai importantă sarcină - furnizarea unei viteze mult mai mare a traficului de abonați de intrare (de la 100 Mbit/s) în comparație cu DOCSIS 2.0 - este rezolvată cu succes de stațiile CMTS în versiunea preDOCSIS 3.0. Upgrade suplimentar la versiunea completă 3.0 va fi produs în software. În opinia autorilor, cele mai impresionante rezultate sunt în ceea ce privește implementare practică Sistemele DOCSIS 3.0 sunt disponibile de la doi furnizori din SUA: BigBand Networks și CASA Systems.

Primul furnizor, Bigband Networks, spre deosebire de toți ceilalți furnizori, oferă suport pentru noul standard bazat pe Cuda 12000 dezvoltat pentru DOCSIS 2.0, datorită arhitecturii inovatoare MeshFlow, care asigură că tot traficul este procesat nu în nucleu, ci distribuit între ele. module de stație, care asigură neblocarea și fiabilitatea și disponibilitatea sporită a întregului sistem, noile capabilități ale DOCSIS 3.0 sunt ușor de combinat conceptual cu Cuda 12000 și fac astfel posibilă actualizarea simplă a software-ului la DOCSIS 3.0, toate modulele de interfață disponibile. poate fi utilizat în M-CMTS și nu numai. Cei care au achiziționat deja Cuda 12000 și le-au instalat sunt deosebit de norocoși. Pentru acești operatori, migrarea la DOCSIS 3.0 va fi cea mai ușoară și cea mai rentabilă. Acest lucru este foarte dificil pentru echipamentele de la alți furnizori.

Orez. 3.

Al doilea furnizor este CASA Systems, care oferă densități extrem de mari în aval și în amonte într-un singur dispozitiv. În special, este acceptată o configurație precum 32 ds × 16 us. O densitate atât de mare a fost atinsă datorită soluțiilor inovatoare utilizate și a înaltei abilități de inginerie a dezvoltatorilor. De fapt, momentan, este unic producător cutie de pizza pentru DOCSIS 3.0. Ceea ce diferențiază această platformă este că este utilizată pentru DOCSIS, DVB și IPTV. Aceasta este o soluție atât de universală încât este dificil să găsești un analog pentru ea. Cel mai probabil, acesta va fi un întreg rack cu diverse echipamente de telecomunicații, precum și multe soluții software. Această soluție este cu adevărat unică prin faptul că operatorii care aleg să construiască rețele MetroEthernet pot folosi un astfel de dispozitiv ulterior, după o tranziție completă la Ethernet, ca scrambler și modulator QAM pentru difuzarea DVB. Trebuie remarcat faptul că, spre deosebire de mulți alții, cei doi producători menționați nu se limitează la declarații de pregătire pentru a lansa CMTS DOCSIS 3.0 într-un viitor fericit, ci de fapt plasează deja comenzi pentru producerea unui astfel de CMTS.

De exemplu, BigBand Networks furnizează și instalează în prezent un headend modular M-CMTS unui mare operator de cablu Multikabel (Olanda), care este prima companie din lume care implementează practic o rețea de date bazată pe DOCSIS 3.0. În același timp, CASA Systems oferă gata de livrare flexibilă și solutie eficienta, care oferă funcționalitate DOCSIS, precum și modulare QAM împreună cu procesarea PSI/SI, suport CAS Symulcrypt etc. pe o platformă compactă 1U!!! Datorită acestei soluții, operatorul poate achiziționa o platformă pentru ambele sarcini și, de asemenea, poate ajusta în mod flexibil lățimea de bandă pentru servicii, după cum este necesar.

