Data Over Cable Service Interface Specification - LinkFang.de





Data Over Cable Service Interface Specification


Data Over Cable Service Interface Specification (DOCSIS) ist eine von Cable Labs um 1997 entwickelte Spezifikation für Schnittstellen von Kabelmodems und dazugehörigen Peripheriegeräten, die von der ITU im März 1998 (ITU-T Recommendation J.112) ratifiziert wurde. DOCSIS ist dabei ein Standard, der die Anforderungen für Datenübertragungen in einem Breitbandkabelnetz festlegt. Der wichtigste Anwendungsbereich von DOCSIS besteht in der schnellen Übertragung von Daten über bestehende Kabelfernsehnetze.

DOCSIS erzielt in Empfangsrichtung (englisch „downstream“) eine nutzbare Datentransferrate von etwa 38 Mbit/s (EuroDOCSIS: 50 Mbit/s) pro Fernsehkanal im Frequenzbereich von 50 MHz bis etwa 862 MHz sowie in Senderichtung (engl. „upstream“) eine nutzbare Datentransferrate von etwa 27 Mbit/s pro Kanal im Frequenzbereich von 5 MHz bis 65 MHz.

DOCSIS 2.0

Die Nachfolgespezifikation DOCSIS 2.0 wurde 2002 vorgestellt vor dem Hintergrund der stärkeren Nachfrage von symmetrischen, Echtzeit erfordernden Datendiensten wie IP-Telefonie. DOCSIS 2.0 unterstützt ein Frequenzspektrum von 88 MHz bis 860 MHz im Downstream und (5 MHz)30 MHz bis 42 MHz im Upstream.

DOCSIS 3.0

Die DOCSIS 3.0[1] Spezifikation wurde im August 2006 veröffentlicht. Mit DOCSIS 3.0 können durch Bündelung von vier Kanälen Geschwindigkeiten von bis zu 160 Mbit/s (EuroDOCSIS: 200 Mbit/s) in Empfangsrichtung und bis zu 108 Mbit/s in Senderichtung erzielt werden. Eine Bündelung von acht Kanälen ist gleichfalls möglich bei entsprechend verdoppelten maximalen Datenraten. DOCSIS 3.0 unterstützt ein Frequenzspektrum von 108 MHz bis 1002 MHz im downstream und (5 MHz) 30 MHz bis 85 MHz im upstream. DOCSIS 3.0 unterstützt IPv6.

DOCSIS 3.1

Die DOCSIS 3.1[2] Spezifikation wurde im Oktober 2013 veröffentlicht und unterstützt Datenraten von bis zu 10 GBit/s im Downstream und 1 Gbit/s im Upstream. Dies wird durch eine 4096-QAM Modulation sowie 20 kHz bis 50 kHz breiten Trägern mit Orthogonaler Frequenz Divisions Multiplex Kodierung (OFDM) erreicht. Diese Träger können innerhalb eines Frequenzspektrums zusammengefasst werden, welches im Downstream mindestens 24 MHz und max 192 MHz breit sein kann. DOCSIS 3.1 unterstützt ein Frequenzspektrum von bis zu 1,8 GHz im Downstream und im Upstream 5 MHz bis 204 MHz (weitere zulässige Upstream Splitfrequenzen: 65/85/117 MHz). DOCSIS 3.1 unterstützt IPv6.

Verbreitung

DSL ist der ältere und bekanntere Internetzugang. DOCSIS wird aufgrund der im Vergleich zu Wählverbindungen (vgl. Schmalbandkommunikation) deutlich höheren Datenraten oft mit DSL gleichgesetzt oder verglichen („DSL-Geschwindigkeit“). Beide Begriffe definieren jedoch unterschiedliche Zugangstechnologien unter dem Oberbegriff Breitband-Internetzugang.

Besonders in Frankreich, Österreich, der Schweiz und in den USA sowie in Ballungsräumen anderer Industrieländer sind mit dem DOCSIS-Standard arbeitende Kabelmodems weit verbreitet. In Deutschland ist die Anzahl von DOCSIS-Anbietern aufgrund der historisch bedingten komplizierten Aufteilung der Netzebenen der Kabelnetze noch relativ begrenzt, und die angebotenen Bandbreiten reizen die volle Kapazität von DOCSIS noch nicht aus. Die Verfügbarkeit und Akzeptanz der DOCSIS-Angebote wächst aber derzeit auch in Deutschland rasant.

EuroDOCSIS

Durch die unterschiedlichen Fernsehsysteme sind die Frequenzen in den US-amerikanischen und europäischen Kabelnetzen unterschiedlich aufgeteilt. Während das europäische PAL-System Bandbreiten von 8 MHz fordert, genügt dem US-amerikanischen NTSC eine Bandbreite von 6 MHz.

Aus diesem Grunde wurden die DOCSIS-Spezifikationen für den europäischen Markt angepasst und firmieren unter dem Namen EuroDOCSIS.

