Масштабируемая модель 5354 сертифицирован по кабельным каналам, а также сертифицирован по Comcast, Time Warner Cable и другим ведущим поставщикам кабельных услуг. Он использует чипсет Broadcom BCM3383G и оснащен полным диапазоном захвата Broadcom (FBC) . ФБСПозволяет модему использовать любую нисходящую частоту без ограничений на соседний канал или определенных окон полосы пропускания захвата.
Масштабируемая модель 5354 интегрирует N300 беспроводной-n маршрутизатор, который имеет два внутренних антенн, 4 камеры GigE LAN портов и 2 USB порта для сетевого кабеля имя для хранения. Настройка пользователя проста и включает в себя быструю и безопасную беспроводную настройку с использованием уникальных настроек безопасности, показанных на нижней этикетке. Беспроводной Wi-Fi совместим с высокой пропускной способностью и широким диапазоном. Четыре порта GigE LAN обеспечивают проводное подключение к компьютерам, телевизорам, адаптерам HomePlug, адаптерам MoCA и другим устройствам. Два порта USB позволяют пользователям подключать USB флешка или жесткий диск для сетевого адресованного хранения (NAS) и/или потокового носителя с поддержкой DLNA.
Маршрутизатор также оснащен мощным брандмауэром безопасности, родительским контролем и поддержкой до 253 клиентских устройств. Беспроводные функции включают расширенную беспроводную безопасность, WDS для расширения беспроводного диапазона с использованием ретрансляторов и WPS для легкой беспроводной настройки.
Модель 5354 Поддержка удаленного подключения к IPv4 и IPv6.
Интеграция кабельного модема с маршрутизатором позволяет экономить рабочее пространство, упрощает настройку, уменьшает засорение кабеля и устраняет точки сбоя, создаваемые проводными соединениями между отдельными устройствами. Этот продукт разработан и создан для высокой производительности сегодня и на долгие годы. Он имеет Один год гарантии и качественная техническая поддержка от Соединенные Штаты Америки Zoom Telephonics, лидер в сфере коммуникационных товары более 37 лет.
Обратите внимание, что продажа данного продукта ограничена использованием операторами кабельных услуг в собственных кабельных сетях. Упаковка в простой коричневой коробке с надписью «не для перепродажи».
Особенности модели 5354 включают:
- DOCSIS 3,0/2,0/1,1 производительность с CableLabs, Comcast и Time Warner Cable Сертификация
- До 8 нисходящих каналов и 4 восходящих канала, с широкополосным захватом
- Обеспечивает общий высокоскоростной Интернет через кабель:
Wi-Fi Совместимые беспроводные устройства 802.11n, g и b
Устройства с портом Ethernet, включая компьютеры и игровые станции
- Простая настройка и управление с уникальными настройками безопасности на этикетке, универсальным подключением и воспроизведением (UPnP), настройкой беспроводной безопасности WPS и управлением на основе браузера
- Четыре порта Ethernet 10/100/1000 (гигабит)
- Два порта USB для сетевого хранилища с поддержкой DLNA для медиа-серверов
- Включает Расширенный брандмауэр и беспроводную безопасность
- Один год гарантии и поддержка от Zoom, лидера в сфере связи в США с 1977 года
Технические характеристики
Рабочие параметры:
Нисходящий Восходящий
Скорость передачи данных: До 343 Мбит/с (8 каналов) До 123 Мбит/с (4 канала)
Частота:
Модуляции: 64 или 256 QAM
Рабочий диапазон уровня: От-15 до + 15 дБмВ
8 до + 58 дБмВ (QPSK)
Индикаторы статуса:
Ethernet LAN интерфейс:
Интерфейс USB:
Беспроводная связь:
Сетевые решения:
IPv4 и IPv6
Режим маршрутизатора:
Динамический DNS
Сервер DHCP и клиент
Моста
RIP V1 и V2
Управление:
SNMP v1, v2, v3
Безопасность:
Родительский контроль
Защита от атак
Фильтрация IP/MAC/портов
Отказ в обслуживании
Wi-Fi беспроводной сети:
2 передачи/приема, MIMO
802.1x аутентификацию
8 SSID
Мощность передачи: 20 дБм
Размер:
Вес упаковки:
1,25 фунтов (57 кг)
Адаптер питания:
110 В/220 В переменного тока
12 вольт 2 ампер выход
Рабочая температура:
От 0 °C до 50 °C
Системные требования:
Должен быть порт Ethernet.
Любой велосипедной поездке.
Гарантия:
Один год
Посылка в комплект входит:
Мощность куб
Подставка
Кабель Ethernet
Быстрый старт флаер
Технические характеристики
Сервисный интерфейс кабельного модема:
F-тип гнездо 75 Ω (стандартный коаксиальный разъем)
Рабочие параметры:
Нисходящий Восходящий
Скорость передачи данных: До 343 Мбит/с (8 каналов) До 123 Мбит/с (4 канала)
Частота: От 88 до 1002 МГц (от края до края) От 5 до 42 МГц (от края до края)
Модуляции: 64 или 256 QAM QPSK и 8, 16, 32, 64, 128, 256 QAM
Канала связи: До 8 каналов До 4 каналов
Рабочий диапазон уровня: От-15 до + 15 дБмВ A-TDMA: от + 8 до + 54 дБмВ (32QAM, 64QAM)
8 до + 58 дБмВ (QPSK)
S-CDMA: от + 8 до + 53 дБмВ (все модуляции)
Индикаторы статуса:
Питание, нисходящее звено, восходящее звено, онлайн состояние, беспроводное звено, WPS, 4 Ethernet LAN, 2 USB порта
Ethernet LAN интерфейс:
4 X RJ-45 10/100/1000 Мбит/с Ethernet, с авто-MDI/MDX
Интерфейс USB:
2 X USB 2,0 с UPnP и поддержкой DNLA медиа-серверов и сетевого хранилища
Беспроводная связь:
802.11n/g/b, 2X2 MIMO (несколько входных нескольких выходов)
Сетевые решения:
IPv4 и IPv6
Режим маршрутизатора:
Динамический DNS
Сервер DHCP и клиент
NAT (перевод сетевого адреса)
Моста
Фрагментация и Повторная сборка IP
NTP (протокол сетевого времени)
Поддержка передачи портов/DMZ
RIP V1 и V2
Поддержка до 253 клиентских устройств
Поддержка качества обслуживания (QoS)
Управление:
SNMP v1, v2, v3
Поддержка удаленного обновления прошивки
Универсальное подключение и воспроизведение
Безопасность:
Уникальные заводские настройки безопасности на этикетке для каждого устройства
Контроль состояния пакетов (SPI)
VPN сквозной: PPTP, IPsec туннель
Родительский контроль
Защита от атак
Управление системой с защитой паролем
Фильтрация IP/MAC/портов
Отказ в обслуживании
Фильтрация беспроводных mac-адресов
Поддерживает отображение времени в исходных условиях Шифрование (BPI) Управление
Универсальное подключение и воспроизведение (UPnP)
Журнал диагностики управления кабелем
Wi-Fi беспроводной сети:
Соответствует стандартам IEEE 802.11n, g и b
Беспроводная скорость передачи данных до 300 Мбит/с *
2 передачи/приема, MIMO
Диапазон частот 2,4 ГГц-2,484 ГГц, диапазон ISM
Беспроводная распределительная система (WDS)
Беспроводное мультимедиа (WMM/WME)
64/128 бит проводной эквивалентности конфиденциальности (WEP) с передачей фразы
Защищенный доступ по протоколу Wi-Fi (WPA2, WPA) с предварительный общий ключ
Безопасность с защитой Wi-Fi (WPS)
802.1x аутентификацию
8 SSID
Беспроводное качество обслуживания
Мощность передачи: 20 дБм
Две внешние антенны регулируемого положения (2 dBi)
Размер:
9,5 "в ширину x 6,5" x 1,25 "(24,1x16,5x3,2 см)
Вес упаковки:
1,25 фунтов (57 кг)
Адаптер питания:
110 В/220 В переменного тока Вход 50/60 Гц в адаптер питания
12 вольт 2 ампер выход
Рабочая температура:
От 0 °C до 50 °C
Системные требования:
Кабельный модем должен быть подключен к сервису кабельного модема, который использует любой из
Стандарты DOCSIS-3,0, 2,0 или 1,1.
Непосредственно подключенные устройства, такие как компьютеры, переключатели и адаптеры для домашних подключений,
Должен быть порт Ethernet.
. Устройства, подключенные по беспроводной сети, должны иметь беспроводные-N, беспроводные-G или беспроводные-B (Wi-Fi)
Любой велосипедной поездке.
Гарантия:
Один год
Сертификаты: Сертификаты безопасности игрушек
UL 60950-1 Сертификация безопасности BV, FCC части 15B и 15C, кабели, комкаст, время Warner кабель
Посылка в комплект входит:
Кабельный модем DOCSIS 3,0/2,0/1,1
Мощность куб
Подставка
Кабель Ethernet
Быстрый старт флаер
Произведено в континентальном Китае с дополнительными тестами контроля качества в Северной Америке.