Acum implementarea IPTV prin această platformă, incl. iar prin DOCSIS, absolut real. Acest lucru, de exemplu, se aplică unui serviciu precum „video la cerere”, a cărui lățime de bandă poate fi alocată în QAM. Implementarea platformei M-CMTS face posibilă utilizarea mai eficientă a UEQ (universal edge QAM). Pentru a beneficia de noile beneficii ale DOCSIS 3.0, trebuie să achiziționați un modem nou. Nu toți utilizatorii vor dori să plătească pentru asta. Acest lucru este cel mai ușor de făcut pentru o afacere mică, pentru care prețul emisiunii este mic în comparație cu noile oportunități, în timp ce majoritatea abonaților vor cântări și se vor gândi mult timp. Totuşi, această tehnologie permite operatorilor de cablu să evolueze cu timpul și să evite mai eficient presiunea concurențială. De exemplu, M-CMTS produs de BigBand Networks și CMTS C2200 fabricate de CASA Systems permit operatorilor de cablu să ofere viteze de acces de peste 100 Mbit/s pe un singur șasiu abonaților cu modemuri DOCSIS 3.0 și viteze de aproximativ 25 Mbit/s celor cu modemuri din generația actuală.

Implementarea aceleiași arhitecturi M-CMTS ca și stadiu inițial strategie pentru trecerea la DOCSIS 3.0, permite operatorilor de cablu să se dezvolte în funcție de nevoile pieței - adăugând capacitate și funcționalitate în funcție de cerere.

Astfel, noul standard oferă operatorilor de cablu posibilitatea de a dezvolta standardul DOCSIS, de a oferi acces de mare viteză de peste 100 Mbit/s pe baza acestuia acum, de a concura cu succes pe piața serviciilor de acces și de a oferi o gamă de servicii care necesită lățime de bandă largă, incl. DVB și IPTV pe aceeași platformă folosind arhitectura flexibilă M-CMTS. Achiziționând soluții bazate acum pe versiunea preliminară a preDOCSIS 3.0, în viitor, fără a înlocui hardware-ul, operatorul poate trece la standardul DOCSIS 3.0 finit, doar prin schimbarea software. Acest lucru vă permite să protejați eficient investițiile făcute în construcția rețelei HFC.

În opinia noastră, abia odată cu apariția celei de-a treia versiuni a DOCSIS, această tehnologie a făcut un salt înainte cu adevărat puternic, asigurând introducerea de noi servicii de mare viteză, în versiunile anterioare, doar au încercat să adapteze rețelele CATV pentru accesul la Internet, folosind resursele sale 5; la sută în același mod în care o persoană folosește o mică parte din capacitățile creierului său. DOCSIS 3.0 vă permite să utilizați rețeaua CATV la capacitate maximă.

Internetul este transmis prin telefon, televiziune, cabluri de fibră optică și cabluri torsadate. Alegerea depinde de infrastructura de rețea existentă și de fezabilitatea financiară. Fiecare opțiune are propriul standard de transfer de date.DOCSIS este unul dintre standarde. În conformitate cu acesta, transmisia de date se realizează prin cabluri de televiziune (coaxiale) instalate. Adesea veți vedea o valoare digitală lângă standard. Indică versiunea specificației tehnologiei. Versiunile diferă între ele în ceea ce privește organizarea rețelei, iar pentru utilizator principala diferență este în viteza Internetului.

Tehnologia de conectare DOCSIS

Standardul pentru conectarea abonaților la rețea prin cablu coaxial utilizează un canal în aval, adică se realizează de sus în jos.

În termeni generali, schema arată astfel:

unde CMTS este sistemul terminal al modemului prin cablu. Mai simplu spus, acesta este modemul operatorului cu care se conectează dispozitivele utilizatorului. Acesta codifică și moderează fluxurile de date, transferându-le în intervalul de frecvență dorit.

Această schemă implică distribuirea Internetului prin modemul principal, CMTS, către toți abonații conectați simultan.

Când a apărut standardul DOCSIS și cui este util?

Doxis a început să fie folosit în 1998. Scopul standardului este de a unifica cerințele pentru transmiterea datelor prin cablu coaxial și de a garanta compatibilitatea echipamentelor furnizate de diferiți producători.