Bedingt durch die größeren Frequenzbänder ermöglicht EuroDOCSIS pro Kanal eine größere Datenrate im Downstream, DOCSIS hingegen eine etwas flexiblere Frequenzbandbelegung; durch Zusammenschaltung mehrerer Kanäle können aber insgesamt dieselben Datenraten erreicht werden.

DOCSIS im OSI-Schichtenmodell

DOCSIS ist in den OSI-Schichten 1 und 2 angesiedelt und stellt somit die Plattform für die Übertragung und Sicherung von Daten bereit.

Auf der physischen Ebene sieht DOCSIS 1.0 Übertragungsbandbreiten von 0,2 MHz bis 3,2 MHz, DOCSIS 2.0 bis zu 6,4 MHz vor. DOCSIS 2.0 ist dabei voll abwärtskompatibel zu DOCSIS 1.0. Die zu übertragenen Daten werden mit der Quadraturamplitudenmodulation moduliert (64-QAM oder 256-QAM für den Downstream und 16-QAM bzw. QPSK für den Upstream; DOCSIS 2.0 sieht außerdem 32-QAM, 64-QAM und 128-QAM für den Upstream vor).

Auf Schicht 2 verwendet DOCSIS eine Kombination von Zeitmultiplex- und Codemultiplexverfahren.

Technik

Die DOCSIS-Architektur besteht im Wesentlichen aus zwei Komponenten: Einem Kabelmodem auf der Kundenseite und einem Cable Modem Termination System (CMTS) in der Kabelkopfstelle des Anbieters.

Das CMTS besteht aus mehreren Downstream- und Upstream-Modulatoren, die jeweils einen Port bilden und die Verbindung zum Kabelmodem herstellen, ähnlich einem DSLAM in einem DSL-Netzwerk. Da Up- und Downstream jeweils in unterschiedlichen Frequenzbereichen lokalisiert sind, sind für eine bestehende Duplexverbindung immer zwei physische Ports nötig. Eine WAN-Schnittstelle schafft die Verbindung zwischen dem CMTS und dem IP-Backbone.

Die Teilnehmer-Endgeräte (Customer Premises Equipment) wie Computer oder Telefone sind über Ethernet, USB oder ATA mit dem Kabelmodem und weiterhin über das CMTS mit dem IP-Backbone verbunden.

Über das von DOCSIS implementierte Media Access Control (MAC) kann der Kabelnetzbetreiber das Kabelmodem konfigurieren, die Übertragungsbandbreiten regulieren und bestimmte Dienste aktivieren oder deaktivieren. Da in einem Breitbandkabelnetz gesendete Information potenziell an jede angeschlossene Einheit (und damit auch an andere Kabelmodems) übertragen wird, wird zudem durch MAC-Verschlüsselung die Privatsphäre der Kunden untereinander gewährleistet.

Siehe auch

Literatur

  • Andres Keller: Datenübertragung im Kabelnetz (DOCSIS über Hybrid-Fibre-Coax), Springer, 10.2004, ISBN 978-3-540-22501-0

Weblinks

Einzelnachweise

  1. http://www.cablelabs.com/specs/specification-search/?cat=docsis&scat=docsis-3-0 DOCSIS 3.0 Spezifikation
  2. http://www.cablelabs.com/specs/specification-search/?cat=docsis&scat=docsis-3-1 DOCSIS 3.1 Spezifikation

Kategorien: Kabelnetz | ITU-Empfehlung

Quelle: Wikipedia - http://de.wikipedia.org/wiki/Data Over Cable Service Interface Specification (Vollständige Liste der Autoren des Textes [Versionsgeschichte])    Lizenz: CC-by-sa-3.0

Änderungen: Alle Bilder mit den meisten Bildunterschriften wurden entfernt. Ebenso alle zu nicht-existierenden Artikeln/Kategorien gehenden internen Wikipedia-Links (Bsp. Portal-Links, Redlinks, Bearbeiten-Links). Entfernung von Navigationsframes, Geo & Normdaten, Mediadateien, gesprochene Versionen, z.T. ID&Class-Namen, Style von Div-Containern, Metadaten, Vorlagen, wie lesenwerte Artikel. Ansonsten sind keine Inhaltsänderungen vorgenommen worden. Weiterhin kann es durch die maschinelle Bearbeitung des Inhalts zu Fehlern gerade in der Darstellung kommen. Darum würden wir jeden Besucher unserer Seite darum bitten uns diese Fehler über den Support mittels einer Nachricht mit Link zu melden. Vielen Dank!

Stand der Informationen: August 201& - Wichtiger Hinweis: Da die Inhalte maschinell von Wikipedia übernommen wurden, ist eine manuelle Überprüfung nicht möglich. Somit garantiert LinkFang.de nicht die Richtigkeit und Aktualität der übernommenen Inhalte. Sollten die Informationen mittlerweile fehlerhaft sein, bitten wir Sie darum uns per Support oder E-Mail zu kontaktieren. Wir werden uns dann innerhalb von spätestens 10 Tagen um Ihr Anliegen kümmern. Auch ohne Anliegen erfolgt mindestens alle drei Monate ein Update der gesamten Inhalte.