Предвестники стандарта Data Over Cable Service Interface Specification (DOCSIS) появились в 1998 году, когда Междунаро́дный сою́з электросвя́зи (ITU) одобрил основополагающий стандарт J.112, определяющий методы передачи данных по сетям кабельного телевидения. После чего, на основе стандартов J.112 и J.83 консорциумом CableLabs и был разработан единый международный стандарт DOCSIS. Он предусматривает передачу данных абоненту по сети кабельного телевидения с максимальной скоростью до 42 Мбит/c (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. По задумке CableLabs 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. Последняя на сегодняшний день версия, DOCSIS 3.0, позволяет увеличить скорости передачи данных по прямому каналу - до 400 Мбит/с, по обратному - до 120 Мбит/с. Для сравнения, скорость в прямом канале протокола DOCSIS 2.0 составляет 50 Мбит/с, и 30 Мбит/с в обратном.
Российский фальстарт
Технология DOCSIS редко используется в России. Технический директор ЗАО «Акадо-Столица» Михаил Медриш полагает, что это происходит в первую очередь по причине банального незнания. Когда технология активно развивалась в мире, в России не нашлось достаточно крупных инвесторов, которые рискнули бы вложить значимые средства в развитие двунаправленных кабельных сетей по технологии HFC/DOCSIS. «В результате в России в 90-х годах для предоставления услуг Интернет широкому кругу пользователей стали использовать сети, построенные по технологии Ethernet. Их строили в условиях отсутствия средств, ставили оборудование, не предназначенное для операторской деятельности, - вспоминает г-н Медриш. - Воздушно-кабельные переходы строили с использованием неэкранированного медного кабеля. А уже потом по прошествии нескольких лет стали менять на оптику, ставить управляемые коммутаторы и т.д. То есть это такое экстенсивное развитие. Никаких «залповых» вложений в инфраструктуру, кроме, наверное, «Корбины» и «Центела», не было. Потом в 2003 - 2004 годах после нескольких шагов развития технологии ADSL и появления дешевых абонентских устройств стал активно развиваться рынок услуг доступа в Интернет по технологии ADSL на базе медной кабельной инфраструктуры традиционных телефонных операторов. О технологии HFC опять мало кто думал».Эксперты отмечают, что отличия Ethernet и DOCSIS следует обсуждать только с учетом исторически сложившихся обстоятельств, так как сравнивать собственно технологии, не учитывая условия их реализации, не совсем корректно. «Если не брать в расчет возможности самих технологий, их различие кроется в их происхождении и реализации в конкретных условиях, - поясняет начальник проектного отдела Петербургской компании «Р2» Роман Шуматов. - DOCSIS, как и DSL, разрабатывался для применения в уже существующих сетях, поверх уже работающей кабельной инфраструктуры. Ethernet, изначально не предназначавшийся для массового применения на сетях доступа, реализуется на собственной вновь построенной инфраструктуре».
Как все начиналось
Роман Шуматов отмечает, что в конце 90-х DOCSIS имел некоторое преимущество: кабельное телевидение было на подъеме, инвесторы не жалели денег на его развитие. В то же время ethernet-оборудование (сети строились преимущественно на концентраторах - хабах) стоило значительно дороже, а отечественная промышленность по производству оптических кабелей была представлена двумя-тремя заводами, что не давало широкого выбора типов кабелей за приемлемую цену. «Однако, несмотря на то, что DOCSIS разрабатывался консорциумом CableLabs для условий применения на уже существующих сетях кабельного телевидения, таковых сетей, пригодных для двунаправленного обмена информацией, в России также не было, поэтому все строительство DOCSIS-сетей начиналось с нуля», - поясняет Роман Шуматов.«Немаловажно также отметить законодательные условия, в которых строились все сети в принципе, - напоминает Роман Шуматов. - HFC-сети развертывались, как правило, при тщательном проектировании и последующей экспертизе проектов, получением и выполнением всевозможных согласований - медленно, но верно. Далее, эти сети проходили процедуры 113-го приказа в Связьнадзоре с получением заветных синих бумажек. Ethernet-операторы зачастую не утруждали себя подобными процедурами: протокол передачи данных не настолько требователен к физической среде распространения и, соответственно, к проектированию сетей, а конкуренция подстегивала к более быстрому освоению территорий и более быстрому возврату средств, вложенных в сеть. Поэтому все процедурные вопросы решались уже постфактум - получением разрешения на телематические услуги связи по упрощенному порядку приложения «А» к 113-му приказу».
В любом случае, Г-н Шуматов вспоминает, что большинство кабельных операторов, начинавших развитие в сторону сетей передачи данных в начале 2000-х годов, как правило, делали выбор как раз в пользу DOCSIS, развертывая его поверх гибридных оптико-волоконных сетей (HFC, Hybrid Fiber Coax). «Идеология HFC-сетей предполагала доведение оптики внутрь квартала до глубины проникновения в 500…3000 квартир, - поясняет Роман Шуматов. - Далее от оптического узла развертывались коаксиальные сети, доводя телевизионный сигнал в каждый дом. Стоимость строительства таких сетей доходила до $50 в расчете на одну квартиру в зоне охвата сети (т.н. HP - Homes Passed)».
Дальнейшее же сосуществование DOCSIS и Ethernet сетей проходило на фоне более быстрого снижения стоимости Ethernet-оборудования, повышения доступности оптики и снижения стоимости ее инсталляции, что, в итоге, привело к появлению бесчисленного множества операторов разного калибра, конкуренции и снижению тарифов на услуги. «DOCSIS операторы в этой войне понесли значительные потери, достигнув потолка возможностей технологии в версии 2.0 этой спецификации - говорит Роман Шуматов. - Возможность дальнейшей конкуренции в гонке скоростей представилась в версии 3.0 DOCSIS, но для этого оператору необходимо сменить парк используемых модемов - как головных, так и абонентских». В Петербурге, к примеру, на сегодняшний день только один оператор принял решение развивать технологию дальше - это ТКТ. «Все остальные начали параллельно своим сетям развертывать сети уровня FTTx с параллельными сетями обычного однонаправленного телевидения (ну, может быть, с добавлением цифровых каналов в формате DVB-C) и Ethernet-сетей, оставив DOCSIS непритязательным и инертным постоянным абонентам», - уверен Роман Шуматов.
Опыт ТКТ
В ТКТ считают, что технология DOCSIS была самым рациональным решением на момент строительства сети компании. В ТКТ, который исторически является оператором кабельного телевидения и работает на базе HFC, стандарт DOCSIS применяют с 2004 года. «На первом этапе технология DOCSIS была внедрена на экспериментальном участке Московского района, - рассказал генеральный директор ОАО «Телекомпания Санкт-Петербургское кабельное телевидение» Руслан Евсеев. - После успешного тестирования состоялось промышленное внедрение на всей сети. У стандарта DOCSIS существует несколько версий. На момент внедрения технологии в ТКТ, существовала только первая версия - DOCSIS 1.0. Эта версия использовалась в ТКТ до 2005 года. В 2005 году состоялся переход на версию DOCSIS 2.0, которая позволила существенно повысить качество предоставления услуг. В частности, были увеличены скорости для абонентов. Очередным этапом развития стал переход в конце 2009 года на версию DOCSIS 3.0. Сейчас по данному протоколу работает три района города. До конца 2010 года планируется полностью перейти на новый протокол. Основное конкурентное преимущество сети HFC - в возможности предоставления по одному кабелю значительно более широкого спектра услуг: кабель для обычного аналогового сигнала достаточно провести один раз, и в дальнейшем не требуется никаких работ в квартире абонента для подключения Интернет, цифрового телевидения (телефонии) и т.д. Немаловажно и то, что каждая новая версия DOCSIS позволяет существенно увеличить скорости передачи данных. Протокол DOCSIS 2.0 позволяет получить на абонентском модеме скорость до 10 Мбит/с, а при протоколе DOCSIS 3.0 скорость может быть повышена до 100 Мбит/с».
Внедрение всех версий DOCSIS на сети ТКТ производилось техническими специалистами компании. Для выполнения монтажных работ привлекались специалисты компании V-LUX. На сети ТКТ используется оборудование Arris. «Технические специалисты прошли специализированный курс обучения по настройке и управлению оборудованием. Часть обучения была проведена на стороне партнеров ТКТ, за рубежом», - рассказал Руслан Евсеев. В ТКТ не озвучивают инвестиции в свою сеть.
«Общие инвестиции определяются масштабом сети, - поясняет главный инженер — заместитель генерального директора ЗАО «Телевизионные интегрированные кабельные сети» (ТВ-ИКС) Алексей Холмецкий. - Стоимость в основном, определяется стоимостью CMTS (центральная станция кабельных модемов) и серверным оборудованием. В среднем инвестиции в расчете на одного подключенного абонента составляют примерно $25-30».