La momentul implementării, tehnologia era promițătoare. A făcut posibilă conducerea internetului prin rețelele existente, ceea ce înseamnă reducerea costurilor de creare a noii infrastructuri. Pentru operatorii de televiziune prin cablu, aceasta a însemnat posibilitatea extinderii listei de servicii oferite, iar pentru utilizatori - Internet ieftin cu o viteză destul de mare.

În zilele noastre, conexiunea prin DOCSIS este inferioară ca viteză față de alte opțiuni de conectare la rețea - FTTB, PON, HCNA.

Care sunt diferitele tipuri de tehnologie Doxis?

Doxis este împărțit în funcție de tipul de specificație. Divizarea se realizează în ordinea în care au fost lansate actualizările cu funcții suplimentare:

• Versiunea 1.0.
• Versiunea 1.1.
• Versiunea 2.0.
• Versiunea 3.0.
• Versiunea 3.1.
• Versiunea 3.1 FD.
• EuroDOCSIS.

Diferențele dintre tipuri sunt determinate de criteriile de calitate a serviciului (QoS), capacitatea de flux, modulații și imunitatea la zgomot. EuroDOCSIS – adaptarea standardului la rețeaua europeană de frecvențe.

Găsiți furnizori care se conectează internet de acasă la adresa ta:

Începeți să scrieți o stradă sau un oraș

Care este viteza lui Doxis

Primul standard presupunea transmisia de date cu o viteză de cel mult 42 Mbit/s, iar în direcția opusă - până la 10 Mbit/s.

Asimetria canalului a existat și în anii următori, când au fost lansate actualizări. Numai în cea mai recentă versiune a specificației a fost posibilă egalizarea vitezei fluxurilor.

Începând cu DOCSIS 3.0, viteza de transfer de date a fost crescută la 170 Mbit/s pe canalul înainte și până la 122 Mbit/s pe canalul invers.

Reglementările versiunii 3.1 specifică viteza canalului înainte de până la 10 Gbit/s, iar canalul invers până la 1 Gbit/s. Aceste valori depășesc semnificativ specificațiile anterioare. În plus, standardul prevede reducerea intensității energetice prin instrumente de management al energiei. Această abordare face ca industria de transmisie prin cablu coaxial să fie mai economică.

Să ne familiarizăm cu caracteristicile de operare ale modemului, precum și cu ratele de transfer de date folosind tehnologia DOCSIS 3.0 în rețeaua companiei Volya. Cum corespunde viteza practică cu cea declarată de furnizor? Cum se „comportă” modemul în funcționare și, de asemenea, care sunt condițiile pentru furnizarea dispozitivului pentru utilizatorii casnici și de afaceri?

Aspectul și legătura

Permiteți-mi să fac o rezervare imediat - compania Volya are mai multe tipuri de modemuri care acceptă tehnologia DOCSIS 3.0 și toate sunt furnizate utilizatorilor în anumite condiții. Dar să nu ne aprofundăm deocamdată în condițiile de furnizare a dispozitivelor utilizatorului final, ci să luăm în considerare caracteristicile unui anumit model - dispozitivul pe care l-am avut pentru testare - Thomson TCM 470.

Deci, corpul dispozitivului este realizat din două culori de plastic mat - alb și negru. Desigur, această combinație nu poate fi numită una care „prinde”, dar dispozitivul în sine este atractiv și acest lucru nu poate fi luat.

A spune că ansamblul caroseriei este dominat de negru sau alb plasticul nu este permis - există o proporție egală a ambelor: partea inferioară a carcasei, precum și pereții din față și din spate, sunt din plastic negru, în timp ce partea superioară, precum și pereții laterali din dreapta și din stânga sunt alb.

Deși partea superioară a modemului este albă, praful rămâne vizibil la suprafață. Personal, am șters partea exterioară a carcasei modemului aproape o dată la trei zile, împreună cu curățarea camerei în care se află dispozitivul.

