Docsis 3.0概况

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一、            DOCSIS概述

DOCSIS（Data Over Cable ServiceInterface Specification），即基于电缆的数据传输服务接口规范，是一种通过有线电视电缆高速传送数据的技术。采用DOCSIS技术规范，有线电视运营商从传统的电视娱乐节目业务转变为视频、声音和高速数据通信业务的全面业务提供商。

DOCSIS技术最初出现于1995-1996年，随着技术的发展与进步，美国有线实验室（Cablelabs）陆续成功地公布了三个技术规范：DOCSIS 1.0、DOCSIS 1.1和DOCSIS 2.0，现在DOCSIS 技术又出现了新的突破，CableLabs正在酝酿推出DOCSIS 3.0，预计今年下半年推出这一新标准并逐步开通商用。DOCSIS历史发展过程如图1所示。

                              

图１　DOCSIS历史轨迹

有些人搞不清楚OpenCable、DOCSIS和PacketCable之间的关系。其实，美国CableLabs的技术发展道路非常清晰。他们首先定义了一个开放系统，确保于有线网连接的器件和设备之间的互操作性，并确保新一代的能提供数字视频、数据和交换业务的机顶盒能有多个厂家提供，这就是OpenCable系统。 OpenCable将所有业务和应用划分为两类：核心业务和扩展业务。其核心业务由基本的OpenCable系统提供，而扩展的业务由DOCSIS前端来提供，包括IP电话、VOD、PC的高速互联网接入和视频游戏。而进一步的扩展，如IP电话、视频会议、交互式游戏则通过PacketCable来完成。其系统架构如图2。

图2 Opencable系统分层

二、             DOCSIS3.0的新特点　　

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。现在从宏观和微观两个方面谈谈技术的发展。

1．DOCSIS的宏观发展：

    

DOCSIS 1.0

    

  

DOCSIS 1.1

  

  

  

DOCSIS 2.0

  

  

  

DOCSIS 3.0

  

    

ü  基本的电缆传输数据标准

  

ü  不具有保证服务质量的能力

  

ü  “基线保密”

  

    

  

ü  DOCSIS 1.0的全部能力

  

加

  

ü  提供服务质量

  

ü  包分割和包连接

  

ü 用来提高安全性的“基线保密增强”

  

  

  

  

ü  DOCSIS 1.1的全部能力

  

加

  

ü  上行带宽增加

  

ü  新的上行噪声抑制

  

ü  更高QAM调制级别

  

  

  

ü  DOCSIS 2.0的全部能力

  

加

  

ü  极高带宽双向数据传输的能力

  

ü  提供对IPv6的支撑

  

  

2．DOCSIS的微观发展：

    

版本

    

  

关键特点

  

  

  

优点

  

    

DOCSIS 1.0

  

(上行0.32-10 Mbps /s)

  

(下行30-42 Mbps d/s)

  

    

  

•  标准规范

  

•  基本FEC (T=10)

  

  

  

  

•  低成本，小功率 CM

  

•  噪声纠错

  

  

    

DOCSIS 1.1

  

(上行0.32-10 Mbps /s)

  

(下行30-42 Mbps /s)

  

    

  

•  QoS 和IP 组播

  

•  CM的  8分接头前置均衡

  

•  净荷头压缩PHS

  

•  通过SNMPv3保障的安全性

  

•  MIB库中新的计数

  

•  过滤器，CM 鉴别

  

  

  

  

•  分层服务

  

•  提高的噪声免疫能力

  

•  提高的带宽利用率

  

•  改进的管理

  

•  黑客防御

  

  

    

DOCSIS 2.0

  

(上行0.32-30 Mbps /s)

  

(下行30-42 Mbps ds)

  

    

  

•  针对上行数据的强制性S-CDMA/ A-TDMA

  

•  提高的FEC (T=16)

  

•  ATDMA数据交织存储

  

•  CM的24分接头前置均衡

  

  

  

•  对称服务和上行噪声免疫

  

•  更高的上行噪声免疫能力

  

  

    

DOCSIS 3.0

  

(上行120 Mbps /s)

  

(下行160 Mbps /s)

  

    

  

•  频道绑定技术

  

•  支撑IPv6

  

  

  

  

•  增加下行带宽，同时优化上行带宽

  

•  提供多种媒体业务。

  

•  扩展地址空间

  

3．DOCSIS 3.0的主要特点

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。频道绑定的概念可参见图3。

图3 DOCSIS 3.0频道绑定示意图

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的支撑，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还支撑设备的机动性（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。