DOCSIS标准(陈柏).ppt

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1、1,DOCSIS标准介绍,陈 柏 年2004年5月,广电宽带城域网技术系列讲座,2,DOCSIS-基本框架,广域网WAN,用户侧设备CPE,CMTS,最早的RF DOCSIS1.0规范,CM,CMTS网络侧接口CMTS-NSI,CM用户侧设备接口CMCI,通过系统透明传送IP分组,3,关键名词,CMTS-线缆调制解调器（Cable Modem）头端系统CM-线缆调制解调器Cable ModemDOCSIS-电缆数据业务接口规范（Data Over Cable Service Interface Specification），是在Cable上传输数据的接口协议Cable lab-美国有线电视实验

2、室，代表 MCNS,开发并管理DOCSIS标准MCNS-多媒体Cable 网络系统,主要包括北美有线电视运营商及一些设备供应商,4,多媒体有线网络系统MCNS（Multimedia Cable Network System）,MCNS 参与者：Comcast,COX,TCI,Time Warner,MediaOne,Rogers Cable systems and Cable LabsMCNS 的 成 员 代 表 了 80%左 右 北 美 的 有 线 用 户建立委员会以制定在双向HFC网上进行数据通信的性能标准有线电视数据业务接口规范DOCSIS（Data Over Cable Service

3、 Interface Specification）目的：使各经销商间产品的互操作性得以实现标准的制定可以使Cable Modem在普通电器商店就可买到，从而扩大市场规模，同时也使网络运营商有更多的选择,5,DOCSIS系统参考结构模型,6,CMTS,CM,HFC网络中数据在设备中的流向,7,交互式有线电视传输系统,交互式有线电视传输系统的双向数据业务，其实就是在CMTS与CM之间的数据通信业务。系统的主要功能：在前端与用户端之间透明地传输因特网协议（IP）信息包。CMTS和CM是作为IP协议和逻辑链路控制（LLC）处理的主机来运行的。协议堆栈三层结构：从下到上，构成网络的物理层、数据链路层和网

4、络层。在网络传输接口两层上结构：仅有物理层和数据链路层。,8,有线电视传输数据的参考结构,9,DOCSIS三类接口,CMTSNSI接口：前端的CMTS与数据网络边界（Network Side Interface-NSI）之间的接口。DOCSOSSI接口：前端CMTS与操作支持系统间的接口。射频接口：（1）CMTS与HFC网络间的上下行射频接口；（2）HFC与CM间的射频接口；（3）安全及接入控制系统接口。作用：通过对三类接口概念的描述，即与外部边界的接口和内部各系统间的RF接口及网络管理系统接口的描述，奠定了在CMTS与各CM之间的交互式数据通信系统的规范。,10,协议模型说明,CMTS和CM

5、是作为IP协议和逻辑链路控制（LLC）处理的主机来运行的。协议堆栈从下到上，构成网络的物理层、数据链路层、网络层。在网络传输接口上，仅有物理层和数据链路层。,11,（3）MAC帧格式,MAC帧：指的是数据链路层的两个或多个实体间数据交换的单元。MAC帧即是MAC子层CMTS 与CM之间数据传送的基本单元，因而必须对MAC帧的格式作统一规定。（l）一般MAC帧格式。（2）MAC标头格式。（3）基于分组的MAC帧。（4）MAC专用标头。,12,一般MAC帧格式,上、下行采用相同的帧格式由物理层开销或下行的MPEG PSI标头、MAC标头和PDU数据 三部分组成。PMD开销包括前同步信号、上行的同步

6、模式。MAC信息标头：描述跟在后面的PDU数据的格式以及PDU是否存在，因而它唯一地说明了MAC帧的内容。PDU（Packet Data Unit）数据：装载分组数据单元。,13,MAC的管理功能,（1）初始化、预备及开播管理：这是每一个CM（NIUSTB）都必须在开机后完成的程序。该程序是在INA（交互网络转接器）与NIU（网络接口单元）之间周期性进行的（只要NIUSTB开机即可），没有信息主体的运行，仅作连接前的准备。（2）连接管理：这是在完成初始化、预订和开播程序后，在INA与NIU之间建立连接的管理程序。（3）链路管理：任务是对上行资源的连续监视和优化。即包括功率和定时管理，固定速率的