Construcția dispozitivului este excelentă. În ciuda faptului că partea albă a carcasei pare să fie „îmbrăcată” pe cea neagră și, în plus, este deja ușor tactil să simțim că avem de-a face cu materiale durabile și oarecum masive, golurile s-au dovedit în cele din urmă a fie minim, ca să nu mai vorbim de joc. Nimic nu se clătina, nu se zdrobește și nu se distinge prin alte exemple de asamblare neglijentă.

Există multe găuri mici pe toți pereții carcasei, cu excepția celui din față. Acestea sunt așa-numitele plase de ventilație. Sistemul de ventilație este silentios. De asemenea, trebuie remarcat faptul că capacitățile sistemului de ventilație implementat în acest modem sunt foarte modeste - atunci când se lucrează timp de cel puțin 9-10 ore la rând, corpul dispozitivului se încălzește vizibil. Vestea bună este că nici măcar încălzirea vizibilă nu afectează deloc funcționalitatea dispozitivului.

Panoul frontal conține diverși indicatori care afișează starea proceselor din sistem. Nu este necesar să le cunoaștem scopul exact, este suficient doar să înțelegem lucru simplu– pentru ca dispozitivul să funcționeze corect, este necesar ca indicatoarele POWER, DS, US și ONLINE să se aprindă fără să clipească și doar indicatorul cu semnătura Link să clipească. Dacă această sarcină se finalizează, dispozitivul funcționează corect.

Dacă utilizatorul se conectează la modem Router Wi-Fi sau alt „distribuitor” al semnalului, acesta trebuie să „reseteze” setările de bază ale modemului, pe care sistemul le atribuie automat modemului în timpul conexiunii anterioare. Pentru a face acest lucru, trebuie doar să apăsați și să eliberați butonul de resetare, care se află pe panoul lateral din spate. După care trebuie doar să reporniți computerul, timp în care cel mai bine este să conectați routerul - o chestiune de câteva minute.

Pe langa butonul de resetare, pe acelasi panou se afla un terminal pentru conectarea cablului care vine de la panoul de distributie din casa sau centrul de afaceri. Există, de asemenea, un port pentru conectarea unui cablu care conectează direct modemul în sine la un computer sau laptop, plus un buton pentru comutarea alimentării dispozitivului.

Pe panoul de lucru inferior, pe lângă multe orificii de ventilație, există un autocolant cu diverse date tehnice despre dispozitiv, precum și două goluri pentru montarea modemului cu șuruburi pe un perete sau o platformă verticală.

Indicatoare practice de viteză

Utilitarul NetMeter, cu ajutorul căruia s-au efectuat toate calculele, este interesant nu numai ca tester de viteză. Ceea ce avem în fața noastră este un „înregistrator de trafic” destul de simplu și ușor de învățat instantaneu, cu ajutorul căruia orice utilizator poate păstra statistici detaliate ale traficului consumat pentru o perioadă - o zi, o lună sau doar o sesiune.

Altele, nu mai puțin caracteristică interesantă, acest tester este cel mai simplu mod Modul de testare a vitezei internetului diverse caracteristici consumul de trafic. De exemplu, personal mi-a plăcut foarte mult capacitatea de a urmări viteza atunci când redau videoclipuri în flux în diverse formate. Pentru a face acest lucru, am folosit VideoLAN VLC Media player 0.8.5, care, după cum știți, funcționează cu aproape toate formatele și este, de asemenea, ușor să lansați un fișier media în el. Toate videoclipurile au fost redate la o rezoluție de 720x576 pixeli.

Consumul mediu de trafic la redarea video în format VOB a fost de 1,15 Mbit/s. În timpul redării unui fișier DivX, viteza maximă a fost de 415 kbps, iar în timpul redării unui videoclip în format MPEG4, viteza maximă pentru „stream” a fost de 1,85 Mbps. Dimensiunea fiecărui fișier nu a depășit 1,5 GB.

