DOCSIS

Data Over Cable Service Interface Specifications (DOCSIS) — стандарт передачи данных по коаксиальному (телевизионному) кабелю. В 1998 г. на сессии рабочей группы ITU в Женеве был одобрен основополагающий стандарт J.112, определяющий методы передачи данных по сетям кабельного телевидения. Базируясь на основе стандартов ITU J.112 и J.83, консорциумом «CableLabs» в сотрудничестве с широким кругом производителей оборудования был разработан единый международный стандарт, известный под названием "Data Over Cable Service Interface Specification" (DOCSIS).

Этот стандарт предусматривает передачу данных абоненту по сети кабельного телевидения с максимальной скоростью до 42 Мбит/с (при ширине полосы пропускания 6 МГц и использовании многопозиционной амплитудной модуляции 256 QAM) и получение данных от абонента со скоростью до 10,24 Мбит/с. Он призван сменить господствовавшие ранее решения на основе фирменных протоколов передачи данных и методов модуляции, несовместимых друг с другом, и должен гарантировать совместимость аппаратуры различных производителей.

Принятые ITU документы содержат также три приложения, учитывающие специфические особенности американского, европейского и японского рынков услуг CATV и используемые в этих регионах стандарты (NTSC, PAL, SECAM).

Существует несколько версий спецификации DOCSIS:

• DOCSIS 1.0
• DOCSIS 1.1
• DOCSIS 2.0
• DOCSIS 3.0
• DOCSIS 3.1
• EuroDOCSIS
• DOCSIS 3.1 FD

EuroDOCSIS регламентирует принятое для Европы распределение частот прямого и обратного канала, оговаривает работу c полосой 8 МГц.

DOCSIS 1.1 дополнительно предусматривает наличие специальных механизмов, улучшающих поддержку IP-телефонии, уменьшающих задержки при передаче речи (например, механизмы фрагментации и сборки больших пакетов, организации виртуальных каналов и задания приоритетов).

DOCSIS имеет прямую поддержку протокола IP с нефиксированной длиной пакетов, в отличие от DVB-RCC, который использует ATM Cell transport для передачи IP-пакетов (то есть, IP-пакет сначала переводится в формат ATM, который затем передаётся по кабелю; на другой стороне производится обратный процесс).

• DOCSIS 3.1.

Впервые представленная в октябре 2013 года спецификация DOCSIS 3.1 регламентирует скорость прямого канала 10 Гбит/с и более и 1 Гбит/с обратного канала, за счёт использования схемы модуляции 4096 QAM. Здесь вместо частотного разделения каналов шириной 6 МГц и 8 МГц используются поднесущие шириной от 20 кГц до 50 кГц с OFDM-мультиплексированием. Их можно уложить в спектр шириной вплоть до 200 МГц. DOCSIS 3.1 также регламентирует средства управления энергопотреблением что позволит снизить энергоёмкость индустрии кабельного телевидения.

• DOCSIS 3.1 FD

Новая поправка к стандарту DOCSIS 3.1 впервые за 19 лет существования технологии позволит сделать скорости прямого и обратного каналов равными. Увеличение скорости обратного канала до десяти гигабит в секунду в рамках стандарта DOCSIS 3.1 стало возможным благодаря совместному использованию всего кабельного частотного диапазона (от нуля мегагерц до 1,2 гигагерца) как на отправку, так и на прием данных. Это позволяет оптимизировать и временные слоты.

Коммерческое внедрение нового стандарта ожидается в 2019 году. 

Таблица скоростей

Максимальная скорость синхронизации (максимальная используемая скорость), Мбит/с

Version	DOCSIS		EuroDOCSIS
	Прямой канал (Down)	Обратный канал (Up)	Прямой канал (Down)	Обратный канал (Up)
1.x	42,88 (38)	10,24 (9)	55,62 (50)	10,24 (9)
2.0	42,88 (38)	30,72 (27)	55,62 (50)	30,72 (27)
3.0 4channel	+171,52 (+152)	+122,88 (+108)	+222,48 (+200)	+122,88 (+108)
3.0 8channel	+343,04 (+304)	+122,88 (+108)	+444,96 (+400)	+122,88 (+108)
DOCSIS 3.1	10000	2000
DOCSIS 3.1 FD	10000	10000

Передача данных «сверху вниз» — к пользователю, или в downstream-канале — выполняется передающим устройством головного оборудования, называемым CMTS — Cable Modem Termination System. Иначе говоря, вся полоса делится между всеми пользователями, которые в данный момент принимают данные, поэтому доступная в каждый момент времени полоса для конкретного пользователя может «плавать» в очень широких пределах. Передача информации «снизу вверх» (в upstream-канале) может выполняться кабельным модемом, который отвечает техническим требованиям, предъявляемым Предприятием, или сертифицирован на соответствие стандарту DOCSIS, а в качестве протокола доступа реализована процедура МДВР (многостанционный доступ с временным разделением каналов) или МДКР (многостанционный доступ с кодовым разделением каналов). До появления стандарта DOCSIS 3.0 полоса на одного пользователя в downstream-канале составляла примерно не более 25 Мбит/с, в upstream-канале — не более 10 Мбит/с. Это обусловлено невозможностью выделения всех тайм-слотов на одно абонентское устройство.

Главное отличие DOCSIS 3.0 от 2.0 в том, что в DOCSIS 3.0 каналы на кабельном модеме можно объединять, тем самым увеличивая скорость доступа. Объединяются до 16 прямых и 8 обратных (2008 г.). Также в DOCSIS 3.0 появилась поддержка multicast, шифрования AES и др.

Ссылки

• CableLabs
• Excentis
• docsis.org
• slimjim100.com DOCSIS Engineer Blog
• DOCSIS Project docsis is a small program that can be used to generate binary configuration files for DOCSIS-compliant cable modems.
• 300mbit in Norway (норв.)