7、分配管理，信道误差的管理。,14,DOCSIS 协议层 与OSI 协议层的比较,DOCSIS Data Over Cable,OSI,高层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,Applications,TCP or UDP,IP,IEEE 802.2,DOCSIS MAC,上行TDMA(mini-slots),DOCSISControlMessages,5-65 MHz(QPSK or 16QAM),HFC,下行TDM(MPEG),8 MHzITU-T J.83 Annex A,MPEG-based applics,e.g.Video,15,DOCSIS系统的协议模型,16,DOCSIS网络接

8、口,电缆调制解调器局端系统(CMTS)MCNS（多媒体网络系统）在前端的硬件设备 网络接口:10BaseT,100BaseT,ATM,HSSI，双 1000BaseSX 或 1000BaseLX，单70Km 1000BaseLX电缆调制解调器(CM)MCNS在用户端的硬件设备 与PC的接口:以太网 10BaseT接口，10/100BaseT接口，USB接口TCP/IP数据规范 可经SNMP（Simple Network Managemant Protocol 简易网络管理协议）进行远程管理,17,DOCSIS Evolution演变粗略观察,18,DOCSIS Evolution演变深入观察,

9、19,Additive White Gaussian Noise(AWGN)-continuous&random with an infinite frequency range加性高斯白噪声（连续和随机）Ingress Noise-continuous(or lengthy in duration)with a narrow frequency range(up to 100 kHz wide)ex:60 Hz power line hum侵入噪声Impulse(Burst)Noise-short in duration(100nsec-100msec),but possibly perio

10、dic,and with a broad frequency range ex:motor contacts突发性脉冲噪声,HFC网三种上行噪声类型,20,DOCSIS 1.0主要定义的八个规范,（1）射频接口（RFI）规范（2）安全系统接口（SSI）规范（3）CM终端系统-网络侧接口（CMTS-NSI）规范（4）CM与用户端设备接口（CM-CPEI）规范（5）操作支持系统接口（OSSI）规范（6）电缆电话回传接口（CM-TRI）规范（7）可拆装安全系统接口（RSMI）规范（8）基线加密接口（BPI）规范,21,DOCSIS V1.1,1999年MCNS又发布了DOCSIS V1.1版本，为V

11、1.0的扩展。增加部分：（1）适用于上行和下行带宽的动态QoS（动态带宽分配机制）;（2）在上行中提供CMTS控制的分段数据包;（3）用有效负载标头压缩提高上行和下行带宽的使用效率；（4）支持VoIP等对延时敏感的多种业务等多方面的规范。,22,物理层,由传输会聚子层（仅有下行方向）和物理媒介依赖（PMD）子层组成。（1）下行传输汇聚子层：它是插入在物理媒介于层与链路层的媒体访问控制（MAC）子层之间的一个子层。它是为物理层的额外服务而设置的，如数字图像的传输。（2）物理依赖PMD子层：作为物理底层特性，它规定了CM和CMTS的技术要求和传输协议。,23,DOCSIS标准物理层,DOCSIS标

12、准中将物理层分成了下行传输汇聚子层和物理媒体子层两个部分。为了支持视频业务的应用以及和HFC网络中的传统视频设备兼容，下行信号被封装成MPEG2的TS流后送给物理媒体子层处理。需要特别注意的一点是，物理媒体子层专门对下行信号而设置，下行的数据信号被封装成MPEG2的TS流传输。对于上行而言并不存在这个子层，上行信号经过相应的MAC层协议处理后直接送入物理媒体子层处理，并不封装成MPEG2包。,24,PMD子层的技术要求,采用频分复用时分多址（FDMTDMA）组合控制上、下行信道带宽的分配。采用正交调幅和四相移键控（QAMQPSK）两种调制方式。采用可编程的 Reed Solomon前向误差校正

13、（FEC）编码（204，188）和 格形Trellis连接码。上行采用多种符号率。CMTS和CM的电气特性要求。寄生发射频谱要求。,25,PMD子层的意图,在交互式数据业务传输时，CMTS面对众多CM，因而下行信道属于媒介共享，而上行信道则在本质上是点对点的。PMD子层的意图：规定CM与CMTS之间的互操作，即一个CM的任何操作都能与CMTS 相适应，亦即各CM均将受控于CMTS。CMTS采用规定上行微时隙和动态混合的争用预留上行传输机会的方法，来控制带宽的分配；CM则采用突发调制方式，争用请求传输时间，并在争用到的限定时隙范围内传输数据。,26,DOCSIS1.0/1.1标准物理媒体子层上行

