DOCSIS 3.0——第三代电缆数据传输系统(2)
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DOCSIS3.0——第三代电缆数据传输系统(3)
广 播 可不 加 标记 ，组 播 应 加标 记 ，单播 对 单 个
ＭＡ Ｃ地址 可加 标记 ， 以指示 接 收端重 新排 序 的规 则 。 可 以 通 过 Ｄ Ｉ 建 立 一 个 虚 拟 的 局 域 网 ＳＤ
（ Ｌ Ｎ） 以限制没 有标 记 的用户 的接 收 ， ＶＡ ， 即建 立逻辑
Ｃ Ｅ接 口。 Ｐ （ ） Ｍ 的转发 ２Ｃ
送至 相应 的 Ｃ 中去 。不 同 的业 务 要求 是不 同的 ， Ｍ 包
的格 式 也不 同 。同样 ， Ｍ 也不 是 简 单地 将 数据 送 至 Ｃ
Ｃ Ｅ， 如 ， 频 道捆 绑 情 况 下 ， Ｍ 需 将 不 同下 行频 Ｐ 例 在 Ｃ
Ｃ Ｍ栈
主机 层
▲
ｔ／ｒ ｍ ｏｆｏ
Ｎｅ ｗ ｒ ｔｏｋ
Ｒ Ｉ ， Ｍ 在两 个抽 象接 口 （ Ｆ 和 Ｃ Ｉ Ｆ ）Ｃ ＲＩ ＭＣ ）转 发 数据 对 于广播 和 组播 Ｃ Ｔ Ｍ Ｓ还 应 复制数 据 包 ， 分发 到 各 个 主机 的 方 向上 去 ，并 在 扩展 包 头 上 加上 适 当的
ＤＩ ＳＤ标 记 。
Ｃ ｓｏ ｒ ｕ ｔ ｍｅ Ｐｅ ｓｓ ｒ ｍｉｅ
Ｅ ｕｐ ｅｔ ｑ ｉ ｍ ｎ
Ｅ ｕｐ ｎ ｑ ｉ ｍｅ ｔ
图 ２ １ Ｄ Ｃ Ｉ — ０ Ｏ Ｓ Ｓ协议 栈
２ １年 第 ３期 （ 第 ２ ） １ ０ 总 ５期 ５
有 线 电视 技 术
道来 的数据 ， 收后需 整合 后 才能送 至 Ｃ Ｅ 接 Ｐ 。从 原理
技术讲座
有线 电视技 术
系 统ｌ ３ ）
高 宗敏 编著
第三节
一
数 据转 发
口。Ｃ 也有 两类 端 口， 是 Ｒ Ｉ 口， 是 Ｃ Ｉ Ｍ 一 Ｆ端 二 ＭＣ 端 口， 即将 Ｈ Ｃ网络来 的数据 送至 Ｃ Ｅ， Ｆ Ｐ 或将 Ｃ Ｅ来 的 Ｐ 数 据送 至 Ｒ Ｉ 口。Ｃ Ｅ是 用 户端 设 备 ，如计 算 机 Ｆ端 Ｐ （Ｃ 、 Ｐ ） 机顶 盒 （Ｔ ） 电话机 等 。参 看 图 ２ ３ ＳＢ 和 —。 那 么 为 什 么 Ｄ Ｃ Ｉ 统 不 称 为 交 换 ，而 叫 转 Ｏ ＳＳ系
解决DOCSIS3.0的上行问题
网络 传 输 质 量 。 为个 人用 户 和 商 业 用 户 提 供 更 优 质 的 数 据 传 输 服 务 。 关键词 ： ＤＯＣ ｌ３０ 回 传 链 路 ＳＳ ． 信道绑定 数 字化 回传
有线 行 业 目前 已将 下 一 代 Ｄ Ｃ Ｉ３０技 术 成 功 Ｏ ＳＳ ． 应 用 到 网络 系统 中 ，向上百 万 家庭 和企 业 提供 服务 ，
保 证 能够 提供 未来 服 务所 需要 的性 能 ， 当然 也无 法 为 网络运 营 提供 显著 的 收益 。在 这 种情 况 下 ， 汇聚 节 点 便 成 为 了最佳选 择 。 它将 这些 已安 装 的模 拟链路 的 接
在数 字化 回 传技 术 的支 持 下 ， 线 运 营商 可 以 向 有 消费 者 和企业 提 供更 快 的上 行 数据 传输 速 度 ， 高可 最 达 １ ０ ｂ ｓ 如 果 配 套 更 高 的 下 行 速 度 （ 如 ０ Ｍ ｐ。 例 １０ ｐ ） 有 线运 营商 便可 以提供极 具 吸引力 的高 网 ５ Ｍｂ ｓ ， 速， 来满 足 客户 的需 求 。 根 据 经 济 合 作 与 发 展组 织 （ Ｅ Ｄ） Ｏ Ｃ 的数 据 ， 目前 测 得 的有 线 调 制 解 调 器 的 整 体 平 均 速 度 为 ：下 行 ２ Ｍｂ ｓ 上行 将 近 ３ ｐ 。此 外 ， ５ ｐ， Ｍｂ ｓ 行业 数据 显 示 ， 目前 电缆 向消 费 者提 供 的宽 带速 度 最低 为 １ Ｍｂ ｓ（ ０ ｐ 或更 快 ） 同样 根据 经合 组织 的数 据 ， Ｓ 。 Ｄ Ｌ的下行 速度 最 高
和至少 ５ Ｍｂ ｓ ０ ｐ 的上 行速 度 。
如 要 有效 利用 ＤＯ ＳＳ ． 足更 高 的 网速需 求 ， Ｃ Ｉ３０满 则需要 将 上行 信道 绑定 ， 同时实 现 ６ Ｑ Ｍ 调 制 ， 些 ４Ａ 这 都要 求 大 幅 提 高反 向链 路 的性 能 。此 外 ，还 要 考 虑 Ｃ Ｓ的成本 。为 了将部 署 Ｄ Ｃ Ｉ３０系统 的成本 控 ＭＴ Ｏ ＳＳ ．
浅析DOCSIS3.0优势及关键技术
２ Ｄ Ｓ Ｓ演进及 特点 ＯＣ ｌ
（ ） ＯＣ ￣ １ １Ｄ ＳＳ ． ０
Ｄ Ｃ Ｉ１ 提供了基本的宽带互联 网连接 ， Ｏ ＳＳ ． ０ 并提 供 了用户数据速率控制基本方法 ， 支持高速访问因特 网。 Ｏ ＳＳ． 为在 电缆调制解调器上实现高速数据 Ｄ Ｃ Ｉ１ ０ 传输业务提供 了有线 电视业务平 台， 同时 ， 电缆调制 解调器使电缆技术互操作性变为现实 。 特点 ： 下行流量速率在 ２ ～ ６ ｂ ｓ ７ ３Ｍ ｐ 之间 ， ５ ～ 在 ０ ７０ Ｈ 间 （Ｆ ５Ｍ ｚ Ｒ ）路 径 上 传 输 ；上 行 流 量 速 率 在 ３ ０ｂ ｓ １Ｍ ｐ 之 间 （ 均 值 为 ５ ｂ ｓ，在 ５ ２ ｋｐ ～ ０ ｂｓ 平 Ｍ ｐ） —
有 线 电视技 术
技术交流
浅析Ｄ Ｃｉ Ｓ３ Ｏ Ｓ
关键 术 囊 技
刘孝 刚 山东省枣庄有线广播电视传输中心
１ 引 言
随着有线 电视数据业务的发展 ，Ｏ ＳＳ ．标准 Ｄ Ｃ Ｉ２ ０ 在部署及运营 中已经逐渐不能满足运 营商业务发展 的需要 ，Ｏ Ｓ ３ 解决 了这些 问题 ，这一新标准能 Ｄ ＣＩ ． Ｓ０ 够在 降低建设成本 的前提下 ， 提供更高的带宽 、 更优
— —
信 道 绑定
式外 ， Ｍ Ｓ Ｃ Ｔ 还可 以动态建立下行 （ 或上行 ） 信道绑定 组。例如 ， 下行信道绑定时 ， 每个信道可设定为 ６ Ｈ Ｍ ｚ 或 ８ Ｈ 带宽 的 Ｍ Ｅ Ｍ ｚ Ｐ Ｃ传送信道 ，Ｍ Ｓ Ｃ Ｔ 在设定 的信 道上动态分配下行数据 ，Ｍ则调谐到多个设定信道 Ｃ 上接收数据 ； 由于数据包是排序发送和接收的 ， 不致 出现因信道之间有等待时丢失数据 ，Ｍ完全可以在 Ｃ
（ ）Ｍ（ ３Ｃ 电缆 调制 解调器 ）位于 客户 端 。 ，
DOCSIS3.0——第三代电缆数据传输系统(5)
８ ＡＭ 的 １Ｑ Ｍ 的 ３ Ｑ Ｍ 的 ６ Ｑ Ｍ 的 Ｑ ６Ａ ２Ａ ４Ａ
比 特率
（ ｂ ｓ ｋｐ）
４８ ０ ９６ ０ １２ ９０ ３４ ８０ ７ ０ ６８ １ ６ ５３ ０
比特 率
（ ｂ ｓ ｋｐ）
６０ ４ １８ ２０ ２６ ５０ ５ｌ Ｏ ２ １２ ０ ０４ ２４０ Ｏ ８
２ｏ ｏ ４ Ｈ ０ ０ ８０ ０ １０ ６０ ３ ０ ２０ ６ ０ ４０
技术讲座
符号速率 Ｒ
（ ｓｍ ｓ ｋｙ ／ ）
１０ ６ ３０ ２ ６０ ４ １８ ２０ ２６ ５０ ５ｌ ０ ２
ＱＳ Ｐ Ｋ的
比特 率