Эксперты полагают, что для ТКТ в настоящих условиях более простым и удобным является именно DOCSIS. «Тот административный ресурс, то положение на рынке, доставшиеся Петербургскому ТКТ в наследство от СПб КТВ, наиболее удобно легли в основу построенной сети: нет проблем с подключением к сетям электроснабжения - используются линии, ранее использовавшиеся для подключения антенных усилителей или вновь проложенные линии на тех же условиях; как правило, нет проблем с доступом и размещением оборудования, с прокладкой кабелей между зданиями; нет проблем со сбором абонентской платы - платежи включены в счета ВЦКП за коммунальные услуги еще со времен СПб КТВ, а отказаться от услуги не так просто», - перечисляет Роман Шуматов. - Кроме того, при масштабах сети ТКТ простая замена одной технологии на другую вряд ли, на мой взгляд, разумна. В модернизацию сети вложены значительные суммы. На протяжении 2-3 лет несколько раз был изменен частотный план под различные версии DOCSIS, причем каждый раз приходилось менять усилительное оборудование и фильтры. Теперь начался переход на 3-ю версию, что опять же повлечет за собой замену оборудования линейной сети в связи с очередным расширением диапазона обратного канала, а также, что самое неприятное, замену головных кабельных модемов и постепенную замену абонентских модемов. Модемы предыдущих версий смогут работать лишь в пределах своих возможностей и не подлежат апгрейду. Кроме того, замена технологии потребует изменения квалификации обслуживающего персонала, который, по моим данным, не избалован высокой заработной платой. Найти такое количество линейного персонала нереально - job-ресурсы пестрят дефицитом сотрудников «техник оборудования связи», «монтажник оборудования связи».
Опыт Акадо
В Москве по технологии HFC/DOCSIS предоставляет услуги телевидения, Интернет и телефонии сеть АКАДО. «Зона покрытия двунаправленной сети HFC/DOCSIS превышает 2,1 млн. квартир - рассказал Михаил Медриш. - Внедрение DOCSIS началось в АКАДО в 2000-м году, как один из проектов компании, предоставляющей услуги телевидения по двунаправленной кабельной сети. Сегодня сеть АКАДО предоставляет сотням тысяч абонентов услуги аналогового и цифрового телевидения, доступа в сеть Интернет и услуги телефонной связи. Используемая технология позволяет предоставлять все эти услуги через один кабель. Кабель один, технология единая, и, как следствие, - недорогая эксплуатация».
Михаил Медриш привел пример: «Для эксплуатации имеющейся у нас Ethernet сети мы содержим одного ремонтного работника примерно на 1 - 1,2 тысячи абонентов при 15-20% проникновении услуги доступа в Интернет. Для эксплуатации сети HFC/DOCSIS у нас 1 ремонтный работник на 3-4 тысячи абонентов. При этом надо иметь ввиду, что в этом случае сеть предоставляет весь комплекс услуг. Из чего такая экономия? Из того, что для обслуживания сети HFC выезд к абоненту почти в трех четвертях случаев завершается работами внутри квартиры абонента или около его квартиры при подключении к стояку. Что там бывает: случайно пробили кабель, случайно дернули кабель и оторвали экран, иногда бывает поврежденное оборудование. Конечно, бывает вандализм и поврежденный коаксиальный кабель в стояке, но чаще всего работы завершаются в квартире абонента. А вот при Ethernet в ¾ случаев, наоборот, надо идти на чердак или в подвал, где стоит коммутатор, надо разбираться с тем, окислилось там что-то или нет, сгорело ли, или просто «зависло», ведь активное оборудование стоит прямо в доме. В случае с DOCSIS, станция кабельных модемов (интеллектуальное сетевое устройство) находится на крупном узле, с хорошим электроснабжением, защитой, в том числе и физической, за железной дверью, с кондиционированием. В промежутке находится только кабельная инфраструктура и усилители. Такие системы работают очень надежно». «Рисунок» DOCSIS
«DOCSIS базируется на частотном разделении потоков данных, передаваемых от головного кабельного модема (CMTS, Cable Modem Termination System) к абонентскому модему в диапазоне 47/54/87…862 МГц (downstream) QAM-модулированными сигналами и от абонента в диапазоне 5…30/42/65 МГц (upstream) QPSK или QAM- модулированными сигналами, - рассказывает Роман Шуматов. - Причем downstream поток является общим для всех пользователей, находящихся в зоне действия физического сегмента конкретного CMTS, то есть вся полоса делится между активными пользователями, принимающими данные в каждый момент времени. В зависимости от версии спецификации DOCSIS скорость в прямом канале - 55.6 Мбит/с, версия 3.0 позволяет достигнуть 220 Мбит/с и более. В upstream потоке используется принцип временного разделения канала, что позволяет передавать данные на скорости до 30 Мбит/с, в версии 3.0 - 120 Мбит/с».«В сетях Ethernet используется метод доступа к среде передачи данных, называемый методом коллективного доступа с опознаванием несущей и обнаружением коллизий (carrier-sense-multiply-access with collision detection, CSMA/CD), - поясняет Алексей Холмецкий. - Это накладывает ограничения на диаметр локальной сети не более 200 м от коммутатора и, в случае узкого внешнего канала замедляет процесс доступа компьютеров к внешним ресурсам. Технология DOCSIS использует временное разделение доступа кабельных клиентских модемов к ресурсам сети, что позволяет перераспределять доступ во внешнюю сеть между кабельными модемами и сохраняя заданную скорость доступа на постоянном уровне, обеспечивая необходимое QoS».
Кадровый вопрос
Как отмечают специалисты, в обслуживанием сети КТВ с обратным каналом вполне может справиться обычный монтажник. «Опыт приобретается в процессе работы», - говорит Алексей Холмецкий.«Квалификации линейного персонала без особой подготовки (но с опытом) достаточно для поддержания сети в работоспособном состоянии, - говорит Роман Шуматов. - Поскольку для линейной сети (собственно от головной станции до абонента) сигналы сети передачи данных равноценны обычным сигналам телевизионного вещания, то для ее обслуживания достаточно того же персонала, который ранее обслуживал обычную телевизионную сеть: достаточно знания что такое «децибел» и с чем его едят без особых приправ. Если у абонента есть телевидение, то в большинстве случаев проблем с наличием связи у абонента не должно возникнуть. Для особо сложных случаев достаточно инженера более высокой квалификации, чтобы в ней разобраться».
Сложности
«Часто те, кто пытается строить сеть DOCSIS с нуля, наталкиваются на множество проблем. Они плюют и говорят: двунаправленную сеть здесь не построить, - сразу отмечает не столько исторические, сколько культорологические особенности Михаил Медриш. - И все. Они решают - лучше будем строить Ethernet. Потому что вроде бы знают, как его строить - это проще. Но причина кроется именно в технологических особенностях, в знании или незнании этих особенностей. Поэтому в России до сих пор двунаправленные HFC-сети почти нигде никто не строит.«Основная проблема при внедрении данной технологии - наличие большого количества радиопомех в полосе частот обратного канала особенно в его низкочастотной области (до 15 МГц), - отмечает Алексей Холмецкий. - Если применить высококачественные материалы с глубокой экранировкой при строительстве сети и установить специальные фильтрующие устройства на абонентские отводы, не пользующихся услугой доступа в Интернет, то проблему можно преодолеть».
Слабые стороны технологии DOCSIS Роман Шуматов видит в делении полосы к абоненту и зависимость от загрузки этого канала, что требует тщательного планирования нагрузки на один downstream и/или наличия резерва как физических линий (оптических волокон, приходящих на оптический узел), так и достаточно дорогостоящего оборудования (головные модемы, дополнительные модули для этих головных модемов, приемо-передающие узлы up- и downstream`ов).
«DOCSIS при нормально построенной и эксплуатируемой сети доставляет мало проблем, - уточняет Роман Шуматов. - Проблемы возникают тогда, когда загрузка отдельного головного модема достигает предельной в рамках предоставляемых тарифных планов. В этом случае приходится вкладывать достаточно серьезные средства в сегментирование сети - новый головной модем DOCSIS 2.0 в конфигурации 1 downstream/4upstream стоит в районе 14-20 k$, при нынешних тарифах на таком модеме терминируется до 2 тыс абонентов. Плюс еще необходимы вливания в транспорт - приемо-передающие узлы up- и downstream`ов могут обойтись еще в $4 тыс (на один такой головной модем). Масштабирование Ethernet-сети проходит не настолько болезненно».
