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.
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.
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.
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).
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
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.
Использование практик, описанных в этой статье, позволит быть уверенным, что DOCSIS 3.1 используется максимально эффективно, уменьшая количество выездов ремонтных бригад и обеспечивая высокое качество сервиса клиентам.
Следующим этапом станет внедрение спецификации DOCSIS 3.1 Full duplex, которая обеспечит симметричную передачу данных на скорости 10Gb/s как в прямом, так и в обратном канале.
Оригинал статьи тут.
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.
Использование практик, описанных в этой статье, позволит быть уверенным, что DOCSIS 3.1 используется максимально эффективно, уменьшая количество выездов ремонтных бригад и обеспечивая высокое качество сервиса клиентам.
Что дальше?
Следующим этапом станет внедрение спецификации DOCSIS 3.1 Full duplex, которая обеспечит симметричную передачу данных на скорости 10Gb/s как в прямом, так и в обратном канале.
Оригинал статьи тут.
Поделиться с друзьями
Комментарии (22)
rustler2000
13.01.2017 22:54С FDX это надо ccap core + rphy и по американский сетки делать.
У вас rphy есть? А его уже сертифицировал КЛ? ;)TarS
16.01.2017 13:10А при чём тут CCAP и rphy? "В огороде бузина...". Одно другому не мешает, CCAP вполне себе может использовать описанные технологии в RF сегменте. Будет это remote PHY (M-CCAP) или совсем не remote (M-CCAP) — не так и важно.
"По американски сетки делать" — это как? Вы знаете какие-то американские секреты? :)TarS
16.01.2017 13:39Прошу прощения, опечатался, во втором случае я имел ввиду local PHY и I-CCAP.
rustler2000
16.01.2017 19:13Я тож в общем М-ССАР имел ввиду.
В европе в основном звездой тянут. В сша один храдвайр и X tapов. Но ноды четырех ногие.
По поводу рфай — оно кончено ноде+0 но мне, кажется что гнать будут на рфай ;) Тоесть может интегрированный us/ds лайнкард и будет формально, но ценник будет на «отстаньте» (если культурно).
Ivan_83
Закапывайте.
В нашей стране доксис не прижился, как и «интернет по 220» и адсл у нас считается ущербным и используется когда альтернатив нет.
У нас не было:
— больших кабельных сетей построенных по всем стандартам
— денег на дорогие головы и абонентские терминалы
— проблем с прокладкой новых кабелей
У нас была:
— дешёвая рабочая сила (монтажники)
— желание экспериментировать
— старые ништяки типа П294
А ещё у нас был монополист который не пускал в свои телефонные линии, а сам АДСЛ не делал — слоупочил на модемах.
Поэтому у территории бывшего СССР выросла пионерия которая строила эзернетом, как попало. Потом строить научились. Потом оптика подешевела и стали заводить по волокну на дом/подъезд. Потом проапгрейдили SFP со 100 до 1г. Уже начинают апгрейдить до 10г, пока мало где но начинают.
При этом в америках и европах:
— кабеля уже давно есть
— монтажники стоят дорого
— есть проблемы с прокладкой нового
— для них цена доксис мопеда для абонента не так бьёт по карману
Поэтому они пилят этот костыль и будут дальше пилить.
Ровно так же они пилят свой адсл, и ровно так же у нас он нафик никому не нужен при наличии альтернатив, ибо линии говно, проблем с прокладкой нет и проще и дешевле завести домой медью 100/1000.
Ну и мировая практика такая: когда в америках и лидерах европы появляется адсл/доксис х, то они сплавляют х-2 во всякие менее развитые страны, типа черногории, румынии, польши и прочих, у кого своих мозгов не хватает и потому они слушают консультантов из тех самых стран которым некуда девать старьё. Ну и им охота быть похожими на более успешных соседей, куда же без этого.
Сколько там стоит терминал?
А сколько стоит терминал на 10г?