（ ｂ ｓ ｋｐ）
３２ ０ ６０ ４ １８ ２０ ２６ ５０ ５１ ０ ２ １２ Ｏ Ｏ４
单元。
均衡 器 的 抽 头越 多 ， 味着 纠 正 能 力越 强 ， 有 意 更 能力 消除在 更 长延 时时 间上 的反 向波 的影 响 。 抽头越
由于 阻抗 不 匹配 产生 反 射信 号 ， 输信 号 与反 射信 号 传
有一 时 间差 ， 叠加 后 ， 使脉 冲发 生 畸变 。
多 也允 许在 更 高 的符号 速 率上 进行 反射 波 的抑 制 ， 所
（） ２ 前导 码 的改进 前 导码 的改 进包括 ：
① 采用 更长 的前导 码 ：采用 １３ ５６比特前 导码 ，
这 可 以允 许在更 高 的符号 速 率上恢 复 相位 信息 ， 因为
ＡＤ Ｔ ＭＡ引入 了 ５１ Ｍｓｍ／ ． ２ ｙ ｓ的符 号 速率 。
上 述交 织模 式称 为分组 交织 ， 于 图 ３ １ 。 示 — ４
（）－ １ Ｒ Ｓ纠错 能力 的提 高 Ｒ Ｓ纠 错能 力 的提 高 ， — 意味 着要 部署 更 多 的监督
DOCSIS3.0——第三代电缆数据传输系统(6)
码 速 为 码 片 速率 的一 个码 流 串 ， 扩 频 代 码 ， 向叠 各 纵
扩 频对 信号 和 噪声均 降低 了 ， 解扩 频 只提供 了 但
帧 ｌ
（ 每帧 ２ Ｋ＝ 个扩频间隔 ）
帧 Ｕ
（＝每帧 ２ Ｋ 个扩频间隔 ）
＼
． … … … ． ． 一
‘ 一 ● ’ 。 。
微隙。 ｊ 傲隙２ ．ｒ 时 卜 ‘ 时１ １ ． ／ 。
。
●
● ● ●
‘ 。
一
。 … …
● 。 …
一 ．： Ｉ ’ ．＿ ＿
：
； ；
： ｊ
：
ｉ ：
：
：
‘
信号
＼
一 ・ 微隙 ’卜 ｌ‘ 时 １ － 。 ． ． ． ． Ｉ
间 ， 称 扩频符 号 。 亦
向 ： 个个代 码 （ 一 代表不 同的 Ｃ 。 Ｍ）
五 、 频对 降低 噪声 的贡献 扩 扩 频对 ห้องสมุดไป่ตู้低 噪声 的影 响示于 图 ３ ２ 。 — ３
（） ３ 码片周期 孺醉 １
率。
， 故码 片速率＝ 调制速
解 扩频 放大 了有 效信 号 的频 谱 （ 在接 收器 的 滤波 通 频带 内） 并削 弱 了噪声 的频谱 （ 接收 器 的滤 波频 ， 在 带 内） …尤 其是 对外 部入 侵噪声 而 言 ： … ● 其 结 果 就是 产 生 了众所 周 知 的 Ｓ Ｃ Ｍ “ — Ｄ Ａ 处
理 增益 ” ； ・ 增 益 与在扩 频码 中“ 片 ” 码 的数量 成 比例 。
（） ４ 扩频代 码 ：— Ｄ Ｓ Ｃ ＭＡ的逻 辑 信 道 ， 个 Ｃ 有 每 Ｍ 扩频 代码 ，由 Ｃ Ｔ Ｍ Ｓ通过 ＭＡ Ｐ报 文授 权 给每个 Ｃ Ｍ， 其范 围 为 ：２ ， １８ 即扩 频代 码 的个数 ≤１ ８ 所谓 代码 即 ２。
扩 频对 信号 和 噪声均 降低 了 ， 解扩 频 只提供 了 但
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五 、 频对 降低 噪声 的贡献 扩 扩 频对 ห้องสมุดไป่ตู้低 噪声 的影 响示于 图 ３ ２ 。 — ３
（） ３ 码片周期 孺醉 １
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， 故码 片速率＝ 调制速
解 扩频 放大 了有 效信 号 的频 谱 （ 在接 收器 的 滤波 通 频带 内） 并削 弱 了噪声 的频谱 （ 接收 器 的滤 波频 ， 在 带 内） …尤 其是 对外 部入 侵噪声 而 言 ： … ● 其 结 果 就是 产 生 了众所 周 知 的 Ｓ Ｃ Ｍ “ — Ｄ Ａ 处
理 增益 ” ； ・ 增 益 与在扩 频码 中“ 片 ” 码 的数量 成 比例 。
（） ４ 扩频代 码 ：— Ｄ Ｓ Ｃ ＭＡ的逻 辑 信 道 ， 个 Ｃ 有 每 Ｍ 扩频 代码 ，由 Ｃ Ｔ Ｍ Ｓ通过 ＭＡ Ｐ报 文授 权 给每个 Ｃ Ｍ， 其范 围 为 ：２ ， １８ 即扩 频代 码 的个数 ≤１ ８ 所谓 代码 即 ２。
DOCSIS3.0在三网融合中的技术优势
方 式连 接到 终端 用户 ， 用 户 只能 在 当时被 动地 选 择 是
三网， 是 指我 国现存 的电信 网 、 有线 电视 网和计 算 机互 联 网 ， 融合 是指 ３种 网络 以及 其 所 承 载 的业 务 在 某种 程度 上可 以统 一 。三 网融合 是 指通 过 优化 现 有 网 络配 置 、 采用 全数 字化 连 接 、 整 合 现 有 网络 资 源 、 宽 带
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ ： ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ；ｃ ａ ｂ ｌ ｅ ｔ ｅ ｌ ｅ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ
１ 三 网概 述 １ ． １ 三 网的概 念
时 掌握着 众 多 的视频 资源 ， 广 电 以视 频业 务 为主 ， 经营 宽 带接 人业 务 。但 是 网络 大 部分 是 以单 向 、 树 型 网络
１ ． ２ 三 网各 自的特点 １ ． ２ ． １ 有线 电视 网
有容量大 、 覆盖广 、 成本低等特点。有线电视网正在以 往单一的业务上采取转变 ， 向综合信息网发展 。
否接收此种信息。若将有线 电视网全面改造成为双向 交 互式 网络 ， 就会 使 电视 和 电信 业务 进行 集成 ， 这样 有
线 电视 网就 会转 变成 计算 机接 入 网。有 线 电视 网络具
数据交换与传输 、 简化终端接 口、 高度集成业务、 智能
化管理与控制等方式改造多媒体信息 网络 ， 向用户提 供视频 、 数据 、 语音等多媒体信 ｇＨ Ｅ 务， 实现 网络资源 的共享 ， 避免低水平的重 复建设 ， 形成适应性广 、 容易 维护、 费用低的高速宽带多媒体基础平台。
口Ｊ Ｕ Ｙａ ｎ — ｆ ｅ ｎ ｇ
三网， 是 指我 国现存 的电信 网 、 有线 电视 网和计 算 机互 联 网 ， 融合 是指 ３种 网络 以及 其 所 承 载 的业 务 在 某种 程度 上可 以统 一 。三 网融合 是 指通 过 优化 现 有 网 络配 置 、 采用 全数 字化 连 接 、 整 合 现 有 网络 资 源 、 宽 带
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ ： ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ；ｃ ａ ｂ ｌ ｅ ｔ ｅ ｌ ｅ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ
１ 三 网概 述 １ ． １ 三 网的概 念