14、规范,在DOCSIS1.0/1.1标准中上行物理媒体子层采用了频分多址/时分多址（FDMA/TDMA）突发调制，提供5种波特率和两种调制方式（QPSK、16QAM）。将5-65MHz的整个频率段分成多个子频段，每个CM都工作在其中的1个子频段上，在CM系统中，上行信号的频带宽度不是固定的，可以是200KHz、400KHz、800KHz、1600KHz等，但如果每个CM独占1个子频段，那么子频段的数目无法支撑网络中众多的CM。DOCSIS标准中除了使用频分多址的方式外还采用了时分多址的方式，每个子频段中可以有很多个CM在同时通信，这样就解决了系统中一个CMTS同时和多个CM通信的问题。,27,C

15、M系统物理层重要的要求1,CM系统分为上行和下行两个信道，两个信道中的信号在电缆网络中共缆传输，通过占用不同的频率来区分。DOCSIS标准中上行频率范围为542MHz，下行中心频率范围为88857MHz，EuroDOCSIS标准中上行频率范围为565MHz，下行中心频率范围为112857MHz。,28,整个上行频率范围可以划分为多个上行信道，每个上行信道占用的频宽不固定，根据网络的实际情况和采用的多址方式而定。由于上行信号是数字调制信号，所有的失真和干扰对数字信号的影响都类似于噪声，HFC网络中上行噪声的主要来源是汇聚噪声，因此在上行信道中，综合所有干扰、失真和噪声定义了载波干扰比这个指标。D

16、OCSIS标准要求系统中上行信道的载波干扰比大于等于25dB，Euro DOCSIS标准中要求上行信道的载波干扰比大于等于22dB。,CM系统物理层重要的要求2,29,CM系统物理层重要的要求3,上行信号的数据速率取决于符号率和调制方式，符号率越高，调制效率越高，数据速率也就越高。在DOCSIS1.0标准中，上行信道的最大频宽为3.2MHz，上行信号的最大符号率为2560Ksym/s，调制方式为QPSK，最大的上行数据速率为2560K2=5120Kbit/s。在DOCSIS1.1标准中，上行信道最大频宽为3.2MHz，上行信号的最大符号率为2560Ksym/s，调制方式为16QAM、QPSK，

17、最大的上行数据速率为2560K4=10240Kbit/s。在DOCSIS2.0标准中，上行信道最大频宽为6.4MHz，上行信号的最大符号率为5120Ksym/s，调制方式为QPSK、8QAM、16QAM、32QAM、64QAM、128QAM，最大的上行数据速率为5120K6=30720Kbit/s。,30,CM系统物理层重要的要求4,下行频率范围也可以划分为多个下行信道，Euro DOCSIS标准中下行信道的频宽为8MHz。EuroDOCSIS标准中下行信号的调制方式同样为64QAM或者256QAM，两种调制方式的符号率都为6.95Msym/s，因此Euro DOCSIS标准中下行信号最大数据

18、速率在64QAM调制时为6.95M6=41.7Mbit/s，大约有10%的比特用于前向纠错，因此净数据速率约为37Mbit/s，在256QAM调制时为6.95M8=55.6Mbit/s，大约有10%的比特用于前向纠错，因此净数据速率约为50Mbit/s。,31,DOCSIS标准数据链路层,DOCSIS将数据链路层分成了三个子层：逻辑链路控制子层（LLC）、逻辑链路安全子层（Link Security）、介质访问控制子层（DOCSIS MAC）。其中逻辑链路控制子层采用了通行的以太网标准和802.X协议，DOCSIS制定了专用的媒质接入子层协议和逻辑链路安全子层协议。,32,MAC子层,MAC子

19、层处于物理层与更高层（网络层及以上）之间的“管理实体”位置，它起着承上起下的作用。即对于每一种连接的传输模式、传输速率，都必须接受更高层的指令，它作为更高层的执行层；而对于物理层，它却是链路管理的集合。在MAC管理下，CMTS必须为所有的上、下行信道服务，每个CM可以访问一个或几个上、下行信道。协议运行的核心是业务识别，即用业务识别符（SID）来提供设备识别和业务类别的管理，尤其是对上行带宽分配的管理。因而，在MAC子层域中，所有的业务识别符都是唯一的。业务识别符的长度规定为 14比特（有时亦为 16比特），CMTS根据CM需要的业务类别，可能给每个CM分配一个或多个业务识别符。,33,MAC