În ceea ce privește vitezele, situația în acest caz este următoarea. Pe Upload am reușit să atingem cu ușurință „până la 3 Mbit/s” declarat de furnizor. În timpul măsurării, viteza a fost într-o stare „plutitoare” – de la 2,2 Mbit/s la 2,9 Mbit/s.

În ceea ce privește Descărcarea, în acest caz, răspândirea indicatorilor s-a dovedit a fi după cum urmează. În timpul așa-numitelor sarcini de vârf în rețea, viteza nu a depășit 17-19 Mbit/s, iar în perioada de la 7-8 dimineața până la ora 17-18 indicatorii au fluctuat de la 30-35 Mbit/s la 55 Mbit/s.

Termeni și condiții

Pentru utilizatorii privați, compania Volya oferă modemuri exclusiv pe bază de închiriere - acestea nu pot fi achiziționate. Cel puțin deocamdată.

Costul chiriei de către furnizor este inclus în costul unuia sau altui plan tarifar. În funcție de viteza pe care abonatul dorește să comande, există mai multe dispozitive din care să aleagă, inclusiv Thomson TCM 470 descris mai sus și altele, în special Thomson TCW 690/710, Arris WBM750B/NU DOCSIS 3.0 etc.

Pentru clienții business condițiile sunt diferite. Atât închirierea, cât și achiziția de dispozitive sunt permise aici. În acest moment, lista de dispozitive oferite de furnizor este limitată la două Arris WBM750B/NU și Scientific Atlanta EPC 3000. Prețul primului este de 389 grivne. Al doilea va costa 699 grivne. Costul închirierii unui modem pentru un utilizator de afaceri este similar cu costul închirierii unui dispozitiv pentru un utilizator casnic.

Câteva rezultate

În ciuda faptului că în practică viteza în modul Download nu atinge 150 Mbit/s declarată de furnizor, cu toate acestea, viteza în DOCSIS 3.0 este cu un ordin de mărime mai mare decât standardul anterior. Urmărește videoclipul pe același YouTube rezoluție înaltă sau un film HD on-line, precum și să efectueze o mulțime de alte sarcini legate de nevoia de a avea internet de mare viteză utilizatorul va putea face acest lucru cu un confort net mai mare decât în ​​modul standard anterior.

Este puțin enervant că persoane juridice Astăzi, acest serviciu este încă destul de scump. Deși popularitatea sa câștigă amploare, este așadar posibil ca, cel puțin în direcția creșterii popularității serviciului, compania să reducă prețurile în viitorul apropiat.

Pro

• Acoperire de aproape 100% în Kiev;
• Singurul furnizor care oferă Internet în standardul DOCSIS 3.0;
• O ofertă interesantă de la Volya Absolut - cu viteze de până la 150 Mbit/s pentru 200 grivne pe lună pentru utilizatorii casnici. Acest pachet este deosebit de interesant la cumpărare serviciu nou„TV+Internet” (http://volia.com/bundle/price). În acest caz, taxa lunară este redusă cu aproape jumătate. De exemplu, pentru aceeași 200 de grivne puteți cumpăra un așa-numit „pachet” - un pachet TV de bază (mai mult de 80 de canale) și un pachet de Internet cu o viteză de până la 150 Mbit/sec.
• Selecție largă planuri tarifareîn general;
• Viteză bună pentru streaming video;
• Conexiune stabilă

Contra

• Pentru clientii business costul este destul de mare;
• Restricțiile de viteză sunt posibile dacă politica de utilizare loială este încălcată pentru utilizatorii casnici. Deși există un plus - mai puțin de 1% dintre utilizatori se încadrează în această limitare.

Versiune nouă Specificațiile DOCSIS - DOCSIS 3.1, au schimbat complet principiile de funcționare ale DOCSIS, crescând debitului canal cu 50%, performanță de până la 10 Gb/s în canalul înainte și până la 2 Gb/s în canalul invers - viteze comparabile cu transmisia de date prin fibră optică.