时 掌握着 众 多 的视频 资源 ， 广 电 以视 频业 务 为主 ， 经营 宽 带接 人业 务 。但 是 网络 大 部分 是 以单 向 、 树 型 网络
１ ． ２ 三 网各 自的特点 １ ． ２ ． １ 有线 电视 网
有容量大 、 覆盖广 、 成本低等特点。有线电视网正在以 往单一的业务上采取转变 ， 向综合信息网发展 。
否接收此种信息。若将有线 电视网全面改造成为双向 交 互式 网络 ， 就会 使 电视 和 电信 业务 进行 集成 ， 这样 有
线 电视 网就 会转 变成 计算 机接 入 网。有 线 电视 网络具
数据交换与传输 、 简化终端接 口、 高度集成业务、 智能
化管理与控制等方式改造多媒体信息 网络 ， 向用户提 供视频 、 数据 、 语音等多媒体信 ｇＨ Ｅ 务， 实现 网络资源 的共享 ， 避免低水平的重 复建设 ， 形成适应性广 、 容易 维护、 费用低的高速宽带多媒体基础平台。
口Ｊ Ｕ Ｙａ ｎ — ｆ ｅ ｎ ｇ
DOCSIS3.0——第三代电缆数据传输系统(1) 第一章 DOCSIS——有线双向宽带网的主流技术
２ １年 第 １期（ ０ １ 总第 ２ ３期） ５
技术讲座
运行 ， 要花 大气 力来 整顿 或改 造原 有 的网络 。 需
有线 电视技 术
Ｄ ＣＩ Ｏ ＳＳ的书 ，因为 电信部 门 的人员 认 为有线 电视属 广 电部 门管辖 ， 故不 涉足 Ｄ Ｃ Ｉ 域 。 Ｏ ＳＳ领 本 书 的 目 的在 于 介 绍 Ｄ Ｃ Ｉ Ｏ ＳＳ系统 的标 准 和基 本原 理 。最后一 章 “ Ｍ 系统 的工 程调试 ” 是介 绍工 Ｃ 则 程实 际调试 的方法 ， 大工 程施 工调 试人 员 可跳 过前 广
务线 （ 向均＞ ０ ｋ ｐ ） 双 ２ ０ ｂ ｓ 的市 场份 额如 图 １ １ 示 ， — 所 直 到 ２０ ０ ８年这 种状 态未 有 大 的变动 。从 图 １ １可 以看 —
Ｃａ ｌ ｂｅ
５ ９
图 １ １ 住 宅 高级 业 务 市 场 中各 种 技 术 所 占市 场 份 额 （０ ６６３ ） － ２ ０ ．． ０
的交 换 机 ， 置 于前 端 或 分 前 端 机 房 中 ， Ｃ 则 置 常 而 Ｍ
于 用户 端 。 Ｄ Ｃ Ｉ 准 是 目前 有 线 宽 带 网 的 唯 一 国 际 标 Ｏ ＳＳ标 准， 即国际 电联 ＩＵ 的 Ｊ １ Ｔ １ ２号标 准 。 洲也 有相 应 的 欧 标 准 ， Ｅ ｒ— Ｏ ＳＳ Ｄ Ｃ Ｉ 真正实 现 三 网合 融 即 ｕｏ Ｄ Ｃ Ｉ。 Ｏ ＳＳ是
有 线 电视 技 术
技术讲座
黛
第一章
高宗敏 编著
本章对 Ｄ Ｃ Ｉ Ｏ ＳＳ系统 作 了一 些 定 位 的分 析 、 向 横
的 比较 和纵 向发 展 的简介 。
系 统 ｔ １ ，
出 ， ａ ｌ Ｍｏ ｅ Ｃ ｂｅ ｄ ｍ模 式 占据 了约 ６ ％的市 场 ，其 次是 ０ ＡＤ Ｌ 占 ３ ．％。对 于主 流 技术 ， Ｓ ， ５８ 我们 理 应 投 入较 多 的精 力去 进行 研究 ， 合 我 国 国情 ， 学地 进 行分 析 ， 结 科 以推动我 国有线 电视 宽带市 场 的健康 发展 。
DOCSIS3.0 Cable Modem技术要求
三、技术要求：1.符合Euro-DOCSIS 3.0制式；2.同系列产品通过了Euro-DOCSIS3.0或DOCSIS 3.0认证;3.电源插头符合国家标准；4.至少配有一个以太网端口，10/100/1000M自适应；5.可以同时支持16个以上IP数；6.内置DHCP服务功能；7.LED指示灯能准确显示上下行射频信号状态；8.下行通道为8通道捆绑，上行通道为4通道捆绑；9.提供Web页面管理功能；10.通过CMTS指令或远程SNMP控制重新启动Cable Modem时，Cable Modem需重新初始化所有端口。
11.支持BPI+。
12.支持IPv6.13.符合RoHS无铅化认证。
14.上行：可选DOCSIS 和EuroDOCIS：5-85 MHz三、配件要求：1. 交货的Cable Modem 内置软件版本必须为交货前一个月生产厂家公布的最新版本。
2. 每台Cable Modem 有独立的、完整的产品包装。
3. 产品包装标明准确的Cable Modem 品牌、型号、MAC 地址。
4. 每台Cable Modem 产品包装内包括以下产品及配件：（1）Cable Modem 1台；（2）可直接将Cable Modem 连接至计算机网卡的、1.2米或以上长度的超五类直通网线1根；（3）符合中华人民共和国国家标准的电源线1根；（4）Cable Modem 需外置电源的，提供符合中华人民共和国国家标准的电源1台；（5）说明书1本；（6）MAC 地址标贴纸5张。
5. 每台Cable Modem 设置为符合国际标准的、唯一的MAC 地址。
6. Cable Modem 设置的MAC 地址与相应产品包装及MAC 地址标贴纸所标注的完全相同。
四、产品配套资料及支持要求1. Cable Modem 生产厂家需提供符合DOCSIS 标准的完整的SNMP MIB 库。
2. Cable Modem 生产厂家承诺自货物通过招标人验收之日起提供三年免费的技术支持，包括：提供Cable Modem 软件升级、Cable Modem 升级详细方案、及时解决Cable Modem 的重大故障。
DOCSIS3.0技术介绍
17
Copyright©2009 LAKETUNE THCHNOLOGIES CO.,LTD. All Rights Reserved雷科通版权所有
18
目录
DOCSIY简介及发展历程
DOCSIS 3.0 特性与09 LAKETUNE THCHNOLOGIES CO.,LTD. All Rights Reserved雷科通版权所有
Copyright©2009 LAKETUNE THCHNOLOGIES CO.,LTD. All Rights Reserved雷科通版权所有
11
DOCSIS 3.0 典型应用 —— 提供直接可与FTTH竞争的带宽水平
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8
DOCSIS 3.0首要目标
• 更宽的信道，更高的共享信道容量(>>50 Mbps 下行和>> 26 Mbps
上行)
-在下行中捆绑N个信道(N>=4) -在上行中捆绑M 个信道(M >=4)
• DOCSIS 1.x, 2.0 和3.0 的CM可以在公共的信道中共存 -兼容原有DOCSIS 1.x ，2.0 CM，现有的CM能工作在DOCSIS 3.0 系统/信道的任意一个经过捆绑的信道 -DOCSIS 3.0 的CM可以工作于现有CMTS系统中
21
完整的 DOCSIS 应用系统
IP Commander Admin Console 内容服务器 计费系统 Console
Casa CMTS