Достоинства технологии
«Неоспоримыми преимуществами DOCSIS является то, что аналогично DSL, услуга доступна там, где есть сеть, то есть любой подписчик кабельного оператора без дополнительных затрат в виде прокладки отдельного кабеля в квартиру может также подписаться на услугу доступа в Интернет (естественно, для этого нужен кабельный модем), - говорит Роман Шуматов. - Кроме того, между абонентом и оператором нет никаких активных устройств, способных «зависнуть» и находящихся вне зоны оперативного доступа обслуживающего персонала. Активное оборудование, используемое для передачи телевизионного сигнала и одновременно для передачи данных, доступно для резервирования дистанционного питания по коаксиальному кабелю, то есть линейная сеть и услуга на этой сети не зависят от пропадания электроснабжения на соседних подъездах/домах». «Совершенствовать технологию очень просто, - говорит Алексей Холмецкий. - Замене подвергаются абонентские кабельные модемы (это можно делать постепенно) и центральный CMTS. По данным американских источников единственным реальным конкурентом нарождающейся технологии GPON является DOCSIS 3.0. В печати были сообщения, что в лабораториях Cisco System проведены опыты по передаче информации со скоростью 1000 Мбит/сек в полосе 8 МГц радиочастотного спектра. Такая скорость достигнута за счет высоких индексов модуляции радиочастотного сигнала и применением новых материалов для коаксиальных кабелей. В телевизионном диапазоне Российского стандарта умещается 100 ТВ каналов с шириной спектра 8 МГц. Нетрудно подсчитать пропускную способность коаксиального кластера».«По сути, собственно DOCSIS является «коробочным» решением, которое затачивается по месту грамотным администратором, которому совсем не нужно вникать в особенности передачи сигналов по сети кабельного телевидения. Поэтому длительность процесса внедрения технологии упирается только в длительность развертывания сети кабельного телевидения, - считает Роман Шуматов. - В зависимости от подходов к строительству, схем сетей, применяемых технологий строительства, численности персонала, количества подрядчиков, скорость развертывания в районах массовой застройки 10-15 тыс. квартир в месяц для крупного оператора можно считать вполне «съедобной».
Финиш
Эксперты отмечают, что в настоящих российских реалиях перспективы у DOCSIS туманны. «Если наши контролирующие органы начнут требовать выполнения нормативных документов по защите сетей связи, а собственники жилых домов и управляющие компании начнут приводить в порядок пространство чердаков, слаботочных каналов и небо между домами, то, боюсь, первыми пострадают Ethernet операторы, - говорит Роман Шуматов. - Списывать совсем со счетов DOCSIS я бы тоже не стал. Например, неплохой урожай ТКТ собрал в районах исторической застройки центра Санкт-Петербурга, что обусловлено сложностями прокладки сетей Ethernet и абонентских линий на этом жилом фонде: перепады высот рядом стоящих домов, покатые крыши, невысокая плотность населения».Первая версия стандарта — DOCSIS 1.0, ратифицированная Cable Labs в 99 году, имела достаточно ограниченные возможности. Напомним, DOCSIS – сеть передачи данных, наложенная на HFC сеть.
Первая версия DOCSIS 1.0 имела скорость передачи в обратном канале не более 5 Мбит/с, а возможности управления параметрами услуг ограничивались установкой верхнего и нижнего предела ширины канала, выделяемого одному абоненту, и фиксацией максимального объема единовременно отсылаемых данных. Кроме того, в стандарт была заложена используемая в США полоса 6 МГц, неоптимальная для европейских операторов. Последняя проблема решилось за счет добавления европейских модификаций стандарта, предусматривающих возможность использования полосы 7 и 8 МГц.
Функциональность стандарта расширялась в рамках более поздних версий. В DOCSIS 1.1 появились механизмы QoS, позволяющие, в частности, запускать в сети голосовые услуги. Одновременно была усовершенствована система безопасности и введены некоторые дополнительные механизмы, повышающие эффективность использования полосы. И, наконец, была вдвое расширена полоса обратного канала.
В DOCSIS 2.0 пропускная способность обратного канала стала еще в три раза больше и достигла 30 Мбит/сек. В этой версии были добавлены скоростные схемы QAM модуляции и система мультиплексирования S-CDMA для обратного канала. Пропускная способность прямого канала сохранилась на уровне 47 Мбит/с (55 Мбит/с для версии EuroDOCSIS). В результате сеть DOCSIS стала более пригодной для симметричных услуг. Новые системы мультиплексирования в сочетании с усиленными схемами помехозащиты позволили снизить минимальный требуемый уровень С/N на входе приемника обратного канала с 23 дБ до 12 дБ. В DOCSIS 2.0 появилась также поддержка работы VLAN.
DOCSIS 3.0.
Основная цель разработки этой версии — увеличение пропускной способности каналов DOCSIS.
Эта необходимость продиктована резким ростом приложений P2P, включающих передачу тяжелых файлов с видео, а также планы использования сетей DOCSIS для предоставления Видео-по-Требованию (VOD). Задачу резкого увеличения пропускной способности каналов DOCSIS можно было решить только «экстенсивным» способом, то есть за счет увеличения их ширины. Прежние версии DOCSIS допускают возможность использования нескольких прямых и обратных каналов, количество которых ограничивается только шириной доступного спектра. Но эти каналы работают независимо друг от друга. Это исключает возможность их одновременного использования одним абонентом, не говоря уж об одном приложении. Из-за невозможности гибкого перераспределения нагрузки спектр используется неоптимально, а некоторые «тяжелые» приложения, типа VOD, быстро блокируют канал.
Таким образом, было ясно, что расширение должно производиться за счет расширения самих каналов. Эта задача может быть решена двумя способами Один из них, предложенный Cisco и Broadcom, предусматривает связку на уровне транспортных потоков MPEG-2 TS. MPEG-2 TS — транспортный формат DVB сетей, который иcпользуется, в частности, и для передачи Ethernet пакетов с данными в каналах DOCSIS. Размеры транспортного потока ограничены шириной физического канала кабельной сети, определяемого стандартным частотным планом. Для Америки эта ширина составляет 6 МГц, а для Европы 7 или 8 МГц. Объединение нескольких транспортных потоков в один по существу означало бы расширение полосы одного физического канала, которое повлекло бы за собой пересчет всей сети для соблюдения условий по шумам и интермодуляционным искажениям.
Поэтому CableLabs предпочли второй, вариант предложенный компаниями Arris и Motorola. Он предусматривает сохранение ширины физических каналов, но с возможностью их связки в один логический канал. В этом случае в каждом физическом канале формируется отдельный транспортный поток, но пакеты, относящиеся к одной услуге, могут распределяться по нескольким каналам. При этом варианте несколько менее эффективно используется транспортная полоса, но зато он и менее затратный в плане внедрения.
Стандарт определяет минимальное количество физических каналов, связку которых должно поддерживать оборудование DOCSIS 3.0. И в прямом, и в обратном канале должна поддерживаться связка не менее 4 физических каналов, а IP пакеты, относящиеся к одной услуге, могут произвольно распределяться по всем физическим каналам, включенным в логическое объединение.Такая сеть позволит передавать до 160 Мбит/с в прямом канале (EuroDOCSIS) и до 120 Мбит/с в обратном. Максимальное количество каналов явным образом не ограничено, но для прямого направления введено требование, чтобы все связываемые каналы размещались в полосе 60 МГц. Оно обусловлено сложностями реализации широкополосного приемника в кабельном модеме. Количество прямых каналов, размещаемое в этой полосе, не превышает семи при полосе 8 МГц и десяти при полосе 6 МГц.
Сам частотный отрезок в 60 МГц может располагаться в любом месте наземного диапазона, верхняя граница которого поднята до 1002 МГц. Сдвиг вверх продиктован распространением в США пассивных и активных компонентов распределительной сети, работающих в полосе до 1000 МГц, хотя рабочая полоса основной массы действующих сетей по прежнему ограничена 862 МГц. Других ограничений на частотное размещение каналов стандарт не накладывает, хотя они и могут быть продиктованы состоянием спектра или особенностями модуляторов.
Максимальная полоса одного обратного канала по-прежнему ограничена 6,4 МГц, что позволяет передавать до 30 Мбит/с. Но кабельный модем должен поддерживать возможность одновременной передачи как минимум на 4 каналах. При необходимости выйти в линию с определенным приложением, кабельный модем отправляет запрос CMTS, которая выделяет ему для этой цели слоты в рамках одного или нескольких каналов. Максимальное количество каналов, которыми может оперировать модем, он сообщает CMTS при авторизации.
Вторая особенность DOCSIS 3.0 по сравнению с предшественниками заключается в поддержке IPv6 . Она существенно расширяет диапазон доступных адресов, что может вскоре оказаться полезным целей администрирования, а в перспективе и для назначения абонентам.
Третье нововведение — поддержка многоадресной (multicast) передачи . Вся информация о характеристиках мультикастового трафика находится на CMTS, что позволяет поддерживать расширенные механизмы управления мультикастовой группой.
Кроме того, в новом стандарте появилась возможность привязки мультикастовых услуг не к модему, а к CPE (Сustomer Premises Equipment) , подключенному к локальной сети модема. Для них могут поддерживаться механизмы доставки мультикастового трафика и назначаться определенный QoS. Последняя функция, очевидно, требует соблюдения QoS также и в сети за кабельным модемом.