DOCSIS 3.1 oferă mai mulți biți pe Hz în comparație cu DOCSIS 3.0 la același raport semnal-zgomot

Specificația DOCSIS 3.1 a fost lansată și testată cu succes în condiții de laborator în 2015. La începutul anului 2016 au fost certificate 5 noi modemuri de cablu care suportă standardul DOCSIS 3.1, furnizorii din întreaga lume au început să implementeze și să testeze echipamentele acestui standard.

Dar ce face DOCSIS 3.1 unic în comparație cu versiunile anterioare și cum se vor schimba metodele de testare ca urmare? Acest articol discută cele două tehnologii principale utilizate în cea mai recentă versiune a specificației: multiplexarea cu diviziune de frecvență ortogonală (OFDM) și verificarea parității de densitate scăzută (LDPC). Articolul descrie, de asemenea, metode pentru atingerea nivelurilor maxime de performanță.

Multiplexarea domeniului de frecvență ortogonală

Spre deosebire de SC-QAM, OFDM folosește o lățime de bandă de 24 până la 192 MHz. În această bandă, pot fi plasate până la 8 mii de subpurtători cu o lățime de 25 până la 50 kHz fiecare. ( Mai exact, 7680 de subpurtători de 25 kHz sau 3840 de subpurtători de 50 kHz - aprox. traducător). Toți subpurtătorii sunt sincronizați în timp unul cu celălalt și formează un singur set de simboluri. Aceste simboluri sunt la rândul lor distribuite între subpurtători și intervale de timp și poartă cuvinte de cod.

Principalul avantaj al acestei abordări este că simbolurile sunt transmise simultan la frecvențe diferite. Acest lucru creează niște oportunități unice. Deci, dacă interferența apar pe un subpurtător, OFDM o elimină pur și simplu, combinând frecvențele adiacente. Acest lucru vă permite să continuați transferul de date de la nivel optim productivitate. ( În plus, această metodă de transmisie este mult mai puțin sensibilă la interferența în bandă îngustă și în impulsuri, deoarece acestea afectează doar unele subpurtătoare, în timp ce în cazul unui semnal obișnuit, interferența îi afectează întregul spectru - aprox. traducător)

Deoarece tipul de modulație în OFDM este setat la anumită perioadă timp, această tehnologie vă permite să controlați relația de fază reciprocă a subpurtătorilor. Dacă un subpurtător este la vârf, atunci cel alăturat poate fi defazat, de exemplu. la zero. Acest lucru reduce interferența dintre subpurtătorii adiacenți și le permite să utilizeze niveluri mai mari de modulație și, în consecință, să mărească debitul general al rețelei. În loc să folosiți un nivel de modulație pentru întreaga bandă, OFDM permite diferite niveluri modulare pentru fiecare subpurtător. În plus, puteți crea profiluri de modulație în așa fel încât să puteți seta niveluri de modulație individuale pentru toate subpurtătorii și să aveți mai multe astfel de profiluri.

Să luăm ca exemplu un subpurtător. Fiecare profil are un nivel de modulație diferit (de exemplu, 64 QAM, 1024 QAM, 2048 QAM sau 4096 QAM). OFDM poate utiliza profilul de cel mai înalt nivel pentru un anumit segment de rețea HFC. Într-un segment va fi 4096 QAM, în altul poate fi 1024 QAM. În al treilea segment la această frecvență poate exista prea multă interferență și această parte a spectrului va fi complet exclusă din profil etc.

Acum să ne uităm la ce se întâmplă pe acest subpurtător pentru a înțelege cum funcționează toate 8000. Un profil individual descrie un subpurtător individual pentru a-și atinge performanța maximă în fiecare perioadă de timp.