Directory
HFC
CM
HFC
宽带网络相关技术的新进展——用于DOCSIS+3.0的电缆调制解调器的技术挑战
２００８年中国数字电视々月络笸展高峰＊坛 ＣｈｉｎａＣａｂｌｅＮｅｔＳｕｍｍｉｔ ２００８
宽带网络相关技术的新进展——用于DOCSIS 3.0的电缆调制 解调器的技术挑战
作者： 作者单位： 王波， 王扬 保定百世开利有线广播电视综合信息网络有限公司
本文链接：/Conference_6882264.aspx
Ｂ数字化与网络改造
宽带网络相关技术的新进展
——用于ＤＯＣＳＩＳ ３．０的电缆调制解调器的技术挑战
保定百世开利有线广播电视综合信息网络有限公司
王
波王扬
较早前，美国有线实验室发布了有线电视网络数据传输服务接口（ＤｏＣＳＩＳ）３．０技术规范，使 有线电视运营商能为其宽带用户提供更高的数据率。新的规范上行数据速率可达１６０Ｍｂｐｓ或更高， 下行数据率可达１２０Ｍｂｐｓ或更高。为达到更高的数据速率，ＤＯＣＳＩＳ３．０对上，下行方向的通道捆绑方 法作了具体描述。它也支持互联网协议ＩＰｖ６。ＩＰｖ６是下一代互联网协议，能够极大地扩展互联网地 址的数量，使有线电视运营商可以为用户提供更多的口服务。
ｖｊｄｅｍ０一ＩＰ服务。这样就能够蚪更宽、更高速的ＩＰ管线提供比较快速的上Ｆ行数据率以及其它带
高带宽口性能，从而使有线电视机顶盘能够提供真正的ｖｌｄ…Ｏｖｅｒ
宽加强型服务。ＤＯＣＳＩＳ ３．０还能够在机顶盒中Ｅ经现成的ＤＯＣＳＩＳ机顶盒嘲笑Ｐ（ＤＳＧ）添加新的
ＩＰ。
３实现ＤｏｃｓＩｓ ３．０面临的技术挑战
６４●●旺ｔｅｌ００■．ｚｔｏ＝ｔｉｌｅＭＴＺｌ７０
目４■谐器必须能够承受宽带十扰
４调谐器所面临的技术挑战
ＤＯＣＳＩＳ
３．０调谐器所面临的主要技术挑战包括：
＋扩展调谐器的频率范围：ＤＯＣＳＩＳ ２．０覆盖昭到８６０ＭＨｚ．ｍＤＯＣＳＩＳ ３．０覆盖１０５到１ＧＨｚ； ，更多频道加载：相比过去系统中的１３３十信道，在ＤＯＣＳＩＳ ３．０系统中有１５５个频道： ＋更宽的频道带宽：在新系统中的信道带宽为６４ Ｍ｝ｋ～１００ ＭＨｚ，而在以前一代系统中的信道 带宽为６ＭＨｚ； ・增加下行吞吐量：标称值为１６０Ｍｂ／ｓ，相比之下，ＤＯＣＳＩＳ ２．０系统的吞吐量为４０Ｍｂ／ｓ； ４具有信道绑定性能：在ＤＯＣＳＩＳ ３．０以前的解决方案需要多个窄带调谐器：对于宽带单调谐器 实现方案．在非邻近信道绑定的情况下，宽带调谐器必须能够承受邻近信道的干扰。 ２３２
宽带网络相关技术的新进展——用于DOCSIS 3.0的电缆调制 解调器的技术挑战
作者： 作者单位： 王波， 王扬 保定百世开利有线广播电视综合信息网络有限公司
本文链接：/Conference_6882264.aspx
Ｂ数字化与网络改造
宽带网络相关技术的新进展
——用于ＤＯＣＳＩＳ ３．０的电缆调制解调器的技术挑战
保定百世开利有线广播电视综合信息网络有限公司
王
波王扬
较早前，美国有线实验室发布了有线电视网络数据传输服务接口（ＤｏＣＳＩＳ）３．０技术规范，使 有线电视运营商能为其宽带用户提供更高的数据率。新的规范上行数据速率可达１６０Ｍｂｐｓ或更高， 下行数据率可达１２０Ｍｂｐｓ或更高。为达到更高的数据速率，ＤＯＣＳＩＳ３．０对上，下行方向的通道捆绑方 法作了具体描述。它也支持互联网协议ＩＰｖ６。ＩＰｖ６是下一代互联网协议，能够极大地扩展互联网地 址的数量，使有线电视运营商可以为用户提供更多的口服务。
ｖｊｄｅｍ０一ＩＰ服务。这样就能够蚪更宽、更高速的ＩＰ管线提供比较快速的上Ｆ行数据率以及其它带
高带宽口性能，从而使有线电视机顶盘能够提供真正的ｖｌｄ…Ｏｖｅｒ
宽加强型服务。ＤＯＣＳＩＳ ３．０还能够在机顶盒中Ｅ经现成的ＤＯＣＳＩＳ机顶盒嘲笑Ｐ（ＤＳＧ）添加新的
ＩＰ。
３实现ＤｏｃｓＩｓ ３．０面临的技术挑战
６４●●旺ｔｅｌ００■．ｚｔｏ＝ｔｉｌｅＭＴＺｌ７０
目４■谐器必须能够承受宽带十扰
４调谐器所面临的技术挑战
ＤＯＣＳＩＳ
３．０调谐器所面临的主要技术挑战包括：
＋扩展调谐器的频率范围：ＤＯＣＳＩＳ ２．０覆盖昭到８６０ＭＨｚ．ｍＤＯＣＳＩＳ ３．０覆盖１０５到１ＧＨｚ； ，更多频道加载：相比过去系统中的１３３十信道，在ＤＯＣＳＩＳ ３．０系统中有１５５个频道： ＋更宽的频道带宽：在新系统中的信道带宽为６４ Ｍ｝ｋ～１００ ＭＨｚ，而在以前一代系统中的信道 带宽为６ＭＨｚ； ・增加下行吞吐量：标称值为１６０Ｍｂ／ｓ，相比之下，ＤＯＣＳＩＳ ２．０系统的吞吐量为４０Ｍｂ／ｓ； ４具有信道绑定性能：在ＤＯＣＳＩＳ ３．０以前的解决方案需要多个窄带调谐器：对于宽带单调谐器 实现方案．在非邻近信道绑定的情况下，宽带调谐器必须能够承受邻近信道的干扰。 ２３２
DOCSIS3,0--第三代电缆数据传输系统(10)
在上 行方 向 ，具有这 种 ＭＡ Ｃ标 头 的 Ｍ ＡＣ帧 ， 将
字 段
Ｆ Ｃ
＿
表 ５ ４ 定 时 ＭＡ — Ｃ标 头 格 式
用 法 大 小
Ｔ Ｐ ＝ Ｍ Ｃ Ｙ Ｅ Ｉ ； Ａ 专用标头 １ Ｐ Ｒ ４ｏ＝ｏｏ ； Ａ Ｍ［ ： ］ｏ ０ ｏ 定时 Ｍ Ｃ标头 Ａ
—
Ｆ Ｃ
Ｆ Ｃ
一
具体地是 ４ 种信息中的哪一个 ， ５ 则要看 Ｍ Ｃ管理信 Ａ
息字段（ 即一般 Ｍ Ｃ帧格式 中的 Ｐ Ｕ段 ） 管理信息 Ａ Ｄ 。 将进行专门介绍 。
图 ５ ７中 Ｈ Ｓ前 为扩 展 标 头 ， Ｃ管 理 在 ＨＣ — Ｃ ＭＡ Ｓ
之后。
、
在下行方 向，具有这种 Ｍ Ｃ标头的 Ｍ Ｃ帧 ， Ａ Ａ 将 全球定时参考基准传送到每个 Ｃ 以达到同步 。 Ｍ，
—
８比特
ＥＨＤＲ
Ｏ＝； Ｎ Ｏ 扩展标头被禁止作为 Ｓ Ｎ Ｙ Ｃ和 Ｒ Ｇ Ｒ Ｑ Ｎ —Ｅ ８比特 ｌ ６比特
０字节
Ｍ Ｃ Ｐ Ｒ 保 留给将来使 用 Ａ Ａ Ｍ ＬＮ Ｅ
Ｅ Ｒ ＨＤ
Ｌ Ｎ ｎ Ｐ Ｕ分组 Ｐ Ｕ的字节长度 Ｅ ＝ ；Ｄ Ｄ
扩展 ＭＡ Ｃ标头不存在
表 ５ ５ 管理 ＭＡ — Ｃ标头格式
字 段 用 法 ｃ Ｐ ＝ Ｍ Ｃ １ Ｆ Ｃ Ｆ —Ａ Ｍ ４０＝００ ； Ｃ Ｐ Ｒ ［ ： ］０ ０ １管理 Ｍ Ｃ Ａ 标头 如果 没有扩展标头 Ｅ Ｄ ＿ Ｎ ０ 有则设为 ｌ Ｈ ＲＯ ＝；
０ ００ ０ １ ｏｏ１ ｏ１ ０１ ０Ｏ ０
１ １０ １ ０
请求帧 分段标 头 请求帧的队列深度
级联标 头
专用标头有特殊功能 ， 这些功能包括 ： 支持下行 流的定时和上行流的测距／ 功率调整 、 请求带宽 、 分段 以及级联多个 ＭＡ Ｃ帧等。 总之， 专用标头包括功能上 的和使用方法上的特殊要求 。 定 时标 头
字 段
Ｆ Ｃ
＿
表 ５ ４ 定 时 ＭＡ — Ｃ标 头 格 式
用 法 大 小
Ｔ Ｐ ＝ Ｍ Ｃ Ｙ Ｅ Ｉ ； Ａ 专用标头 １ Ｐ Ｒ ４ｏ＝ｏｏ ； Ａ Ｍ［ ： ］ｏ ０ ｏ 定时 Ｍ Ｃ标头 Ａ
—
Ｆ Ｃ
Ｆ Ｃ
一