А голова на 10г?
А какие при этом требования к линии?
А 10г это дуплексом или сколько максимум в дуплексе?
А 10г это точка-точка или сколько одновременно абонентов можно повешать на одну голову и как при этом будет падать суммарная скорость?
А терминал будет работать где то ещё? (после переезда)
Так то я смотрел на 10г медный эзернет и он уже нифига не выгоднее оптики получается даже для дома, а тут ну очень специфичный девайс с такими претензиями.
TarS
Про "неприжился" Вы лучше у Акадо спросите, я не в курсе, сколько там у них сейчас абонентов. Ну и кроме Акадо есть операторы, тот же Ростелеком поскупал много местных, так что кабельные сети в странах бывшего СССР есть и у DOCSIS есть своя ниша. Размеры этой ниши я оценивать не берусь, так как не занимаюсь продажей данного типа оборудования, понятно, что она меньше витой пары или PON, но она есть.
Ivan_83
Хз что там у акады.
Ростелек — скупал всё подряд чтобы показать рост абонентской базы, так что это говорит только о том, что владельцам доксиса удалось удачно выйти в кеш.
На nag.ru доксисовцев что то не видно последние годы.
Кабельные сети может и есть, но деньги считать надо.
В наших реалиях скорее всего дешевле и проще рядом проложить эзернет, чем вляпываться в доксис.
rustler2000
>А какие при этом требования к линии?
Если D30/D31 живет, то и FDX будет
>А 10г это дуплексом или сколько максимум в дуплексе?
Это в дуплексе. Legacy CM все также в тойже сетке должны работать.
>А 10г это точка-точка
Если правильно вопрос понял, то нет — это не точка-точка (для этого нужен fiber to the tap)
>А терминал будет работать где то ещё? (после переезда)
Если не лоченый то будет (если аннекс А\Б правильный)
ZAZmaster
Доксис вполне прижился например в Томске, у оператора Томтел. Сам использовал его услуги в течении где-то года или двух.
Ivan_83
Судя по тому что они всех бесплатно переключают с этого: http://www.tomtel.ru/faq.html
то доксис им самим надоел.
2 Rustamovich
2 sstakk
2 Shony_us
Спалились пеарасты — продвигатели: 3 бота которые постят свой самый первый пост в одной теме и в одно время. )
Видать у доксиса дела идут совсем хорошо :)
1. Очень жаль тех кто страдает от РТ и доксиса, прям извращённая форма садизма с особым ценизмом.
2. На украине сплошные эзернет маньяки, которые легко отдают 100/1000 эзернетом, сильно сомневаюсь что кому то там этот доксис нужен при дикой конкуренции.
Касательно бесплатной замены мопедов — за чей счёт банкет?
А чегойто на их сайте сплош эзернет роутеры:
http://volia.com/rus/internet/equipment/
Вот в прайсе они доксис в конец задвинули и мелким шрифтом сделали: http://volia.com/user/files/2016/11/kyiv/connection%20and%20materials-01-11-2016-Kiev.pdf
наверное он им надоел?
3. Хорош брехать.
а) Когда абоненты размазаны то есть PON и всякие беспроводные штуки, правда стабильность последних обычно от терпимой до унылой. И в целом даже при таких условиях эзернет может жить, но нужно хорошее планирование.
Если говорить о частном секторе, то там люди ставят тарелки для ТВ, поэтому коаксиал им не сдался.
б) лапша у нас давно сгнила, а кабельного ТВ по стране и не было толком нигде, разве что в каких то отдельных районах некоторых городов. Плюс в том виде когда оно в советском многопарнике без повива — на несколько км (даже не считая что кабель тоже местами намок, за и скрутки всякие хреновые) взаимные наводки там офигительные, и телефонисты часто зажимают скорость АДСЛ на 4-8 мегабит чтобы оно хоть как то работало, а бывает и этого мало и они гоняют монтёров и меняют пары пока не повезёт. И всё равно по вечерам SNR проседает ощутимо.