В стандарте также введен дополнительный механизм приоритезации мультикастового трафика , для этой цели вводится понятие группового сервисного потока (Group Service Flow) который может ссылаться на класс услуги (Service Class Name) в рамках которой реализуется заданный набор механизмов QoS.
В СMTS введена поддержка прокси для TFTP (Trivial File Transfer Protocol) сервера, позволяющая ускорить загрузку конфигурационных файлов при одновременном подключении большого количества модемов.
Важным моментом является повышение безопасности передачи. В DOCSIS 3.0 появилась возможность шифрования трафика модема по AES (Advanced Encryption Standard) алгоритму с применением 128 битных ключей. Расширены сами функции управления безопасностью, введена проверка IP адреса отправителя, появилась возможность безопасной загрузки ПО и ряд других усовершенствований.
Следует также сказать, что расширение функций, и, главное, появление концепции модульной CMTS, о которой речь в следующем параграфе, существенно усложнило систему эксплуатационной поддержки OSS (Operations Support System). Количество MIB-ов, используемых этой системой, работающей на базе протокола SNMP, увеличилось с 1385 (DOCSIS 2.0) до 2130. Причем, в части мониторинга сети обратной совместимости систем не наблюдается.
Модульная CMTS
Одновременно с DOCSIS 3.0 введена концепция модульной CMTS. Основная ее идея заключается в том, что формирование РЧ сигналов выносится из СMTS в отдельное устройство Edge -QAM. Такие устройства существуют не первый год и устанавливаются на границе цифровой транспортной сети IP/Ethernet и сети доступа DVB-C. За M-CMTS Core в этой схеме остаются функции распределения и синхронизации DOCSIS пакетов, классификация пакетов, управление качеством обслуживания и обеспечение безопасности.
Такое разделение в первую очередь связано с тем, что сегмент доступа в современных сетях все больше приближается к абоненту. В случае интегрированной архитектуры CMTS они должны устанавливаться в каждом шлюзе на границе транспортной сети и сегмента доступа, и чем ближе транспорт подходит к абоненту, тем большее количество CMTS придется установить. Модульная архитектура позволяет использовать одну CMTS, размещенную на центральной станции, а на границе транспортной сети устанавливать устройства Edge-QAM. Эти устройства одновременно могут использоваться и для преобразования ТВ потоков. Идея отделения РЧ интерфейсов пока реализована только для прямого канала, приемники потоков обратного канала продолжают быть интегрированы с СMTS , что снижает ценность данного модульного решения. Платой за гибкость архитектуры стало появление дополнительных серверов, координирующих работу разнесенных компонентов.
Структурная схема модульной CMTS показана на рисунке:
Помимо CMTS-Core и Edge-QAM она включает DOCSIS Timing Server, синхронизирующий их совместную работу, а также Edge Resource Manager, координирующий распределение транспортных ресурсов Edge-QAM в соответствии с запросами от сервисных подсистем головной станции.
СMTS-C и Edge-QAM соединяются по каналу GBE c применением специально разработанного для этой цели интерфейса DEPI (Downstream External Physical Interface). Расстояние между ними ограничивается только требованиями DVB /MPEG к величине относительной задержки прохождения пакетов. Для взаимодействия M-CMTS с DOCSIS Timing Server был разработан интерфейс DTI, а для взаимодействия с Edge Resource Manager — интерфейс ERMI.
DOCSIS 3.0 может внедряться и в интегрированные СMTS (I-CMTS), имеющие традиционную архитектуру. Более того, первые внедрения оборудования Pre-DOCSIS 3.0 реализованы как раз на базе традиционной архитектуры.
Спецификации.
Описание характеристик DOCSIS 3.0 собрано в четырех документах и одной техническом отчете, доступных на сайте Cable Labs .
- Спецификация MULPI (Media Access Control and Upper Layer Protocols Interface) определяет порядок связки прямых и обратных каналов, совместимость с адресацией IPv6 и ее сосуществование с IPv4, перенос информации об использовании мультикаста из кабельных модемов в CMTS и стандартизированный механизм обеспечения QoS для мультикастовых сессий.
- В спецификации PHY (Physical Layer Specification) приведена типовая архитектура системы, а также изложены принципы формирования и обработки DOCSIS сигналов.
- В спецификации SEC (Security Specification) определены принципы шифровки и администрирования ключей при закрытии передаваемых данных алгоритмом AES.
- В спецификации OSSI (Operations Support System Interface Specification) в дополнение к связке каналов, IPv6, мультикасту и усиленной безопасности детализируются принципы приема нескольких обратных каналов на один порт, способы модернизации сетевой топологии для внедрения DOCSIS 3.0, а также усовершенствованные методы диагностики, мониторинга качества сигнала, сбор эксплуатационных параметров сети и применение биллинга.
- В техническом отчете MGMT-3 DIFF (DOCSIS3.0 Management Features Differences) резюмируются отличия между системами администрирования сетей DOCSIS 2.0 и DOCSIS 3.0.
Состояние рынка.
Таким образом, стандарт предлагает множество новых функций, разнящихся по степени сложности и неотложности реализации. Так, например, связка прямых каналов реализуется проще, чем связка обратных. Одновременно из-за ассиметричности большинства «тяжелых» приложений, связка прямых каналов сегодня и более актуальна. Поэтому не случайно связка прямых каналов в CMTS-ах была реализована на два года раньше связки обратных.
Для того, чтобы облегчить и ускорить появление на рынке сертифицированных устройств, Cable Labs установил три этапа квалификации СMTS с поддержкой DOCSIS 3.0. В зависимости от степени полноты они получили название золотой, серебряной и бронзовой. Золотая, то есть полная сертификация присваивается CMTS, удовлетворяющей всем требованиям спецификации. Полный перечень требований двух нижних уровней предоставляется только производителям сертифицируемого оборудования, но, судя по пресс-релизам от Cable Labs, бронзовая квалификация присваивается оборудованию, если оно обеспечивает связку 4 каналов в прямом направлении, а серебряная, если дополнительно к этому оно умеет связывать обратные каналы, поддерживает AES шифровку и адресацию IPv6.
За 56 волну сертификации, прошедшую в декабре 2007 года, полную сертификацию не получило ни одно устройство. Бронзовую квалификацию получили СMTS Arris C4 и Cisco uBR10012, а серебряную — CMTS Casa Systems C 2200 . В ближайшие дни должны стать известны результаты следующей, 57 волны сертификации.
Что же касается модемов, то для них предусмотрена только полная сертификация, которая требует их проверки совместно с полностью квалифицированной СMTS. Поэтому пока сертифицированных моделей нет и появление их в 57 волну маловероятно. Сейчас производители предлагают модемы, совместимые с их собственными моделями CMTS. Так в конце февраля Motorola анонсировала новую линейку кабельных модемов Surf Board DOCSIS 3.0 работающих в совместно с BSR 64000, а Arris и Cisco, чьи CMTS получили бронзовую квалификацию, предлагают модемы формата «2.0В» поддерживающие связку прямых каналов.
Внедрение.
В США, на родине стандарта, операторы не торопятся коммерчески внедрять данные решения, ограничиваясь лабораторными тестами и маломасштабными полевыми испытаниями. В тоже время на других рынках уже имеются случаи внедрения систем DOCSIS с поддержкой связки каналов. Так в сингапурской сети Starhub реализована система pre-DOCSIS 3.0 со связкой трех каналов, допускающих передачу потоков до 100 Мбит/с, с использованием СMTS и абонентских модемов Motorola . А в канадской сети Videotron запущена система также со связкой трех каналов.
Новая версия спецификации DOCSIS - DOCSIS 3.1, полностью изменила принципы работы DOCSIS, увеличив пропускную способность канала на 50%, производительность до 10 Гб/сек в прямом канале и до 2 Гб/сек в обратном - скорости, сопоставимые с передачей данных по оптоволокну.
DOCSIS 3.1 обеспечивает больше бит на 1 герц по сравнению с DOCSIS 3.0 при том же соотношении сигнал/шум
Спецификация DOCSIS 3.1 была выпущена и успешно протестирована в лабораторных условиях в 2015-м году. На начало 2016 года было сертифицировано 5 новых кабельных модемов, поддерживающих стандарт DOCSIS 3.1, провайдеры по всему миру начали внедрять и тестировать оборудование этого стандарта.
Но что делает уникальным DOCSIS 3.1 по сравнению с более ранними версиями и как изменятся методы тестирования в связи с этим? В данной статье рассматриваются две основные технологии, используемые в последней версии спецификации: мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (orthogonal frequency-division multiplexing - OFDM) и код с малой плотностью проверок на чётность (low density parity check - LDPC). В статье также описываются методы достижения максимальных уровней производительности.