20、子层参考模型,34,报文通过CM要传送到CMTS处理流程,1、客户端设备一般为普通PC，用户的数据报文加上IP包头后变成IP包，PC和CM通过以太网口连接，两端都是标准的以太网接口，这样用户的IP资料包封装成以太网帧后和CM桥接。2、在CM部分，一端是和用户PC连接的以太网端口，另外一端是和HFC网络连接的RF接口。客户端过来的以太网帧经过DOCSIS专用的BPI技术加密后（加密是可选项，在实际应用中对大部分数据业务往往并不加密），经过DOCSIS的MAC子层和物理层的处理送入HFC网络中传输。3、CMTS端从HFC网络中接收到CM发来的资料后，按照DOCSIS中规定的相应处理方法恢复出以太网

21、帧。4、CMTS收到的以太网帧转发给CMTS-NSI（电缆调制解调器局端系统-网络侧接口），这个网络接口可以是多种形式，如GE、POS、ATM等等。,35,MPEG表头格式,36,欧标的Euro DOCISIS,为了更好地支持亚洲和欧洲地有线电视制式，MCNS于2000年发表了Euro DOCISIS V1.1欧洲规范（兼容欧洲标准），Euro DOCSIS是 DOCSIS的一个经过修改的版本，它的物理层经过修改以适于以DVB更流行的欧洲市场。特点：在系统的频谱划分、频道带宽、信道参数的规定完全兼容欧洲标准，在运行机制和核心协议上于DOCISIS完全相同。,37,网 络:,Euro DOCIS

22、IS系 统 RF 框 图,38,（2）Euro DOCISIS下 行 特 性,频道带宽：8MHz频率范围：108 到 862MHz网络阻抗：75 Ohms传输方式：以恒定载波传输 典型的载噪比：50dB调制方式：64QAM&256QAM符号速率：6.952MSym/Sec频道,39,CMTS发射端口性能,输出功率电平：50 到 61dBmV 频率稳定度：62dB 符号长度：6Bit(64QAM)&8Bit(256QAM)最大数据速率：41.71&55.61MBit/Sec 信息吞吐量效率：85%,40,CM 接收端口性能,功率输入 AGC范围：-15 到 15dBmV 均衡解调失真 基滤波器为

23、15 SRRC（Square Root Raised Cosine）升余弦平方根 邻频抑制：12dB 包交换Error Rate：10-4,41,（3）Euro DOCISIS上行特性,信道带宽：.2,.4,.8,1.6&3.2MHz 频率范围：5 到 65MHz 网络阻抗：75 Ohms 传输模式：突发载波（burst carrier）载噪比：25dB typical 调制方式：QPSK&16QAM 符号速率：.16,.32,.64,1.28&2.56MSym/Sec,42,功率输出 ALC范围：8 到 58dBmV 频率稳定性：40dB 符号长度：2Bit(QPSK)&4Bit(16QAM

24、)最大数据速率：5.12&10.24MBit/Sec 信息吞吐量效率：80%预加重字头可修改,CM 发 射 端 口,43,Euro欧洲,Domestic国内,中心载频(MHz),112-858,91-857,符号速率,(Msym/sec),64QAM,6.952,5.056941,256QAM,6.952,5.360537,带宽(MHz),8,6,Euro DOCSIS 和 DOCSIS比较(下 行),44,Euro,Domestic,频率范围(MHz),5-65,5-42,Euro DOCSIS 和 DOCSIS比较(上 行),45,Euro DOCSIS 和 DOCSIS比较(下 行),4

25、6,CMTS接收端口,功率输入线性范围：-16 到 26dBmV每个符号速率：30dB接收带宽可控 解调失真未均衡基带滤波器：.25 SRRC（Square Root Raised Cosine）升余弦平方根）邻频抑制：12dB包 交 换 Error Rate：10-4,47,DOCSIS 2.0概况,在DOCSIS中引进 新的 上行传输技术:S-CDMA（Synchronous Code Division Multiple Access）&A-TDMA（Advanced Time Division Multiple Access）仅影响 上行引进 更加强健 纠错能力引进 更高 调制，更高 符