А в «цивильных странах» — там домовые узлы или районные, так что лапша/кабель там не шибко длинные и не в многопарниках, а если в многопарниках то уже в новых, с правильным повивом, где 24+ и выше по адсл спокойно пойдут, ровно как и эзернет, просто эзернет у них не принято.
в) В америках гугель со своим фибером вляпался в тугоумие комунальщикв и прочих и всё встало. Остальным и так хорошо — они монопилисты, АТиТ не шибко чешется и гнобит хомяков лимитными тарифами и контент, нетфликс с ним ругался много и в судах.
г) Почти за всех решили что им не нужно?
А вот японцам, корейцам, украинцам, россиянам почти всем нужно 100, и 1000 не помешает. Это я ещё не уверен насчёт прочих азиатов, типа вьетнама, у них походу ничем не хуже.
Итого на весь бывший ссср набралось 2,5 провайдера, которые от доксиса уходят.
TarS
Что-то Вы Иван какой-то злой и по юношески максималистичный, что-ли :) Жизнь, она, знаете ли, не чёрно-белая. Доксис живёт не только в Америке. Вон тему CCAP именно китайцы очень сильно продвигают, ZTE и Уавеи всякие… да и в России кабельные сети уже давно вылизали, во всяком случае DOCSIS 2/3 работает без проблем даже не в миллионниках. IMHO, Вы оперируете устаревшими фактами.
Вы сами-то строили правильную Ethernet сеть в многоквартирном доме? А в микрорайоне? А ТВ-сеть строили? считали затраты на одного абонента? Тут правильно написали, если плотность подключившихся абонентов высокая, то да, эзернет получается сопоставим по капитальным затратам с коаксиалом, но с учётом того, что телевидение всё равно надо в каждую квартиру провести и с подъезда бывает два-три абонента, а свич вынь, да поставь, коаксиальный кабель выходит ощутимо выгоднее.
Лично я довольно долго пользовался доксисом от Акадо, потом переехал и сейчас Ethernet от РТ (Onlime), потому, что в доме нет Акадо, разницы никакой, ни в качестве, ни в скоростях… только плачу больше :)
Ivan_83
Я не злой, я настрадался с адсл и больше не хочу этих ваших американских/европейских интерентов, пусть они там и дальше страдают.
С другой стороны эзернет по оптике/меди предельно понятен, прост, доступен, ремонтопригоден, куча оборудования на любой вкус/цвет/запах/деньги. С настройками тоже никаких проблем: 100500 мануалов, в операционках всё вылизано.
B да, эзернет же это как в крутых датацентрах — хайперформанс, мега энтерпрайз, а доксис/адсл это так себе поделка, почувствовать что инет есть но не пользоваться в своё удовольствие.
Китайцы делают любое говно которое можно продать.
На CSTB прошлой в их загончике было сплошное DVB, и совсем немного IPTV и они тусовались в сторонке от этого шанхая.
Так ваше DVB-C часто идёт до домов оптикой, на доме стоит конвертер из оптики в двб.
В таких случаях эзернет намного винрарнее и гибче в качестве последней мили.
Хз кто сейчас медью магистрали тянет (между домами), ибо оптика дешёвая и гроз не боится. И её бомжи не срезают на цветмет.
Нет, сам не строил. Работал в провайдерах и видел кухню изнутри. В курсе что в других провайдерах благодаря отраслевому форуму.
ТВ сеть отдельно не строил, я типа сам себе производитель IPTV стримеров софтварных.
Эзернет выгоднее.
Есть и малопортовые управляемые свичи если абонентов мало. А для 1-2 бывает что и тупые медюки ставят.
Кроме того абонентское оборудование сильно дешевле, и часто у хомяков уже есть или они втыкают кабель на прямую в комп, что суть бесплатно для хомяка и провайдера.
2 sstakk
Судя по счётчику теперь у тебя целых два коммента.