Orthogonal Frequency Domain Multiplexing
Самый простой способ понять OFDM – это вспомнить как работает DOCSIS 3.0. Там для одного прямого канала используется одна несущая частота с полосой 6 МГц (8 МГц в Европе). Для модуляции этой частоты используется QAM с одной несущей (SC-QAM) и символы передаются на этой частоте строго последовательно. Если с приёмом сигнала возникают проблемы, то модуляцию необходимо уменьшать - не только для этой частоты, но и для всех остальных каналов в сети. Это означает, что модуляция должна быть оптимизирована под самую худшую часть коаксиальной сети.В отличие от SC-QAM, OFDM использует ширину полосы от 24 до 192 МГц. Внутри этой полосы может быть размещено до 8 тысяч поднесущих с шириной от 25 до 50 кГц каждая. (Точнее 7680 поднесущих 25 кГц или 3840 поднесущих 50 кГц – прим. переводчика ). Все поднесущие синхронизированы между собой по времени и формируют единый набор символов. Эти символы, в свою очередь, распределены по поднесущим и тайм-слотам и передают кодовые слова (codewords).
Главное преимущество такого подхода в том, что символы передаются одновременно на разных частотах. Это создаёт некоторые уникальные возможности. Так, если на одной поднесущей возникли помехи, OFDM просто исключает её, объединяя соседние частоты. Это позволяет продолжить передачу данных с оптимальным уровнем производительности. (Кроме того, такой метод передачи значительно менее чувствителен к узкополосным и импульсным помехам, так как они затрагивают только некоторые поднесущие, тогда как в случае обычного сигнала помеха влияет на весь его спектр – прим. переводчика )
Поскольку тип модуляции в OFDM задаётся на определённый период времени, данная технология позволяет контролировать взаимное соотношение фаз поднесущих. Если одна поднесущая находится на пике, то соседняя может быть настроена в противофазе, т.е. в нуле. Это уменьшает интерференцию между соседними поднесущими и позволяет использовать для них более высокие уровни модуляции и, соответственно, повысить общую пропускную способность сети. Вместо того, чтобы использовать один уровень модуляции для всего диапазона, OFDM позволяет использовать различные уровни модуляции для каждой поднесущей. Кроме того, можно создавать модуляционные профили таким образом, чтобы задавать индивидуальные уровни модуляции для всех поднесущих и иметь при этом несколько таких профилей.
Модуляция – SC QAM
Выделенные каналы с шириной полосы 6 МГц (8 МГц в Европе).
Каждый частотный канал независим от остальных.
Символы в одном канале передаются последовательно.
Модуляция оптимизируется под худшую часть кабельной сети.
Возьмём одну поднесущую в качестве примера. Каждый профиль имеет свой уровень модуляции (например, 64 QAM, 1024 QAM, 2048 QAM или 4096 QAM). OFDM может использовать профиль с наивысшим уровнем для данного сегмента HFC-сети. В одном сегменте это будет 4096 QAM, в другом это может быть 1024 QAM. В третьем сегменте на этой частоте может быть слишком большая интерференция и этот участок спектра вообще будет исключён из профиля и т.д.
Теперь посмотрим, что происходит на этой поднесущей, чтобы понять работу всех 8000. Отдельный профиль описывает отдельную поднесущую для того, чтобы достичь её максимальной производительности в каждый период времени.
Как выше указывалось, все поднесущие объединяются между собой для совместной передачи символов из которых формируются кодовые слова. Поднесущие привязываются к каждому символу кодового слова и их уровень модуляции описывается профилем. Профилям, в свою очередь, назначаются буквенные обозначения (например, A, B, C и D). Таким образом получается, что оптимизация производится не только для каждой поднесущей по отдельности, но и для всех 8000 поднесущих в комплексе.
Вместо того, чтобы оптимизировать модуляцию под самый худший участок сети, она может быть оптимизирована под самый лучший участок в любой момент времени. Это делает DOCSIS 3.1 намного более эффективной технологией, чем её предшественники. Там, где канал на DOCSIS 3.0 мог передавать 6.3 бита на 1 Гц, DOCSIS 3.1 может достичь 10.5 бит на 1 Гц при использовании модуляции 4096 QAM. В более типичном случае, когда одновременно используются несколько уровней модуляции, DOCSIS 3.1 может достигать 8.5 бит на 1 Гц, обеспечивая увеличение эффективности на 35% без изменений в HFC-сети.
Low Density Parity Check
Улучшения, достигнутые использованием OFDM, не были бы возможны без использования алгоритмов коррекции ошибок. DOCSIS 3.0 использует алгоритм упреждающей коррекции ошибок с кодом Рида-Соломона (FEC) и измеряет уровень битовых ошибок (BER). BER относится к одной несущей, а OFDM использует много. В связи с тем, что OFDM распределяет передаваемые данные по множеству поднесущих, использование BER больше не имеет смысла.DOCSIS 3.1 вместо FEC использует LPDC. Этот алгоритм работает по всему диапазону и оценивает ошибки не отдельных битов, а кодовых слов целиком. Если такую ошибку можно исправить, LPDC автоматически это делает, что позволяет использовать более высокие уровни модуляции и значительно уменьшает необходимость повторной передачи кодовых слов. LPDC приближает пропускную способность канала к теоретическим пределам, описанным теоремой Шеннона.
Но LDPC имеет один недостаток. Так как этот алгоритм изменяет настройки в реальном времени, система может достичь максимальных значений по мощности и уровням модуляции корректируя возникающие ошибки. Это означает, что сеть будет деградировать незаметно для оператора и в какой-то момент ошибки станут некорректируемыми, а пользователи заметят снижение качества сервиса. Для того, чтобы избежать такой ситуации необходимо более тщательно тестировать систему.
Достижение максимальной пропускной способности сети
Чтобы тестирование прошло успешно очень важно понимать из чего состоит OFDM. В основе всего лежит уровень PLC – PHY link channel, который содержит информацию о том, как декодировать OFDM сигнал. Без этого уровня модем не сможет «увидеть» несущую OFDM и понять, как её декодировать. Уровнем выше находится указатель на следующее кодовое слово (next codeword pointer - NCP), который сообщает модему о том, какое кодовое слово нужно прочитать следующим и какой профиль использовать для декодирования каждого кодового слова. Далее идёт профиль A. Это загрузочный профиль, который каждый модем DOCSIS 3.1 должен уметь использовать, чтобы «понимать» более высокие уровни модуляции QAM в других профилях.
Профили - упрощённая ситуация. Для упрощения примем, что профили используют одинаковую модуляцию на всех поднесущих.
Параметры уровней мощности, MER и шума в профиле А выбраны для надёжной работы OFDM. Если этот профиль работает, то дальше могут использоваться стандартные профили B, С и D. Профили отличные от них могут создаваться производителями CMTS и кабельных модемов по своему усмотрению и их количество никак не ограничено.
При передаче информации уровня PLC важно добиться отсутствия некорректируемых ошибок кодовых слов (uncorrectable codeword errors - CWE). На уровне PLC передача информации должна быть максимально надёжной, поэтому уровень мощности и MER должны быть строго в заданном диапазоне. Для этого параметры данного уровня должны быть строго фиксированными – спецификация DOCSIS 3.1 ограничивает использование для PLC только BPSK или 16 QAM.
Если на уровне PLC всё работает без ошибок, параметры NCP также фиксируются и не должны допускать некорректируемых ошибок (CWE). Если происходит потеря сообщений на данном уровне, то модем будет перезапрашивать информацию или, что ещё хуже, связи не будет совсем. В DOCSIS 3.1 для передачи NCP может использоваться только QPSK, 16 QAM или 64 QAM.
Так как профиль A является загрузочным, то ему назначаются более низкие уровни модуляции по сравнению с другими: QAM 16 и QAM 64. Это делается для того, чтобы все модемы могли работать даже в худшей части кабельной сети. Сигнал с более низким уровнем модуляции может работать при более низких уровнях мощности и MER. Так же, как и два предыдущих уровня профиль A должен иметь фиксированные параметры и не допускать некорректируемых ошибок. Если появляются некорректируемые ошибки, то модем перейдёт в режим DCOSIS 3.0 и не будет никакого увеличения эффективности. Профиль A может работать и на более высоких уровнях модуляции, при этом допускаются корректируемые ошибки CWE, это нормально, главное, чтобы не было некорректируемых.
Профили - реальная ситуация. OFDM позволяет исключать определённые поднесущие и позволяет каждому иметь разные уровни модуляции для разных поднесущих. Это оптимизирует общую пропускную способность канала - каждый профиль имеет свои собственные исключения.
Когда все 3 уровня работают в заданных пределах можно посмотреть на общую пропускную способность канала. Одной из ошибок на данном этапе может являться измерение уровня сигнала во всей полосе 192 МГц. Надо помнить, что общая мощность в данной полосе спектра равна мощности 6 МГц сигнала с учётом ширины полосы. Таким образом, суммарная мощность OFDM сигнала очень сильно отличается от мощности одиночной несущей c шириной 6 (8) МГц. Для того, чтобы более точно настроить мощность OFDM сигнала все уровни должны быть измерены относительно мощности сигнала с шириной полосы 6 МГц.