26、号速率，更宽 的上行频道带宽必须 支持 SCDMA&A-TDMA 两种技术DOCSIS 1.0，1.1&2.0 必须能够共存 于一个 RF 频道,48,Docsis2.0,主要的变化在上行，包括高级物理层调制技术（advanced physical layer modulation techniques）。提供了两种完全新的编码技术：先进时分多址技术（ATDMA）和同步码分多址技术（SCDMA），调制方式也从原有的两种增加到了5种：32QAM、64QAM、128QAM），上行信道的带宽允许使用6.4MHz，因而在满足指标要求的情况下，上行带宽得到了很大的提高，达到了30Mbps以上,做到了上下

27、行带宽的基本对称。Docsis2.0标准的出现，使得Cable Modem通讯在业务选择上具有更大的灵活性。,49,DOCSIS2.0标准物理媒体子层上行规范,DOCSIS2.0和DOCSIS1.1/1.0标准的主要区别在物理媒体子层的上行规范：多址方式和调制种类。在DOCSIS1.1/1.0标准中，上行使用TDMA机制，调制方式为QPSK或者16QAM；在DOCSIS2.0标准中，上行使用A-TDMA机制或者S-CDMA机制，调制方式除了QPSK和16QAM以外，还可使用8QAM、32QAM、64QAM和128QAM。,50,DOCSIS 2.0多址技术1、先进时分多址技术A-TDM,（1）

28、增强的前向纠错（FEC）技术，使用了更强的里德-所罗门（RS）编码，可以纠正更多的错误；（2）侵入消除技术，提供了剔除窄带侵入噪声的能力，从而提高稳健性，使运营商可以充分利用通常被认为是不可用的上行信道中的频率；（3）脉冲噪声缓解技术，降低了系统相对于侵入噪声的脆弱性；（4）预均衡技术，提高上行通道的效率，最大化该信道内的网络传输率。,51,2、同步码分多址技术S-CDMA,S-CDMA使用了一套相位对齐的正交码以维持同步，减少并发用户之间的干扰。由于对多个用户进行同步处理来共享同一上行信道，这样就使得多个CM能够同时发送数据提高了频谱利用效率。可扩展码的正交性保证了符号流在平行传输过程中不会

29、相互干扰。因为理想情况下来自于同一个CM的信号是同步的。但是，不同CM产生的信号就会有冲突，因为这些信号不能达到理想的同步状态。因此，S-CDMA技术对系统的同步性能要求较高。DCOSIS 2.0规定，CM和CMTS之间的同步偏差不能超过一个百分点。,52,CDMA,根据香农公式：C=H log2（1+S/N），当信道容量 C 一定时，带宽 H 越大，信噪比 S/N 可越小，甚至S可以比 N小。直接序列扩频：信号越窄，频谱越宽，功率密度越低。方法：用要发送的信号去调制很窄的脉冲序列，将频谱展宽，脉冲序列采用伪随机序列，发送的就类似噪声信号，接收时使用相同的伪随机序列去相关，解出原始信号。特点：

30、抗干扰、保密、码分多址，存在远-近效应问题。,53,CDMA过程频谱示意图,54,A-TDMA与S-CDMA的比较,（1）在最大上行数据速率方面，两者是一样的，都是在上行信号的载噪比为25dB时最大数据速率30Mbit/s；（2）在信号载噪比低于25dB的时候，A-TDMA可能会通信中断，S-CDMA可以降低数据速率来维持通信不中断；（3）在兼容性方面，虽然S-CDMA厂家宣布S-CDMA可以完全和TDMA兼容，但是使用A-TDMA可以使原有的1.1/1.0CM获得A-TDMA中的预均衡，增强FEC，入侵过滤等优点，获得更好的抗噪声能力，S-CDMA则强制CMTS在S-CDMA和TDMA两种工

31、作模式中不停切换。由美国有线电视实验室（Cable Labs）和其他单位进行的测试和分析表明，S-CDMA技术最适合于低振幅、伴随小数据包、持续时间适中的脉冲；A-TDMA技术最适合于高振幅、持续时间短的脉冲。,55,DOCSIS 2.0主要特点,(1)提供同步码分多址技术(S-CDMA)和改进的时分多址技术(A-TDMA)；(2)与DOCSIS 1.0和1.1 Cable Modems(CM)及CMTS完全兼容；(3)整个上行频段在更高速率下增加了频道容量；(4)提高了抗干扰能力，保证智能化运行环境；(5)在同一物理层中S-CDMA可与符合DOCSIS1.0/1.1标准的A-TDMA共存。,