După cum sa menționat mai sus, toți subpurtătorii sunt combinați unul cu celălalt pentru a transmite împreună simboluri din care sunt formate cuvintele de cod. Subpurtătorii sunt alocați fiecărui simbol de cuvânt de cod și nivelul lor de modulare este descris de un profil. Profilurilor, la rândul lor, li se atribuie denumiri de litere (de exemplu, A, B, C și D). Astfel, se dovedește că optimizarea este efectuată nu numai pentru fiecare subpurtător în mod individual, ci și pentru toți cei 8000 de subpurtători din complex.

În loc să optimizeze modulația pentru cea mai proastă parte a rețelei, aceasta poate fi optimizată pentru cea mai bună parte în orice moment dat. Acest lucru face ca DOCSIS 3.1 să fie o tehnologie mult mai eficientă decât predecesorii săi. Acolo unde un canal de pe DOCSIS 3.0 ar putea transporta 6,3 biți pe 1 Hz, DOCSIS 3.1 poate atinge 10,5 biți pe 1 Hz folosind modulația QAM 4096. În cazul mai tipic în care sunt utilizate simultan mai multe niveluri de modulație, DOCSIS 3.1 poate atinge 8,5 biți pe Hz, oferind o creștere de 35% a eficienței fără modificări ale rețelei HFC.

Verificare de paritate cu densitate scăzută

DOCSIS 3.1 folosește LPDC în loc de FEC. Acest algoritm funcționează pe întreaga gamă și evaluează erorile nu ale biților individuali, ci ale cuvintelor de cod întregi. Dacă o astfel de eroare poate fi corectată, LPDC o face automat, permițând utilizarea unor niveluri de modulație mai mari și reducând considerabil nevoia de retransmitere a cuvintelor de cod. LPDC aduce capacitatea canalului mai aproape de limitele teoretice descrise de teorema lui Shannon.

Dar LDPC are un dezavantaj. Deoarece acest algoritm modifică setările în timp real, sistemul poate atinge niveluri maxime de putere și modulație în timp ce corectează erorile care apar. Aceasta înseamnă că rețeaua se va degrada neobservată de operator și la un moment dat erorile vor deveni incorectabile, iar utilizatorii vor observa o scădere a calității serviciului. Pentru a evita o astfel de situație, este necesar să testați sistemul mai amănunțit.

Atingerea debitului maxim al rețelei

Puterea, MER și nivelurile de zgomot din Profilul A sunt selectate pentru performanță OFDM fiabilă. Dacă acest profil funcționează, atunci profilurile standard B, C și D pot fi utilizate Profiluri diferite de acestea pot fi create de către producătorii de modemuri de cablu și CMTS la discreția lor, iar numărul lor nu este limitat în niciun fel.

Atunci când transmiteți informații la nivel PLC, este important să vă asigurați că nu există erori necorectabile ale cuvintelor de cod (CWE). La nivelul PLC, transferul de informații trebuie să fie cât mai fiabil posibil, astfel încât nivelul de putere și MER trebuie să fie strict într-un interval dat. Pentru a face acest lucru, parametrii acestui nivel trebuie să fie strict fixați - specificația DOCSIS 3.1 limitează utilizarea numai a BPSK sau 16 QAM pentru PLC.

Dacă totul funcționează fără erori la nivel PLC, parametrii NCP sunt de asemenea fixați și nu ar trebui să permită erori necorectabile (CWE). Dacă mesajele se pierd la acest nivel, modemul va cere din nou informații sau, și mai rău, nu va exista deloc conexiune. În DOCSIS 3.1, numai QPSK, 16 QAM sau 64 QAM pot fi utilizate pentru transmisia NCP.

Deoarece profilul A este bootabil, i se atribuie niveluri de modulație mai mici decât celelalte: QAM 16 și QAM 64. Acest lucru se face astfel încât toate modemurile să poată funcționa chiar și în cea mai proastă parte a rețelei de cablu. Un semnal cu un nivel de modulație mai scăzut poate funcționa la niveluri de putere și MER mai mici. La fel ca cele două niveluri anterioare, profilul A trebuie să aibă parametri fixați și să nu permită erori necorectabile. Dacă apar erori necorectabile, modemul va intra în modul DCOSIS 3.0 și nu va exista o creștere a eficienței. Profilul A poate funcționa la niveluri mai mari de modulație, în timp ce erorile CWE corectabile sunt permise, acest lucru este normal, principalul lucru este că nu există erori necorectabile.