具体地是 ４ 种信息中的哪一个 ， ５ 则要看 Ｍ Ｃ管理信 Ａ
息字段（ 即一般 Ｍ Ｃ帧格式 中的 Ｐ Ｕ段 ） 管理信息 Ａ Ｄ 。 将进行专门介绍 。
图 ５ ７中 Ｈ Ｓ前 为扩 展 标 头 ， Ｃ管 理 在 ＨＣ — Ｃ ＭＡ Ｓ
之后。
、
在下行方 向，具有这种 Ｍ Ｃ标头的 Ｍ Ｃ帧 ， Ａ Ａ 将 全球定时参考基准传送到每个 Ｃ 以达到同步 。 Ｍ，
—
８比特
ＥＨＤＲ
Ｏ＝； Ｎ Ｏ 扩展标头被禁止作为 Ｓ Ｎ Ｙ Ｃ和 Ｒ Ｇ Ｒ Ｑ Ｎ —Ｅ ８比特 ｌ ６比特
０字节
Ｍ Ｃ Ｐ Ｒ 保 留给将来使 用 Ａ Ａ Ｍ ＬＮ Ｅ
Ｅ Ｒ ＨＤ
Ｌ Ｎ ｎ Ｐ Ｕ分组 Ｐ Ｕ的字节长度 Ｅ ＝ ；Ｄ Ｄ
扩展 ＭＡ Ｃ标头不存在
表 ５ ５ 管理 ＭＡ — Ｃ标头格式
字 段 用 法 ｃ Ｐ ＝ Ｍ Ｃ １ Ｆ Ｃ Ｆ —Ａ Ｍ ４０＝００ ； Ｃ Ｐ Ｒ ［ ： ］０ ０ １管理 Ｍ Ｃ Ａ 标头 如果 没有扩展标头 Ｅ Ｄ ＿ Ｎ ０ 有则设为 ｌ Ｈ ＲＯ ＝；
０ ００ ０ １ ｏｏ１ ｏ１ ０１ ０Ｏ ０
１ １０ １ ０
请求帧 分段标 头 请求帧的队列深度
级联标 头
专用标头有特殊功能 ， 这些功能包括 ： 支持下行 流的定时和上行流的测距／ 功率调整 、 请求带宽 、 分段 以及级联多个 ＭＡ Ｃ帧等。 总之， 专用标头包括功能上 的和使用方法上的特殊要求 。 定 时标 头
DOCSIS3.0
图3-2 上行信号处理程序
Rb=Rslog2M
图3-3 TDMA的上行信号处理程序
图3-4 S-CDMA的上行信号处理程序
图3-5 16QAM的星座图
DOCSIS规定的符号速率共六种，即160，320，640，1280，2560， 5120，单位是ksym/s
四、下行PMD规范
1) 下行的CM输入电特性
1) 2)
图2-10转发工作流程栈 转发的数据包类型 • 广播 • 组播 • 单播
数据包类型在数据包的包头上有相应的标记：DOID。
三、转发规则
1) CMTS的转发 ① 透明桥接 ② 网络层转发 ③ 两者的结合 可以通过DSID建立一个虚拟的局域网（VLAN） 2) CM的转发 CM的数据转发是数据链路层的透明桥接
2002年1月通过DOCSIS 2.0版本。 2008年8月颁布了DOCSIS 3.0版本。
第六节 DOCSIS 3.0简介
一、DOCSIS 3.0标准的组成
第一部分：物理层规范
第二部分：MAC和高层协议 第三部分：安全业务 第四部分：运营支撑系统接口
二、DOCSIS 3.0的核心技术
DOCSIS3.0采用模块式CMTS，即M-CMTS，并采用Edge QSM调制 器，即EQAM。
(1)T-CMTS
(2)I-CMTS
(3)M-CMTS
四、EQAM与CMTS的差别
图2-4 M-CMTS架构与视频业务动态共享EQAM
图2-5 M-CMTS核心部分与EQAM连接示意图
第二节 通信协议栈
一、RF接口协议栈
图2-6 射频接口上的协议堆栈
二、物理层
物理层包括PDM子层和TC子层两部分。 上行频道物理层的要求有如下几方面： 1) 上行调制方式、频率和速率 2) 上行突发数据的时隙配置和定时 3) FEC编码
DOCSIS3.0——第三代电缆数据传输系统(9)
Ｒ Ｇ — Ｓ ＵＣ ＭＡ ， Ｅ Ｒ Ｑ — Ｓ Ｒ Ｇ— Ｅ Ｎ Ｒ Ｐ， Ｄ， Ｐ Ｒ Ｑ， Ｅ Ｒ Ｐ， Ｅ Ｒ Ｑ，
（） １下行 采 用 ＭＰ Ｇ数 据 包传 输 ， 行 数 据 包 分 Ｅ 下 为数 据 （ Ｏ 和 视 频 （ ｄｏ 两 种 数 据 包 型式 ， 用 Ｄ Ｃ） Ｖｉｅ） 采
第二节
一
ＭＡＣ层 规 范 引 言
、
概 述
③ ｃ 必须 获得 相应 的 Ｕ Ｄ信 息 ， Ｍ０的 ＭＡ Ｏ ＳＳ ． Ｃ层 协议 有 如下 的亮 点 ：
述符 ，Ｍ要发送信息的特性在 Ｕ Ｄ中都能找到 ， Ｃ Ｃ 如 调 制类 型 、 速率 、 率 、 用 型式 ：Ｄ 频 复 Ｔ ＭＡ或 Ｓ Ｃ ＭＡ、 －Ｄ 突发 脉 冲轮廓 等等 。
有 线 电视 技 术
技术讲座
Ｏｇ
第 代 据 输 统９ 兰一数传系 ｌ 电 缆 ）
高 宗敏 编著
第 五 章 Ｍ Ａ Ｃ层规 范
ＭＡ Ｃ层 规范 是 Ｄ Ｃ Ｉ Ｏ ＳＳ的核心 。
系。
＠ Ｃ 提 出注册 请 求 Ｒ Ｇ Ｒ Ｑ，ＭＴ Ｍ Ｅ — Ｅ Ｃ Ｓ同意则 发
２１ ０ １年 第 １ （ 第 ２ ２期 ） ０期 总 ６
技术讲座
动态业 务 的建立 。 ●对 数据链 路层 安全提 供 的扩 展 。 ●对 大范 围的速 率 的支 持 。 ●多频 道 的逻 辑 组 合 ，以增 加 吞 吐量 （ 频道 捆
绑） 。
二 、 义 定
有 线 电视 技 术
￣Ｑ Ｓ包括 ： ｏ
期 间还 要 完 成 测 距 工作 ， 距 为 Ｒ Ｇ— Ｅ 测 距 请 测 Ｎ Ｒ Ｑ（
求 ）ＲＮ — Ｓ （ Ｉ 响应 ） 因为 每个 Ｃ 距 Ｃ Ｓ距 ， Ｇ Ｒ Ｐ￣距 Ｊ ， Ｍ ＭＴ
（） １下行 采 用 ＭＰ Ｇ数 据 包传 输 ， 行 数 据 包 分 Ｅ 下 为数 据 （ Ｏ 和 视 频 （ ｄｏ 两 种 数 据 包 型式 ， 用 Ｄ Ｃ） Ｖｉｅ） 采
第二节
一
ＭＡＣ层 规 范 引 言
、
概 述
③ ｃ 必须 获得 相应 的 Ｕ Ｄ信 息 ， Ｍ０的 ＭＡ Ｏ ＳＳ ． Ｃ层 协议 有 如下 的亮 点 ：
述符 ，Ｍ要发送信息的特性在 Ｕ Ｄ中都能找到 ， Ｃ Ｃ 如 调 制类 型 、 速率 、 率 、 用 型式 ：Ｄ 频 复 Ｔ ＭＡ或 Ｓ Ｃ ＭＡ、 －Ｄ 突发 脉 冲轮廓 等等 。
有 线 电视 技 术
技术讲座
Ｏｇ
第 代 据 输 统９ 兰一数传系 ｌ 电 缆 ）
高 宗敏 编著
第 五 章 Ｍ Ａ Ｃ层规 范
ＭＡ Ｃ层 规范 是 Ｄ Ｃ Ｉ Ｏ ＳＳ的核心 。
系。
＠ Ｃ 提 出注册 请 求 Ｒ Ｇ Ｒ Ｑ，ＭＴ Ｍ Ｅ — Ｅ Ｃ Ｓ同意则 发
２１ ０ １年 第 １ （ 第 ２ ２期 ） ０期 总 ６
技术讲座
动态业 务 的建立 。 ●对 数据链 路层 安全提 供 的扩 展 。 ●对 大范 围的速 率 的支 持 。 ●多频 道 的逻 辑 组 合 ，以增 加 吞 吐量 （ 频道 捆
绑） 。
二 、 义 定
有 线 电视 技 术
￣Ｑ Ｓ包括 ： ｏ
期 间还 要 完 成 测 距 工作 ， 距 为 Ｒ Ｇ— Ｅ 测 距 请 测 Ｎ Ｒ Ｑ（
求 ）ＲＮ — Ｓ （ Ｉ 响应 ） 因为 每个 Ｃ 距 Ｃ Ｓ距 ， Ｇ Ｒ Ｐ￣距 Ｊ ， Ｍ ＭＴ
DOCSIS3.0技术在IPTV的应用探索的开题报告
DOCSIS3.0技术在IPTV的应用探索的开题报告注：本文只是开题报告，没有具体实现内容。
一、选题背景及研究意义随着数字化进程的推进，IPTV（Internet Protocol Television）作为数字电视的一种形式，已逐渐成为新型电视媒体的热门话题。