OFDM имеет ещё несколько уникальных характеристик. Уровни первых и последних 6 МГц в заданной полосе OFDM сигнала будут примерно на 0.8 дБ меньше, чем уровни остальных поднесущих из-за спада в защитном диапазоне (guard band). Это становится важным, когда для измерения используются стандартные приборы или в том случае, если измеряется мощность в диапазоне частот шириной 6 МГц, выделенном из общего диапазона. Кроме того, несущая с PLC примерно на 0.8 дБ выше чем другие поднесущие из-за дополнительных пилотных сигналов и передаваемых данных. Таким образом общая пологость (flatness) OFDM сигнала по сравнению со стандартным сигналом 6 МГц будет колебаться в пределах 1.6 дБ из-за начальных и конечных спадов и влияния PLC.
Для того, чтобы OFDM работал с пиковой производительностью средний уровень мощности не должен выходить из заданных пределов, MER должен быть хорошим и уровни шума должны быть минимальными. Шумы очень сильно влияют на сигнал OFDM и могут привести к тому, что профили с высокими уровнями модуляции вообще не будут использоваться.
Если все указанные требования соблюдаются, то становится возможным использование профилей с высокими уровнями модуляции. Важно, чтобы в пределах профиля параметры были зафиксированы (locked). Профили с высоким уровнем модуляции могут иметь некоторое количество корректируемых ошибок (CWE), так как это не так критично, как для более низких уровней, но некорректируемые ошибки приведут к тому, что максимальная производительность не будет достигнута. Например, если профиль C имеет некорректируемые ошибки, профили D и более высокие не смогут использовать более высокую модуляцию, чем профиль С. Для достижения высоких уровней модуляции HFC-сеть должна быть чистой и не допускать возникновения некорректируемых ошибок (что справедливо и для более ранних версий DOCSIS).
А что в Upstream?
DOCSIS 3.1 для обратного канала использует OFDMA – Orthogonal Frequency-Division Multiple Access.Отдельные поднесущие в OFDMA могут выключаться, для обеспечения обратной совместимости с каналами DOCSIS 2/3.0
Сравнительная таблица DOCSIS 3.0 и DOCSIS 3.1
Заключение
DOCSIS 3.1 решает главную дилемму, которая стояла перед операторами в течение долгих лет: “Тратить деньги на полную модернизацию всей кабельной сети или постепенно вносить изменения в существующую сеть?” Используя технологии OFDM и LDPC, операторы могут значительно увеличить пропускную способность сети при её минимальной модернизации.Достаточно небольшой модернизации физической структуры сети для того, чтобы увеличить её эффективность (скорость и пропускную способность) на 35% используя DOCSIS 3.1. Это также даст операторам дополнительное время для дальнейшей постепенной модернизации, которая, в свою очередь, даст возможность ещё больше увеличить пропускную способность.
Тем не менее, операторам надо довольно аккуратно подходить к внедрению и тестированию DOCSIS 3.1. Если это сделать неправильно, то никакого улучшения, по сравнению с DOCSIS 3.0 не будет. Добавить метки
По кабелю или DOCSIS — это международный стандарт телекоммуникаций, который позволяет добавлять передачу данных в существующую коаксиальную систему кабельного телевидения с высокой пропускной способностью. Это важно как для интернет-пользователей, так и для интернет-провайдеров, потому что позволяет увеличить скорость интернета без замены коаксиальных кабельных сетей. На практическом уровне для потребителей нужно будет знать, какой стандарт DOCSIS нужен при покупке кабельного модема.
Основы модемного подключения
DOCSIS позволяет использовать кабельные соединения для обслуживания приложений с высокой пропускной способностью. Он был создан в марте 1997 года. За этот период он прошел несколько этапов усовершенствований. Система включает в себя модем, расположенный в помещении пользователя, а также устройства, находящиеся в другом месте, как правило, на центральной станции компании провайдера или на промежуточном узле.
Существует два основных компонента DOCSIS: физический уровень (PHY) и уровень управления доступом к среде (MAC). Физический уровень относится к используемому оборудованию для проводки и маршрутизации, а также к передаче данных через эти различные физические системы. В общем, более быстрая скорость передачи означает лучшую производительность. Однако есть несколько ограничений с точки зрения физического расстояния.
Эти ограничения влияют на области, где может устанавливаться кабельный модем DOCSIS 3. 0 и другая инфраструктура, что влияет на их скорость и цену. Уровень MAC предназначен для интеллектуального управления в любое время огромным количеством обрабатываемой информации, что позволяет обеспечить критический уровень организации, который предотвращает частые «пробки», вызванные встречными сигналами.
Эволюция скорости передачи в интернете
В целом, на протяжении многих лет существовали три разные крупные итерации DOCSIS: 1.x, 2.x и 3.x. Первоначальные спецификации 1.0 и 1.1 имели рабочий предел 38 Мбит/с для скорости передачи и всего 9 Мбит/с для увеличения скорости. По мере развития технологий в течение следующих нескольких лет необходимо было организовать работу так, чтобы кабельные провайдеры имели большую гибкость по мере улучшения скорости и повышения уровня обслуживания. Это привело к созданию DOCSIS 2.0 в 2002 году.
DOCSIS 2.0 не представил новых возможностей для снижения скорости сети, но в три раза увеличил скорость, позволяя подключать 30 Мбит/с. Наиболее значительные изменения произошли в 2008 году с введением DOCSIS 3.0. Эта новая итерация представляла собой формат, который значительно увеличивал скорость до 1.2 Гбит/с и 200 Мбит/с соответственно. Это был огромный скачок, при этом DOCSIS 3.0 включал введение канальной связи.
Она позволяет собирать или комбинировать несколько каналов вниз и вверх по движению сигнала с улучшенными скоростями по всему диапазону. При канальном соединении, чем больше присутствуют каналов, тем лучше. Так, установка 16 каналов вниз по потоку и 4 вверх или 16х4 обеспечивает быструю скорость, а система 24 x 8 еще более быструю.
Последний стандарт интеграции
В 2016 году был выпущен DOCSIS 3.1, что привело к резкому скачку скоростей, включительно и на нисходящем направлении. Эта итерация принесла пакет скоростей до 10 Гбит/с и 1 Гбит/с соответственно. Сегодня уже ведется работа по разработке новой итерации, обычно называемой DOCSIS 3.1 Full Duplex. Эта версия будет поддерживать симметричные скорости восхождения и понижения 10 Гбит/с.
Неизбежно, что кабельный модем DOCSIS будет продолжать развиваться, используя все новые технологии и требования пользователей по всему миру. Потребители должны следить за этими изменениями, чтобы своевременно перейти на передовые модели.
Поскольку 4K и UHD становятся все более распространенными как для беспроводных, так и проводных сетей, их параметры увеличиваются с точки зрения объема и удобства. Поэтому в предстоящие десятилетия еще предстоит много интересных событий в области DOCSIS.
Покупка или аренда
Если пользователь арендует кабельный модем у своего интернет-провайдера, покупка — это вариант, который сэкономит ему сотни долларов за время эксплуатации устройства на арендных платежах. Некоторые компании взимают за аренду около 120 долларов ежегодно, а учитывая небольшую стоимость модемов - большинство из них окупятся очень быстр. Кроме того, выбор модема для личных потребностей позволяет максимально эффективно использовать интернет-план, а сеть работает лучше, чем арендуемое оборудование.
Не каждый модем подходит для всех типов интернет сервисов. Кабельный интернет не будет работать с потому что они используют разные способы доставки. DSL использует наземную инфраструктуру телефона. Если интернет-провайдер также является оператором стационарного телефона, вероятно, понадобится подходящий тип DSL.
Более продвинутые пользователи рекомендуют модем и маршрутизатор combo, если нужна недорогая и компактная замена арендованного устройства. Однако нужно учитывать, что они не дают большого контроля над маршрутизатором. Если одно устройство сломается, нужно будет заменить оба.
Принцип работы кабельного модема
Он обеспечивает передачу данных в сетях кабельного телевидения и может быть подключен непосредственно в гнездо телевизора. Таким образом он располагается между кабельным подключением пользователя и компьютером. Также он может быть присоединен к компьютеру через USB или сетевой кабель. Если пользователь хочет подключить несколько компьютеров, то необходим в дополнение к модему совместимый маршрутизатор или комбинированное устройство, которое будет сочетать в себе обе функции.
Данные, отправленные компьютером, должны быть преобразованы в подходящий формат, чтобы иметь возможность передавать их на специальных частотах через телевизионный кабель. Сегодня интернет-провайдеры предоставляют, в основном, комбинированные устройства от кабельного модема маршрутизатора, что позволяет подключаться через WLAN с интернетом.
Несколько устройств с одним IP
Интернет-провайдер предоставляет только один IP-адрес. Но часто случается ситуация, когда нужно подключить несколько устройств через WLAN параллельно сети. Это возможно, если этот IP-адрес связан напрямую не с ПК, а с маршрутизатором, который соединяет внутреннюю сеть с внешним миром. Он работает с общедоступным IP-адресом. Однако внутренняя сеть использует отдельный блок IP-адресов.