В то что три разных человека сделали свой первый коммент за несколько лет в одной теме в одно время я не поверю. Так что фейл.
Реальную ситуацию за какой год?
Вот прям щас видно что доксис уже всё, перешёл на второй план в том провайдере(который уже не ктв ибо переориентировался) и могилу ему роют, стараясь не подключать новых хомяков этой технологией.
Ну да, нафик мировой опыт — не будем смотреть у кого какие сети и как они работают.
Названия второй в украине компании где ещё есть доксис не будет или они там интернет дают эзернетом?
Или пример компании слоупока, которая только пару лет назад запустила DVB?
Как то не однозначно написано.
Shony_us
Я уже ответил ранее за бота и за первый комент ранее. Так что и такое бывает. Я понимаю что статистика вещь упрямая — но и у вас когда-то был 1-й комментарий. И достаточно неприятно если бы на вас клеветали. Как-то так.
Ну и за DVB — туда-же вместе с DOCSIS — по сути это ведь одно и тоже (именно DVB-C).
Ivan_83
Опять фейл.
За бота ты отвечал с акка: sstakk.
Для триплеплей, если он ещё кому то нужен, есть PON. Но это если в лоб.
А вообще, IPTV намного лучше, чем DVB-C, хотя бы потому что можно смотреть не только по ящику и даже к ящику не обязательно тянуть провод.
С телефонией варианты либо искать роутер с портами, либо хомяки сразу берут сип телефон, либо сип коробка ставится в ящик провайдера вместе со свичём.
Но телефония не самое интересное, мало провайдеров этим страдает, спроса на стационар нынче мало, ибо есть мобилы.
Shony_us
Ivan_83:
Тут тоже нельзя просто так сказать что Ethernet выгоднее и все тут.
Например есть котельный городок на 1000 домов. Нужно провести телевидение и интернет и телефонию. Сколько будет стоить раздать каждому в дом ethernet? а сколько тот же DOCSIS? Я могу слегка ошибаться но используя D-CMTS решения оно все же будет дешевле — а заодно и телевидение приедет в дом «бесплатно» (ну или почти бесплатно)
Какова цена 1000Base-Т порта и на солько его можно дотянуть до абонента. Где это оборудование размещать? как его защищать от окружающей среды? Как соблюдать температурный режим? и т.д. А это все деньги и возможные точки отказа.
sstakk
1. Мой пост далеко не первый, хоть я и ридонли
2. Если я пеараст и бот то кто вы?
3. И продвигатель чего я?
Я просто рассказал реальную ситуацию в Киеве. Даже в городе спутнике Киева- Броварах, есть местная компания у которой я беру ТВ пакет. Пару лет назад они добавили цифровое ТВ и стали предлагать инет.
К слову им я не пользуюсь, ибо уже есть 100 мбит эзернет.
А вам советую не вешать ярлыки на людей которых не знаете, и даже если это была шутка — она убогая.
А как устроены сети у остальных — неважно. Мой пост был ответом на утверждение что DOCSIS мертв и не нужен в наших краях.
Shony_us
Ivan_83 — не нужно обобщать — я не продвигаю DOCSIS никоим образом — ну и уж тем более не бот. Просто много знаю за DOCSIS и все. Жил в Украине и сидел на ethernet — переехал в US сижу на DOCSIS и что. С точки зрения абонента — разницы никакой лишь бы его устраивал QoS за те деньги которые он платит.
А провайдер считает каждую копейку — если есть уже существующая инфраструктура — то её грех не использовать — если строить с нуля — тут я не думаю что DOCSIS самое лучшее решение. Я бы не строил на нем.
P.S. мое личное мнение — даешь ethernet в каждый дом.