IPTV将传统的广播电视节目以数字数据的形式通过互联网传输到用户的电视机上，具有节目资源丰富、交互性强、服务分层次等优势。
但是IPTV在传输过程中需要借助于互联网，容易受到网络拥塞、带宽限制等因素的影响，导致用户观看体验的不稳定。
因此，如何保证IPTV的质量和稳定性成为了研究的重点。
DOCSIS（Data Over Cable Service Interface Specification）是数据在有线电视接入网中传送的国际标准协议，它定义了在有线电视接入网中传输数据的规范。
DOCSIS主要应用于有线宽带接入，而IPTV也是利用有线电视接入网络传输数据的。
因此，DOCSIS3.0技术在IPTV的应用探索具有重要的研究意义。
二、国内外研究现状近年来，国内外学者们对DOCSIS3.0技术在IPTV上的应用进行了许多研究。
国外的研究主要集中在DOCSIS3.0技术对IPTV传输质量和稳定性的提升，如何利用DOCSIS3.0技术来优化IPTV内容的传输效率。
而国内的研究主要针对IPTV的网络拓扑结构设计以及对多重码流的处理等问题。
在研究方法上，国外研究比较注重理论分析和模拟仿真，而国内研究的实验研究较多。
然而，在目前的研究中，DOCSIS3.0技术在IPTV上的应用还存在一定的局限性，如数据传输速率较低，存在视频延迟，对网络质量要求较高等。
因此，我们需要在继续探索DOCSIS3.0技术在IPTV上应用的同时，进一步研究其应用的方法和模型，提高IPTV的传输质量和观看体验。
三、研究内容本研究的主要内容包括：1. 系统分析DOCSIS3.0技术在IPTV上的应用：运用相关理论和知识，对DOCSIS3.0技术在IPTV上的应用进行系统的分析和研究。
浅谈广电CMTS升级DOCSIS3.0架构
构发展成为 I -CM TS （I e （M d ae d -CM TS ） 和 M -CM TS a -CM TS C e） 两种架构 � I-CM TS 保留了原有
有线电视技术
小结：由于一步到位升级的成本较高，特别是 1 6D -CA M 卡的价格较昂贵，而且也并不是全部板卡 都需要扩容� 从成本控制的角度出发， 我司的策略是 先升级系统， 然后再根据库存的 1 6D -CA M 板卡数量 依据流量负荷从高到低， 优先优化重点发展区域的原 则做射频割接，目前网内的部分 C4 存在 D O CSIS2. 0 和 D O CSIS3. 0G 两种架构混合使用的情况� （2 ） CI SCO 升级方案 建议 硬件配 置： PR E2/4 引擎 ， D TCC 卡， 5G E 卡
T-CM ST 的架构， 只是机框内的上下行板卡各自独立 分离� M -CM TS 的架构改动较大， 最大的区别是将下 行接口外移到 Ed e Q A M � 两者都可根据实际业务流 量需要灵活搭配上下行信道比� 目前我公司网内在用的 CM TS 品牌型号主要有 三个： CISCO B R 1 001 2， A R R IS C4 和 CA SA 1 0K� CA SA 的 1 0K 起点架构就是 I-CM TS，所以都不用升
1 CM T S 技术及在我公司使用中 遇到的问题
D C I （D C I
是把光节点分割成用户数更少的光节点 � 但由于近年 用户使用高带宽业务的快速增长， 网内光节点的下行 宽带很快都满负荷了� 工程建设部门的光节点新建数 量已经是往年的 2 �3 倍，仍然无法大量快速解决问
题� 同时考虑到集团公司正在快速发展的互动高清业 ） ，系由 C 实验室研制的高速电 � � � � � � 务使用的是 D C I 3. 0 的C 技术， 从日后维护和 缆数据传输系统的射频接口规范，目前已历经 1.0 / 成本控制的角度出发， 网内的宽带和互动高清业务融 1.1� 2. 0 发展到 3 . 0 版本 �D C I 系统主要包括： � � � 合到同一台 C 是必然趋势 �为了解决现有宽带 （1 ） C （C ， 电缆 C 下行接口带宽满负荷的问题和适应日后高清互 调制解调器终端系统 ） ， 位于前端机房； � � � 动电视的规模应用部署，决定将网内的 D C I 2.0 （2） 同轴电缆网络； � � � C 升级到 D C I （3） C （C ， 电缆调制解调器 ） ， 位于用 户端� 1993 年，广州成立广州有线电视网络工程有限 公司（广州珠江数码集团有限公司前身 ） ，经广州市 3. 0 架构�
有线电视技术
小结：由于一步到位升级的成本较高，特别是 1 6D -CA M 卡的价格较昂贵，而且也并不是全部板卡 都需要扩容� 从成本控制的角度出发， 我司的策略是 先升级系统， 然后再根据库存的 1 6D -CA M 板卡数量 依据流量负荷从高到低， 优先优化重点发展区域的原 则做射频割接，目前网内的部分 C4 存在 D O CSIS2. 0 和 D O CSIS3. 0G 两种架构混合使用的情况� （2 ） CI SCO 升级方案 建议 硬件配 置： PR E2/4 引擎 ， D TCC 卡， 5G E 卡
T-CM ST 的架构， 只是机框内的上下行板卡各自独立 分离� M -CM TS 的架构改动较大， 最大的区别是将下 行接口外移到 Ed e Q A M � 两者都可根据实际业务流 量需要灵活搭配上下行信道比� 目前我公司网内在用的 CM TS 品牌型号主要有 三个： CISCO B R 1 001 2， A R R IS C4 和 CA SA 1 0K� CA SA 的 1 0K 起点架构就是 I-CM TS，所以都不用升
1 CM T S 技术及在我公司使用中 遇到的问题
D C I （D C I
是把光节点分割成用户数更少的光节点 � 但由于近年 用户使用高带宽业务的快速增长， 网内光节点的下行 宽带很快都满负荷了� 工程建设部门的光节点新建数 量已经是往年的 2 �3 倍，仍然无法大量快速解决问
题� 同时考虑到集团公司正在快速发展的互动高清业 ） ，系由 C 实验室研制的高速电 � � � � � � 务使用的是 D C I 3. 0 的C 技术， 从日后维护和 缆数据传输系统的射频接口规范，目前已历经 1.0 / 成本控制的角度出发， 网内的宽带和互动高清业务融 1.1� 2. 0 发展到 3 . 0 版本 �D C I 系统主要包括： � � � 合到同一台 C 是必然趋势 �为了解决现有宽带 （1 ） C （C ， 电缆 C 下行接口带宽满负荷的问题和适应日后高清互 调制解调器终端系统 ） ， 位于前端机房； � � � 动电视的规模应用部署，决定将网内的 D C I 2.0 （2） 同轴电缆网络； � � � C 升级到 D C I （3） C （C ， 电缆调制解调器 ） ， 位于用 户端� 1993 年，广州成立广州有线电视网络工程有限 公司（广州珠江数码集团有限公司前身 ） ，经广州市 3. 0 架构�
DOCSIS3.0——第三代电缆数据传输系统12
