Data Over Cable Service Interface Specification
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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.
Die Nachfolgespezifikation DOCSIS 2.0 wurde 2002 vorgestellt vor dem Hintergrund der stärkeren Nachfrage von symmetrischen, echtzeitbedingten Datendiensten wie IP-Telefonie.
DOCSIS spezifiziert in Empfangsrichtung (engl. "downstream") Datentransferraten zwischen 27 und 36 Mbps im Frequenzbereich von 50 MHz bis etwa 862 MHz sowie in Senderichtung (engl. "upstream") Datentransferraten zwischen 320 Kbps und 10 Mbps im Frequenzbereich von 5 bis 42 MHz. Mit DOCSIS 3.0 sollen mindestens 160 Mb/s empfangen und 120 Mb/s gesendet werden können. Außerdem ist DOCSIS 3.0 kompatibel zu IPv6-Netzen.
DOCSIS wird fälschlicherweise oft mit DSL gleichgesetzt. Zwar erreicht man mit DOCSIS ähnliche Bandbreiten wie mit DSL, jedoch basiert DOCSIS auf einer etwas anderen Technologie.
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[Bearbeiten] 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 eine größere Bandbreite im Downstream.
[Bearbeiten] DOCSIS im OSI-Schichtenmodell
DOCSIS ist in den OSI-Layer 1 und 2 angesiedelt und stellt also die Plattform für die Übertragung und Sicherung von Daten bereit.
Auf der physikalischen Ebene sieht DOCSIS 1.0 Übertragungsbandbreiten von 200 kHz 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 der Layer 2-Ebene verwendet DOCSIS eine Kombination von Zeitmultiplex- und Codemultiplexverfahren.
[Bearbeiten] Technik
Die DOCSIS-Architektur besteht im Wesentlichen aus zwei Komponenten: Einem Kabelmodem auf der Kundenseite und einem Cable Modem Termination System (CMTS) in der Kabelkopfstation 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. Ein WAN-Interface schafft die Verbindung zwischen dem CMTS und dem IP-Backbone.
Die Teilnehmer-Endgeräte (Customer Premises Equipment) wie Computer oder Telefone sind also 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.
[Bearbeiten] Anbieter
In Deutschland ist die Anzahl von DOCSIS-Anbietern noch relativ begrenzt, und die angebotenen Bandbreiten reizen die volle Kapazität von DOCSIS noch nicht aus.
In Frankreich hingegen sind Kabelmodems weiter verbreitet, so ist auch der Modemhersteller Thomson eine ursprünglich französische Firma, und viele Anleitungen sind ausschließlich in französischer Sprache verfügbar.
| Anbieter | Basis | Standard | Plus | HiSpeed |
|---|---|---|---|---|
| Kabel Deutschland | 6 Mbps down, 4xx kbps up | 20 Mbps down, 1,0 Mbps up | 26 Mbps down, 1,0 Mbps up | 30 Mbps down, 2,0 Mbps up |
| Kabel BW | 6 Mbps down, 400 kbps up | 16 Mbps down, 1,0 Mbps up | 32 Mbps down, 2,5 Mbps up | |
| Primacom | 3 Mbps down, 256 kbps up | 6 Mbps down, 512 kbps up | 10 Mbps down, 1,0 Mbps up | |
| UnityMedia | 6 Mbps down, 512 kbps up | 10 Mbps down, 1,0 Mbps up | 16 Mbps down, 1,0 Mbps up | 32 Mbps down, 1,0 Mbps up |
| Tele Columbus / Infocity | 1 Mbps down, 256 kbps up | 4 Mbps down, 256 kbps up | 10 Mbps down, 512 kbps up |
Hinweis: Die Datenraten sind bei diesem Protokoll pro Kunde fest zugewiesen und schwanken nicht mit dem Abstand zur Kopfstation, so wie man es von DSL her kennt. Schwankende Datenraten werden beobachtet, wenn die Gesamtkapazität der Kopfstation erreicht wird oder der dortige Break-Out zu 100% ausgenutzt ist (ausgenommen falsch eingemessene HF-Verstärker). Eine Überbuchung ist auch hier leider die Regel. Oft werden die Up- und Download-Datenraten jedoch um rund 10% überschritten.
[Bearbeiten] Geräte (Kabelmodems)
| Hersteller | Serienbezeichnung | Weblink |
|---|---|---|
| Scientific Atlanta | Webstar Series | http://www.scientificatlanta.com/products/consumers/new_cablemodems_features.htm |
| Motorola | Surfboard Series | http://broadband.motorola.com/consumers/cable_modems.asp |
| Thomson | (Euro) DOCSIS modems | http://www.thomson.net/EN/Home/MiniSites/BAP/Cable/ModelList.html?category=cab%20modem%20Eurodocsis |
| Arris | Touchstone | http://www.arrisi.com/products_solutions/product_families/Touchstone/cable_modems.asp |
[Bearbeiten] Siehe auch
[Bearbeiten] Literatur
- Andres Keller: Datenübertragung im Kabelnetz (DOCSIS über Hybrid-Fibre-Coax),Springer, 10.2004, ISBN 978-3-540-22501-0
[Bearbeiten] Weblinks
- http://www.cablemodem.com/specifications/specifications30.html – DOCSIS 3.0 Spezifikationen
- http://www.cablelabs.com/
- http://www.eurocablelabs.com/
- http://www.vector.com.pl/en/systems/data_transmission_systems/docsis_systems.php
- http://www.cablemodem.ch/ – Plattform zu Kabelinternet mit Forum, Speedtest und Providerliste
- http://www.ietf.org/proceedings/01dec/slides/ipcdn-3/ – DOCSIS 2.0 (Präsentation)
- http://www.cablemodem.ch/cablemodeminfo/docsis2/docsis2.html – Vergleich zwischen DOCSIS 1.x und DOCSIS 2.0
- http://www.itu.int/rec/T-REC-J.112/en - ITU-T Empfehlung J.112
- http://docsis.sourceforge.net/ – DOCSIS project home page
- http://news.com.com/2100-1033-272710.html?legacy=cnet – New cable standard may triple speeds (von Corey Grice, CNET News.com)
- http://www.kabeldeutschland.de/service-technik/faq/kabel_highspeed/fragen.html