Când toate cele 3 niveluri funcționează în limitele specificate, puteți analiza capacitatea totală a canalului. Una dintre greșelile din această etapă poate fi măsurarea nivelului semnalului pe întreaga bandă de 192 MHz. Trebuie reținut că puterea totală în această bandă de spectru este egală cu puterea unui semnal de 6 MHz, ținând cont de lățimea de bandă. Astfel, puterea totală a unui semnal OFDM este foarte diferită de puterea unui singur purtător cu o lățime de 6 (8) MHz. Pentru a regla mai precis puterea semnalului OFDM, toate nivelurile trebuie măsurate în raport cu puterea semnalului de 6 MHz.

OFDM are mai multe caracteristici unice. Nivelurile primului și ultimului 6 MHz dintr-o bandă de semnal OFDM dată vor fi cu aproximativ 0,8 dB mai mici decât nivelurile subpurtătoarelor rămase din cauza declinării în banda de gardă. Acest lucru devine important atunci când măsurătorile sunt efectuate folosind instrumente standard sau când puterea este măsurată într-un interval de frecvență de 6 MHz care este izolat de domeniul general. În plus, purtătorul PLC este cu aproximativ 0,8 dB mai mare decât alți subpurtători datorită semnalelor pilot suplimentare și datelor transmise. Astfel, planeitatea generală a semnalului OFDM în comparație cu un semnal standard de 6 MHz va fluctua în intervalul de 1,6 dB din cauza declinării inițiale și finale și a influenței PLC.

Pentru ca OFDM să funcționeze la performanțe de vârf, nivelurile medii de putere trebuie să fie în limitele specificate, MER trebuie să fie bun, iar nivelurile de zgomot trebuie menținute la minimum. Zgomotul are un impact semnificativ asupra semnalului OFDM și poate duce la neutilizarea deloc a profilurilor cu niveluri ridicate de modulație.

Dacă toate cerințele specificate sunt îndeplinite, atunci devine posibilă utilizarea profilurilor cu niveluri de modulație ridicate. Este important ca parametrii din profil să fie blocați. Profilurile cu niveluri de modulație ridicate pot avea unele erori corectabile (CWE), deoarece acestea nu sunt la fel de critice ca nivelurile inferioare, dar erorile necorectabile vor duce la neatingerea performanței maxime. De exemplu, dacă profilul C are erori necorectabile, profilurile D și mai mari nu vor putea utiliza o modulație mai mare decât profilul C. Pentru a realiza niveluri înalte modulare, rețeaua HFC trebuie să fie curată și fără erori necorectabile (ceea ce este valabil și pentru versiunile anterioare ale DOCSIS).

Ce este în Upstream?

Subpurtătoarele individuale din OFDMA pot fi dezactivate pentru a asigura compatibilitatea cu canalele DOCSIS 2/3.0

Tabel de comparație între DOCSIS 3.0 și DOCSIS 3.1

Concluzie

O mică actualizare a structurii fizice a rețelei este suficientă pentru a crește eficiența acesteia (viteză și debit) cu 35% utilizând DOCSIS 3.1. Acest lucru le va oferi, de asemenea, operatorilor mai mult timp pentru a întreprinde noi upgrade-uri incrementale, care, la rândul lor, le vor permite să crească în continuare capacitatea.

Cu toate acestea, operatorii trebuie să fie foarte atenți atunci când implementează și testează DOCSIS 3.1. Dacă acest lucru este făcut incorect, atunci nu va exista nicio îmbunătățire față de DOCSIS 3.0.