� � � 图 -1 标头和
管理报文标头字段
���
201 2 年第 1 期 （总第265 期）
有线电视技术
表 5�16
类型号 1 2， 29 和 35 3 版本 1 1 1 CD A C
技术讲座
MA C 管理信息类型
信息描述 定时同步 上行通道描述符 上行带宽分配 测距请求 测距响应 注册请求 注册响应 上行通道改变请求 上行通道改变响应 信息名称
技术讲座
有线电视技术
. 0 � 第三代电缆数据传输系统( �� 1)
高宗敏
编著
第七节
M AC 管理信息
致�
� � � � � � 空 目的 （0 0 ） 与 ［ 8802-2 ］ 的 定义 一 一� MA C 管理信息标头 1.M A C 管理标头 � � � � � � 空源 （0 0 ） 与 ［ 880 2-2 ］ 的定义一致 � 管理信息封装在 子层的以太网帧结构 控制位 中， 然后再封装在 子层的帧结构中， 如图 5-16 � � � 未编号信息帧 （0 3 ） 与 ［ 8802-2 ］ 的定义一致� 所示， 其中各字段必须如下定义： 版本 & 类型 ， ， ， ， 一般 帧标头�所有管理帧都使用 专用 各为 1 个八位组�参见表 5-16� 2. 管理信息类型 标头 � � � 3. 0 的管理信息有 4 5 项之多，示于表 5目的地址 （ ） 16� 管理帧将会发送到一个 特定的 单 � � � 下面我们将对 管理信息类型作一些介绍， 播地址或 组播地址 � 但不是每种类型都逐一介绍， 而是作重点介绍 �要知 源地址 （ ） 道， 四个部分的标准共有两千多页， 本书不是 作为源站的 或 的 地址 � 标准的翻译， 即使全部翻译出来， 也不实用， 广大读者 信息长度 � � � � � � 未必能在实际使用中掌握 技术的精要， 本书 信息的 字段到净负荷结束的长度�
DOCSIS3.0——第三代电缆数据传输系统(4)
程 。调制 对 广大 有线 电视 工作 者 来说 并 不 陌生 ， 们 我
此 在讲 符 号率 时 必须 注 明调 制 方式 ， 则 是没 有 意 义 否
的。
已进 行 多年 的数 字 电视平 移 工作 ，对 Ｑ Ｍ 调 制等 已 Ａ 有 相 当的 了解 ， 此 不 多介绍 。 图 ３ ５是 １ Ｑ Ｍ 的 在 如 — ６Ａ
层所 关 心 的事情 。 物 理层 按 信 号 传 输 的 方 向分 为上 行 和下 行 物 理
层规 范 。
本章 的重 点 在上 行 频道 ， 上行 信 号处 理 程序 如 图
３ ２所 示 。 －
图 ３ ２中 ，ＤＭ 形式 的上 行 信号 处理 程 序 如 图 — Ｔ Ａ
３ ３所 示 。 —
理层 的属性 ） 以及 在低 频段 干 扰 比较 强 的情况 下 ， ， 保 证 信号 的质 量等 。图 ３ １为 上行 Ｔ ＭＡ方式 的上 下 — Ｄ 行传 输模 式示 意 图 。
图 ３ １ 上 、 行 传 输 模 式 示 意 图 － 下
Ｂ ｒｔ ｕｓ的
数 据 输 入
！ ！ Ｉ
一 一 丫
圜
图 ３ ２ 上 行 信 号 处 理 程 序 －
２ １年 第 ４期 （ １ ０ 总第 ２ ） ６期 ５
峭
技术讲座
包 流 输入 （ Ｂ ｒ 的 数 据输 人） 即 ｕｓ ｔ
有 线 电视 技 术
பைடு நூலகம்
将 数 据分 块
把包分成信息块 （ Ⅱ 艰 一个码 字中的数据字节数 ）
星座 图。
（） ２ 除调制 方式 外 ， 有调 制速 率 的问题 。 Ｏ ＳＳ 还 Ｄ Ｃ Ｉ 规 定 的 符 号 速 率 共 六 种 ， 即 １０ ３ ０，４ １ ８ ， ６ ，２ ６ ０，２ ０ ２ ６ ， １ ０ 单 位 是 ｋ ｙ ｓ 每个 符 号传 输需 占有 一定 ５０ ５２ ， ｓｍ／ ，
浅析第三代有线数据传输系统Docsis3.0
Ｄｏ ｃ ｓ ｉ ｓ ２ ． ０ 引入 了Ａ Ｔ Ｄ ＭＡ和Ｓ Ｃ Ｄ ＭＡ机制 。Ａ Ｔ Ｄ ＭＡ为高 级时分 多址 ，Ｓ Ｃ Ｄ ＭＡ为 同步 码分 多址 ，均 用于 上行通道 信 号传输 。这 两个 机制的 引入大 大降低了上行信号 的信 噪比要
Ｄ ｏ ｃ ｓ ｉ ｓ ￣准是 目 前唯一的有线 电 视 数据传输 国际标准 ， 也是有
有从属关系 ， 交 换机 的主要作 用是 实现交叉连接 ；而且 ，以
太网交换机 只负责打开 以太 网帧 ，找出 目的地址 ，按路 由规
则连接至 各个端 口。但Ｃ ＭＴ Ｓ 不仅 具有 以太 网交 换机的所有
功 能 ，还要对不 同的业务信息需求进行 不同的加工处理 ，而 且还 要对连接在其上 的所 有Ｃ Ｍ（ Ｃ Ｍ也是一种交换机 ） 进行 全面 的管理 。
Ｄ ｏ ｃ ｓ ｉ ｓ ￣ １ ］ Ｄａ ｔ ａＯ ｖ ｅ ｒ Ｃ ａ ｂ ｌ ｅ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍＩ ｎ ｅ ｔ ｆ ｒ ａ ｃ ｅ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ 的缩 写 ，是数据在有 线 电视系统 中传输的接 口技术 规范 ，这是 一
２ ． １ Ｄｏ ｃ ｓ ｉ ｓ １ ． ０ 规定了Ｃ Ｍ和Ｃ ＭＴ Ｓ 通信的基本规则体系架构 Ｄ ｏ ｃ ｓ ｉ ｓ １ ． １ 在Ｄｏ ｃ ｓ ｉ ｓ １ ． ０ 的基 础 上对 Ｑ ｏ Ｓ 进行 了改 进 ，特 别对 支持 大规模 ＶＯ Ｉ Ｐ 和其 它对 延时敏 感 的应用 提供 了必要 改进 ，如 果说 Ｄ ｏ ｃ ｓ ｉ ｓ １ ． ０ 可 以上 网 ，￣ Ｊ ｌ Ｄ ｏ ｃ ｓ ｉ ｓ １ ． １ 不仅 可 以上
【 关键词】Ｄｏ ｃ ｓ ｉ ｓ 系统；发展 ；未来
【 中图分类 号】Ｔ Ｎ９ ４ ３ ． １
三代有线数据传输系统DOCSIS3.0
第三代有线数据传输系统DOCSIS3.0文章类型：多媒体与网络文章加入时间：2010年3月11日11:36一、有线电视宽带网概述1 有线电视宽带网建设的目标传统的有线电视系统是一个广播系统，即前端发出的电视和声音节目传输到每一个用户家庭，广播系统是一个没有路由和寻址要求的系统，广播系统也没有传输协议。
随着技术的发展和人们对个性化节目要求的提高，在有线电视系统中加入了数据交换业务，即电脑上网业务、网络〔VOIP〕和交互式电视〔IPTV〕等业务，即有线电视系统最终将成为三网融合的有线电视宽带综合网。
数据交换属因特网技术，即IP技术。
IP技术与广播技术不同，IP技术有通信协议、路由和寻址等功能。
所谓宽带是指IP通道的带宽，因为IP技术存在碰撞和拥塞等问题，上线用户数愈多，拥塞现象愈严重，必须有一定带宽保证方能收到良好的视听效果。
广播则没有拥塞的问题，因此广播不存在宽带的问题，系统有多少带宽就安排多少套节目，不存在拥塞问题。