32、56,S-CDMA 与 TDMA 频道共存DOCSIS 2.0&DOCSIS 1.x 共享上行频道,下行,上行,M1,M2,M3,M4,M5,M6,CMTS,1,2,3,1,2,MapMessage,DOCSIS 1.x(TDMA),DOCSIS 2.0(S-CDMA),57,S-CDMA 与 TDMA频道共存DOCSIS 2.0 交织 S-CDMA&TDMA frames,Code 127Code 126.Code 3Code 2Code 1Code 0,S-CDMARegion,S-CDMARegion,TDMARegion,同一RF频道,TDMA Region,S-CDMARegion,

33、DOCSIS 2.0 OVERVIEW,58,DOCSIS 2.0 好处,调制 QPSK,16;8,32,64,128QAM复用方式TDMA;A-TDMA 5 25dB,容量更大,频道均衡抽头数量 由8 个增加到 24 个，均衡能力的增加减少了频道非线性和多径干扰S-CDMA 扩谱保护脉冲噪声的干扰在宽频带，HOM 和小分组方面更具优势级联纠错Reed Solomon 块编码的扩展 10B到16B 的纠错可编程交织处理分散了误码格子编码(TCM)带来更多纠错能力,弹性更强,59,DOCSIS 2.0 好处 之一:容量单个上行频道的更大容量=单个上行频道的更多用户（同样频道上的更多收入）或单个上

34、行频道的更多用户带宽（能够提供收费更高的业务却不减少用户数量）More$per Hz or per subscriber如何获得的更大容量更高的调制 6 位/符号对 4 位/符号All the way to 128 QAM(vs.16 QAM)更高的符号率 5.12 Msps 对 2.56 Msps更宽的频道 6.4 MHz 对 3.2 MHz128 QAM;5.12 Msps;6.4 MHz channel delivers 30.72 MBPS or 3x the throughput per single US channel,60,DOCSIS 2.0 容量:理论值,61,频道容量与信

35、噪比关系,应用条件1E-8 BER6.4MHz channelAWGNRS255,t=0,5,10TCM ON1518B packets,62,DOCSIS 2.0 好处 之二:弹性增强的抗噪能力=单个上行频道上更多的用户（通过减少汇聚的噪声）或更多可用的调制解调器（可承受更低的SNR 和更高的群时延）Increased revenue and/or reduced operational expense per channel lit up抗噪能力是如何得到提高更加弹性的 前向纠错 FEC（Forward Error Correction）新的 FEC 技术:格子编码调制 TCM（Trell

36、is-Coded Modulation）更好的 频道均衡DOCSIS 2.0 弹性有助于支持 DOCSIS 1.0 modems 在16QAM方式下运行 以及 在 DOCSIS 1.0 SNR 水平下达到最高的容量,63,DOCSIS 2.0 好处之三:效率短分组效率(S-CDMA)抗脉冲噪声是关键较短的前导是另一个关键因素(理论值)对语音业务意义重大对需求带宽保障的商业模式更加有效决定因素:容量+抗噪能力=增加的收入机会更快的投资回报，减少支出降低运营成本的机会,64,DOCSIS 2.0 好处 之四:兼容性后向兼容2.0 CMTS 必须认可并相应对待1.0/1.1 modems2.0 mo

37、dem 必须认可并相应遵从1.0/1.1 CMTS与既有安装设备共存于同一RF 频道 而且DOCSIS 2.0 还提升了现有安装使用设备的容量性能现有设备性能是如何提升的用2.0 modems 替换 1.1 modems提升了整个频道的容量，对 1.x modems 没有不利影响增强的统计复用:更大的上行容量“资源”可以被更好地共享随 DOCSIS 2.0 使用比例的增加，获得相应的好处在50%的混合使用中，获得22%的增加容量在99%的混合使用中，获得60%的增加容量举例测试结果:40台 1.1 modems 的网络达到 45 pps per modem20台 1.1+20台 2.0 mod

38、ems 达到 55 pps.40 台2.0 modems 达到 72 pps.,65,结论,DOCSIS 2.0 是1.1&1.0的 超集DOCSIS 2.0 增加了 容量DOCSIS 2.0 改善了 鲁棒性DOCSIS 2.0 改善了 效率DOCSIS 2.0 兼容 现有的 DOCSIS 系统One migration effort gets DOCSIS 1.1 QoS features and DOCSIS 2.0 benefits,66,PacketCable,Cable Labs（Cable Television Laboratories,Inc.）是一个1988年成立的有线电视行业