Теоретически они находятся в диапазоне от 192. 168.0.0 до 192. 168. 255. 255. На практике они почти всегда равны 192. 168.1.1 или 192. 168. 1.50. Адреса, начинающиеся с 192.168., по определению являются всегда частными IP-адресами. Устройства с одинаковыми IP-адресами находятся во многих миллионах малых и больших сетей. Почти каждый персональный маршрутизатор по умолчанию использует внутренний IP 192.168.1.1.
Очень важно, в каком порядке включается устройства. Сначала включают кабельный модем и ждут, пока не загорится светодиод, говорящий о том, что он готов к запуску и подключен к интернету. Затем запускают маршрутизатор. Опыт показывает, что это происходит немного быстрее, чем с модемом. Только в тот момент, когда они готовы, терминалы подключаются к сети в любом порядке: мобильный телефон, планшет, ноутбук, настольный ПК.
Подключение и настройка маршрутизатора
Настройка сетевого оборудования с маршрутизаторами сегодня намного проще, чем раньше. Перед тем как подключить кабельный модем, полезно понять, какой тип лучше всего подходит для быстрого соединения, чтобы избежать нежелательных проблем в будущем. Подключение к Motorola:
- Открыть интернет-браузер. В поле адреса ввести для роутеров Motorola: 192.168.100.1, для модема: 192.168.0.1.
- Нажать «Ввод». Имя пользователя по умолчанию: admin. Пароль по умолчанию: motorola, все строчные буквы.
- Нажать «Войти». Если не удается войти в систему с 192.168.0.1, попробовать использовать 192.168.100.1.
- Убедится, что используется имя пользователя: admin и пароль: motorola.
- Убедится, что подключаемая модель кабельного модема Motorola, начинается с буквы "M", пример: MB8600, MG7550, MD1600.
- Установить для устройства заводские настройки по умолчанию. Тут понадобится булавка или выпрямленная скрепка.
- Это делается при включении питания. В задней части устройства найти отверстие RESET.
- Нажать скрепкой на отверстие RESET примерно на 25 секунд. Подождать, пока устройство снова подключится.
Домашняя сеть с TP-Link AC1750
Высокопроизводительный модем TP-Link AC1750 (с DOCSIS 3.0, оснащен беспроводным маршрутизатором переменного тока, который поддерживает надежную домашнюю сеть. Он позволяет передавать 4K, не замедляя его. Теперь этот невероятный модем по цене немного выше бюджетных моделей, однако разница в производительности оправдывает эти ценовые показатели. Положительные качества:
- Обеспечивает до 1750 Мбит/с скорость Wi-Fi, обеспечиваемую 16 потоковыми и 4 восходящими каналами.
- Процессор 2,4 ГГц поддерживает тяжелые онлайн-игры.
- Оснащен внутренними антеннами и мощными усилителями, он может повысить уровень сигнала и уменьшить помехи.
- Имеет удобную настройку.
- Кабельный модем Motorola имеет совместимость с большинством интернет-провайдеров.
Даже если у пользователей возникнут проблемы с настройкой, команда поддержки доступна 24/7 и готова к оказанию помощи.
Недостатки модели:
- Веб-интерфейс для управления настройками мог бы быть более удобным для пользователя.
- Скорость передачи файлов могла быть лучше.
Несмотря на несколько жалоб, это устройство по-прежнему имеет подавляющее большинство положительных отзывов.
Кроме того, это устройство с отличной производительностью по разумной цене.
Оптимальная домашняя модель NETGEAR
NETGEAR CM500 - 1AZNAS — кабельный модем, подключение которого базируется с DOCSIS 3.0, который обеспечивает скорость до 680 Мбит/с и готов к обработке широкого спектра пакетов соединений. Это лучшая бюджетная модель, потому что может дать невероятную скорость при цене ниже 70 долларов. Он совместим с различными операционными системами: Microsoft Windows 7, 8, 10, Vista, XP, 2000Mac OS. Может работать с большинством крупных провайдеров кабельного интернета. Функциональные возможности - одновременное выполнение 16 загрузок и 4 восходящими каналами.
Положительные качества:
- Поддерживает потоковое видео 4k и HD.
- Работает до 300 интернет-планов.
- Скорость до 680 Мбит/с,16 × 4-канальное соединение с DOCSIS 3.0 Порт Gigabit Ethernet.
Недостатки:
- Плохо работают голосовые услуги, которые включены в комплекты.
- Не работает с Verizon, AT & T или CenturyLink.
ARRIS для волоконно-оптической сети
Если пользователь использует гигабайтную скорость в волоконно-оптической сети, кабельный модем Arris cm820 максимально подходит для него, независимо от того, находитесь ли он в сети 1 Гбит/с или нет. Это один из онлайн-геймеров, который также хорошо себя зарекомендовал среди пользователей, которые используют огромные потоки данных для загрузки фильмов и игр или просто нуждаются в новейших технологиях.
Гигабайтный интернет является вершиной этой модельной линии. Таким образом, чтобы наслаждаться всем передовыми технологиями, нужно проверить у своего провайдера, есть ли у них волоконно-оптические линии для оказания услуг в доме. Однако необходимо отметить, что максимальная скорость интернета будет зависеть от тарифного плана.
Положительные качества:
- Самая быстрая скорость интернета с загрузкой до 1,4 Гбит/с для оптоволокна и 626 Мбит/с на кабеле. Это настоящий гигабитный кабельный модем Arris.
- Скорость интернета поддерживается 32-канальными каналами.
- Является последним DOCSIS 3.0.
- Поддержка IPv4 и IPv6.
- Сертифицировано большинством основных интернет-провайдеров.
Недостаток заключается в том, что светодиодные индикаторы слишком яркие и раздражающие.
Если человек хочет пользоваться всеми преимуществами оптоволоконного интернета, ARRIS SURFboard SB6183 - это идеальный модем. Он оснащен лучшими технологиями, которые помогут оптимизировать гигабитную подписку, но основным плюсом является то, что он поставляется с ценой ниже 100 долларов.
- CPU - P4, 3GHz или быстрее.
- ОЗУ - 1 ГБ или больше.
- Жесткий диск - 7200 об / мин или быстрее.
- Ethernet - тыс. BaseT).
- Windows.
- Подключение Ethernet - Windows 2000, Windows XP, Windows Vista или Windows 7 MacOS.
- Ethernet-соединение - система 7.5 до MacOS 9.2 (рекомендуется использовать Open Transport) или Mac OS X,Linux / другие Unix.
- Подключение к Ethernet - драйверы оборудования. Компьютеры, не отвечающие этой конфигурации, смогут работать с CM820, но не будут использовать его максимальную пропускную способность.
Бюджетная модель D-Link DCM-301
D-Link DCM-301 - самый доступный бюджетный кабельный модем для домашних сетей. В частности, он обеспечивает хорошую скорость и простой дизайн, легко работает в индивидуальной сетевой настройке. Кроме того, его достаточно просто объединить с облачным маршрутизатором или подключить к запоминающему устройству для сетевых нужд. Таким образом, среди всех остальных в этом диапазоне это лучший выбор модема.
Положительные качества:
- Дешево и надежно для стоимости в $ 50.
- Использует технологию DOCIS 3.0, которая в 8 раз быстрее, чем DOCSIS 2.0.
- Совместимость с большинством интернет-провайдеров.
- Простая настройка.
- Маленький дизайн и не занимает слишком много места.
- Доступная скорость интернета с учетом его цены: 343 Мбит/с.
Недостатки: некоторая несогласованность в соединении, которая легко разрешается быстрым сбросом настроек.
Smart MG7550. Если пользователь хочет, чтобы сетевой макет был небольшим, он, вероятно, предпочтет маршрутизатор. Поскольку для кабелей и двух отдельных устройств не всегда есть свободное место, это обстоятельство делает комбо модем-маршрутизатор хорошим вариантом. Он является хорошим выбором для лучшей комбинации маршрутизаторов, имеет надежное качество сети и поддерживает гигабайтный интернет. Комбинированные технологии этого устройства обеспечивают максимальную скорость WI-FI и обеспечивает возможность трансляции, как и кабельный модем cisco.
Положительные качества:
- Совместимость с большинством основных поставщиков интернет-услуг, включая Comcast, XFINITY, Time Warner Cable, Cox и Charter Spectrum.
- Быстрая и надежная скорость до 686 Мбит/с 4-гигабитный Etherport, поддерживающий сверх быстрый интернет.
- Простота настройки.
Недостатки: функция повышения мощности, которая должна обеспечить беспроводной сигнал в любом месте дома, часто не соответствует ожиданиям клиентов.
Использование команды modem/router имеет свои преимущества.
Таким образом, хотя Motorola Smart MG7550 с AC1900 может быть немного дорогой, она предлагает лучшие скорости передачи и по-прежнему будет идеальной для небольшой квартиры, дома или офиса. Кроме того, это сетевое решение отлично подходит для игр и потоковой передачи.