因此有线宽带网从技术角度讲有两方面的功能，即：①广播，即数字电视 DVB②IP交换，即上网、VOIP和IPTV有线电视系统双向改造的目的即将IP技术引进原来只有广播功能的有线电视系统中，使之成为三网合一的宽带综合网。
2 DOCSIS系统DOCSIS即Data Over Cable System Interface Specifications的缩写，即数据在有线电视系统中的接口标准。
DOCSIS 系统的主要设备为Cable Modem，简称CM和CMTS，CMTS为Cable Modem Termination System 的缩写，即电缆调制解调器端接系统，CMTS放置在前端机房，是一个特殊的交换机，与一般的交换机，如：以太网交换机，不同之处在于：①CMTS是一个射频器件〔RF〕，而以太网交换机则是处理基带信号。
②CMTS管理所管辖的所有CM，而以太网交换机没有从属关系。
CMTS的管理包括•通信业务的管理，即交换，所有的CM通信均需通过CMTS。
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在使用 Ｅ Ａ 时 ， Ｑ Ｍ 每个 Ｒ Ｆ连接 器 可输 出多个 下 行频道 ， 可使用 上变 频器 组合模 块 ， 也 应用灵 活方 便 。 Ｅ ＡＭ 有基 带数 据处 理部 分 ，如 时钟 同步 等 ， Ｑ 但 主要 是 负 责物 理 层 的处 理 。特 别 是 在 频道 捆 绑 条 件 下 ， 理层的 Ｒ 物 Ｆ参 数 设 置 是 相 对 固定 的 ， 以前 的 与
据。
、
Ｄ ＯＣＳ Ｓ网络 Ｉ Ｄ ＣＩ Ｏ ＳＳ网络示 于 图 ２ １ —。
ＩＤ Ｐ Ｒ为 因特 网协议 详细 记 录的缩 写 。 在 图 ２ １中 ， ＭＴ — Ｃ Ｓ和 Ｃ 是 Ｄ Ｃ Ｉ Ｍ Ｏ ＳＳ系 统 的 两
个 主要 设 备 ， 整个 数 据 传输 过程 即 Ｃ Ｓ和 Ｃ 的互 ＭＴ Ｍ 动 过程 ， 其它 系统 均为保 证 这种互 动过 程顺 利进 行 。
（ ） Ｃ Ｓ 即模 块式 Ｃ Ｔ ３ Ｍ— ＭＴ ， ＭＳ
四 、 ＱＡ 与 ＣＭＴ Ｅ Ｍ Ｓ的差别
Ｅ ＡＭ （ ｄｅ Ａ Ｑ Ｅ ｇＱ Ｍ） 即边 缘 Ｑ Ｍ 调 制 器 ，是从 Ａ Ｃ Ｔ Ｍ Ｓ中提取 出来 的 Ｒ Ｆ调制 和传 输模 块 。 今 后 Ｉｒ Ｐ Ｖ和视频 信息 的需求 会快 速增 长 ，并 将 ｒ
有 线 电视 技 术
图 ２ ２ Ｄ Ｃ Ｉ 统 的 透 明 Ｉ 输 － Ｏ ＳＳ系 Ｐ传
● —— ◆ Ｍ Ｃ Ｓ 口 — ＭＴ 接 ・ — 其他 Ｄ Ｃ Ｉ接 鼹 一 Ｏ ＳＳ
图 ２ ３ 模块式 Ｃ Ｔ — Ｍ Ｓ及 其 接 口的逻 辑 视 图
机箱 内 ， 不 同 的是 能 支持灵 活 的上 行 与下行 信 道 的 但 比例 ， Ｃ Ｓ下行 不使 用视 频 Ｅ Ａ Ｉ ＭＴ － Ｑ Ｍ。
和 Ｉ 的接入 （ 播及组 播 ） Ｐ组 广 。 Ｄ Ｃ Ｉ３０对 增 加频 道 的容 量 、提供 安 全性 、 Ｏ ＳＳ ． 扩
展 网络设 备 的可 寻址 能方 和新 的服务 也作 出 了安排 。
三 、 ＯＣＳ Ｓ系统 的参 考结构 Ｄ Ｉ 图 ２ ３提 供 一 个模 块 式 Ｃ Ｓ及 其 接 口的参 考 — ＭＴ
有线 电视技 术
技术讲座
系 统２
高 宗敏 编著
第 二章
数 据传 输 结构 和 协 议 栈
新。
（ ） 间协议 服务 器 ， Ｃ 提供 当前 时 间 。 ４时 给 Ｍ
本章对 Ｄ ＣＩ Ｏ ＳＳ系统 的理 解 提供 了一 个 路线 图 ， 可作 为理 解 今后 各章 的纲 领 。
（ ） ＨＣ １ Ｄ Ｐ服 务器 ，它 提 供 了 Ｃ 的初 始结 构信 Ｍ
息， 包括 设 备 的 Ｉ 址 。 Ｐ地
（ ） 构 文件 服 务 器 ，Ｆ ’ ２结 ＴＩ Ｐ服务 器 当 Ｃ 启 动 时 Ｍ
行 和下 行 信 道 的 比例 ，例如 ２个 下 行 物理 信 道 配 置
１ 上行物 理信 道 。 ２个 （ ）— ＭＴ ， ２ Ｉ Ｃ Ｓ 即集成 的 Ｃ Ｓ ＭＴ
Ｉ Ｃ Ｓ与 Ｔ Ｃ Ｓ一样 将所 有模 块集 成在 一 个 － ＭＴ — ＭＴ
给 Ｃ 下载 结构 文件 ， 立 Ｃ 参 数 。 Ｍ 建 Ｍ （ ） 件下 载 服 务 器 ， 于 对 Ｃ 下 载 软 件 的更 ３软 用 Ｍ
２ １年 第 ２期 （ ０ ｌ 总第 ２ ４期 ） ５
技术讲座
（） ５ 认证 撤销 服务 器 ， 提供认 证状 态 。 （ ）Ｎ ６ Ｓ ＭＰ管 理器 ，使 工作 人 员 可 以构 建并 监 视
第 一节
一
数 据 传 输 的 参 考 结构
Ｓ ＭＰ代理 ， 型 的是 监 视 Ｃ Ｃ Ｓ Ｎ 典 Ｍ ＭＴ 。 （） ７ 日志服务 器 ， 收集设 备工 作 的信息 。 （） Ｄ ８ Ｉ Ｒ收 集 服 务 器 ，用 以 收集 大量 的统 计 数 Ｐ
用 Ｍ— ＣＭＴ 。 Ｓ
超过对 数 据业 务 的需 求 。与 Ｅ Ａ 比较 ，ＭＴ Ｑ Ｍ Ｃ Ｓ处 理
数据 要 昂贵 得多 ， 因此 利用 所谓 “ Ｉ Ａ” Ｄ Ｂ 技术 ， 即利 用
旁路 Ｃ Ｔ Ｍ Ｓ方 式 ， 直接 将 Ｉｒ Ｐ１ 据传 送 至 Ｅ Ａ 在 Ｉ Ｖ数 Ｑ Ｍ，
Ｄ ＣＩ Ｏ ＳＳ系统上 提供 经济 的视频 业务 。 Ｅ ＡＭ 是 专 为下 行 频 道 而设 立 的 ，如 图 ２ ４所 Ｑ —
二 、Ｐ透 明传 输 ｌ Ｄ ＣＩ Ｏ ＳＳ系统业 务 目标 是 实 现 Ｃ Ｓ和 Ｃ 之 间 ＭＴ Ｍ
的 Ｉ 明传输 ， 图 ２ ２ 示 。 Ｐ透 如 —所 Ｎ Ｉ 网络 侧接 口 ， ＭＣ 为用 户侧接 口。 Ｓ为 Ｃ Ｉ 透 明传 输 的 内容 包 括 ： 向数 据 报 ， Ｈ Ｐ， ＭＰ 双 Ｄ Ｃ Ｉ Ｃ
示。
图 ２ ３的接 口包括 ： —
ＮＩ Ｓ—— Ｃ Ｔ Ｍ Ｓ的网络 侧接 口 Ｍ— Ｓ Ｉ Ｏ Ｓ—— Ｃ Ｔ Ｍ Ｓ的运行 支持 系统 接 口 Ｒ Ｉ — 射频 接 口 Ｆ— Ｄ Ｉ — 下行 Ｒ ＲＦ— Ｆ接 口 Ｃ Ｉ ＭＣ —— Ｃ 至 Ｐ Ｍ ０ Ｅ的接 口 Ｃ Ｄ Ｐ—— 下 行外 部物理 接 口 ＥＩ
图 ２பைடு நூலகம் ＤＯＣＳＳ 网 络 －１ Ｉ
结构 逻辑 图 。Ｃ Ｓ有 三种结 构 ： ＭＴ
Ｎ ＭＳ为 网络管 理 系统 ， Ｐ Ｃ Ｅ为用 户住 宅设 备 。
配置 系统包 括 ：
（ ） — ＭＴ ， １Ｔ Ｃ Ｓ 即传 统 的 Ｃ Ｓ ＭＴ
Ｔ Ｃ Ｓ将 所有 的模 块 装 进一 个 机箱 内 ， 一 个 — ＭＴ 有 Ｄ ＣＩ Ｏ ＳＳ卡板 支持 上 行和 下行 信道 ，系统 有 固定 的上
Ｍ— ＭＴ Ｃ Ｓ减 少 了 Ｃ Ｓ对 下 行 信 道 的物 理 层 处 ＭＴ
理 ，并 将 其放在 外部 Ｅ Ａ 中进 行 物理层 处 理 。Ｍ— Ｑ Ｍ
Ｃ Ｓ必须 支持 灵活 的上行 ： ＭＴ 下行 （ Ｄ） 道 比率 。 Ｕ： 信 Ｄ Ｃ Ｉ３ Ｏ ＳＳ ． ０支持 ＩＣ Ｔ — Ｍ Ｓ和 Ｍ— ＭＴ ，并 推 荐使 Ｃ Ｓ