39、的非营利研究协会，致力于研究制定新的有线电视通信技术，帮助有线电视运营商在现有网络中集成新技术。Packet Cable是Cable Labs组织于 1997年制定的。Packet Cable是为在双向有线电视系统上提供实时多媒体服务而制定的标准，使用在有线电视网络普遍采用的DOCSIS网络架构的网络控制信令为基础的体系。,67,DOCSIS 1.0/1.1:对各类服务的数据传输速率提供品质保证DOCSIS 1.0提供基本的宽带互联网连接，并提供了用户数据速率控制基本方法。DOCSIS 1.1提供了改善业务的灵活性，安全性和服务质量（QoS）功能。DOCSIS 2.0:增加了应对对称服务需要的

40、上行可靠性和数据吞吐量。上行带宽优化:ATDMA,SCDMA,逻辑信道Logical Channels 侵入噪声消除:增加上行带宽，上行数据传输速率可以达到30 Mbps DOCSIS 上下行多个信道进行捆绑创造更高带宽 IPv6,68,服务,DOCSIS 1.0提供了在电缆调制解调器上实现高速数据传输业务的有线电视业务平台。DOCSIS 1.1为高质量的数字语音，互动游戏，和商业服务水平协议实施铺平了道路。DOCSIS 2.0增加上行数据传输能力，以提供高速的对称的数据服务。DOCSIS 3.0将能够使有线电视运营商直接与VDSL和FTTx服务产品的电信公司竞争。并且提供了一个平台，使有线电

41、视的视频服务有可能完全IP化，从而电视服务全面走向IPTV。,69,DOCSIS 3.0,首要目标更宽的信道，更高的共享信道容量(50 Mbps 下行和 26 Mbps 上行)在下行中捆绑N个信道(N=4)在上行中捆绑M 个信道(M=4)DOCSIS 1.x,2.0 和3.0 的CM可以在公共的信道中共存兼容原有DOCSIS 1.x，2.0 CM，现有的CM能工作在DOCSIS 3.0系统/信道的任意一个经过捆绑的信道DOCSIS 3.0 的CM可以工作于现有CMTS系统中,70,DOCSIS 3.0其它目标,更安全：在原有BPI/BPI+上增加安全性更多地址空间：世界正在向着IPv6时代前进

42、更灵活地支持各种商业模式：实现Multicast，包括对Multicast的QoS更强大的管理：扩建MIB库，CM诊断记录、信号质量监控、业务统计报告,71,DOCSIS 3.0:提供了数据传输的增强功能。其中最值得注意的是，通道绑定，对IPv6的支持，和对IPTV的支持。通道绑定为有线电视运营商提供了一个灵活的方式，可为用户提供超过160 Mbps的下行速度，和超过120 Mbps的上行速度。,72,-DOCSIS3.0 MAC 和上层协议接口规范(MULPI)-DOCSIS3.0 物理层接口规范(PHY)-DOCSIS3.0 运营支持系统接口规范(OSSI)-DOCSIS3.0 安全规范(

43、SEC)MULPI:增补了以往的RFI 规范,添加了新的功能概念如组播，下行信道捆绑，上行信道捆绑，新的MAC和IPv6PHY:增补了以往的RFI 规范专注于RF问题在M-CMTS规范中结合了DRFI 规范OSSI:增补了以往的OSSI 规范并增加了MIBSEC:通过增加新的安全功能增补了以往的BPI+规范,DOCSIS3.0新需求开发新的规范,73,DOCSIS 3.0特点,信道捆绑（Channel Bonding）-下行速率可以达到200Mbps以上，-上行速率可以达到120Mbps以上。上下行频率物理范围有所扩展-下行频率从750M可扩展到1GHz，-上行频率范围从5-65 MHz可扩展

44、为5-85 MHz.。兼容性-3.0网络同样可以向下兼容使用2.0,1.1,1.0的Cable Modem，-3.0的Cable Modem也可以在非3.0的网络环境中使用,74,安全性-增加Eae提前加密技术,使注册过程更有安全保障支持IPv6-CM可选择的支持模式和双栈管理模式增强的IP组播-所有绑定通道都可以传输组播信息（源域间组播、组播的QoS和授权）管理扩展-IPDR（Internet Protocol Detail Record），可按业务使用对用户做到精细计费。-扩展的MIB库（较前一版标准扩充了超过50%的MIB），更利于用户对设备的管理和控制。-更完备的信号质量的监测和远程诊断。可促进客户服务和维修。,