Rustamovich
В центре Петербурга много домов, где из всего наземного интернета доступен только Доксис и только от Ростелеком
TarS
DOCSIS сеть там далеко не только в центре. Она есть даже в Крондштате и Красном селе. В новых домах РТ строит PON, но в уже построенных это делать невыгодно, сеть, которую построил ещё ТКТ не плохо работает на DOCSIS 3 года с 2010-го… если мне память не изменяет. И её модернизировать гораздо легче и дешевле, чем построить новую.
sstakk
Это вы зря. В Киеве есть такой оператор кабельного ТВ — Воля Кабель.
Начинал он с аналогового кабельного ТВ, и вырос скупая таких же поменьше в соседних районах.
Естественно Коаксиал — его все.
Потом он начал баловаться с цифрой, постепенно обновляя оборудование и подключая все больше домов к цифре.
Люди в целом шли к нему, так как 40-120 каналов против 11 в эфире.
Когда набралась критическая масса, начали баловаться с интернетом — тем самым DOCSIS. Та еще гадость поначалу, все как у вас написано. И кабеля дешевые, и монтажники рукожопы, и поддержка фиговая. Затухания сигнала убирали по два месяца. И даже так это было лучше Укртелекома с его ADSL и похожих на него частников.
Дворовые сети по витой паре иногда не успевали или проигрывали в цене. Да и интернет часто давался в нагрузку к ТВ за смешные деньги с модемом за 1 грн.
Но к версии 2.0 основные проблемы решили. Уже не так кричали пользователи, хотя проблемы были… локальные.
И таким не хитрым способом реально много пользователей пользуются этим «никому не нужным» DOCSISом.
Сейчас уже и 3.0 прикрутили, и модемы бесплатно меняли. И даже много мелких фирм покупают у них инет за корпоративный прайс.
Так что даже в бывшем СССР вполне могли существовать параллельно эти технологии, и существуют сейчас.
Той же Воле дешевле ввести 3.1 чем переехать на Ethernet.
Massacre
Если что, «Воля» была актуальна примерно в середине нулевых. Тогда даже нормальных анлимов ещё не было, все считали трафик. Через несколько лет уже подтянулись разнообразные эзернетчики. Вот у меня в доме их штуки 3-4 будет, это Позняки (спальный район Киева). И смысл в «Воле» остался разве что для тех, кому надо именно DVB-C, а инет — в нагрузку.
А для частных домов сейчас не доксис, а PON тянут…
Shony_us
Про DOCSIS да в принципе и про xDSL я думаю вы зря так. Даешь ethernet в каждый дом это конечно хорошо (и я бы даже сказал отлично). Но это все работает только там где есть достаточно высокая плотность абонентов на единицу площади. Если есть многоквартирный дом — проблем нет, а когда 30000 абонентов занимают площадь города как Киев или Москва — и это вообще все потребители интернета на этой территории. Да и еще они распределены равномерно. То тут можно
заманатьсяустать строить ethernet в каждый дом. А телефония и кабель он уже лежит и с него можно еще что-то выдавить. Хотя по правде сказать даже в Америках, даже в их глубинках оптика все ближе и ближе подбирается к абонентам что все это скоро будет заменено xPON-ом или чем-то ему подобным.Ну и отвечая на ваши вопросы про 10Г — 10Г еще в проекте. На сколько я знаю DOCSIS еще не дошел до коммерческого внедрения таких скоростей. Они тут потихоньку поудаляли аналоговое телевидение из кабеля — да и то не везде еще. В Канаде есть несколько операторов которые предлагают DOCSIS 3.1 но и то (насколько я в курсе) речь идет только за downstream и максимум бондинг только 2-х каналов OFDM а upstream как был таким же как и в DOCSIS 3.0 так и остался. Но это пока — а дальше рынок подскажет что «лучше».
И таки да DOCSIS это shared канал. т.е. все абоненты использующие одинаковые каналы (читай частоты) делят полосу пропускания между собой. Но и никто не продает 10г (да и 1г и 100м) с гарантией. Да и почти никому не нужно (а кому нужно готов платить за dark fiber).