解讀DOCSIS 2.0技術(shù)

前言
新的應用是否需要新的技術(shù)？或者，新的技術(shù)是否會(huì )產(chǎn)生新的應用？在不同的情況下，這一由來(lái)已久的問(wèn)題的答案也各不相同。但就有線(xiàn)寬帶市場(chǎng)而言，對這兩個(gè)問(wèn)題的回答都是肯定的。
1997年，美國有線(xiàn)電視實(shí)驗室股份有限公司 (CableLabs) 率先發(fā)布了一系列規范，這些規范現已成為全球有線(xiàn)寬帶市場(chǎng)的基礎。有線(xiàn)傳輸數據業(yè)務(wù)接口規范(DOCSIS) 的 1.0 版為通過(guò)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的高速數據通信奠定了基礎，它提供了兩大優(yōu)勢：
?顯著(zhù)改善了最終用戶(hù)的因特網(wǎng)“體驗”；
?保證了多廠(chǎng)商之間的互操作性。
為了提供這些組件，DOCSIS 1.0 為線(xiàn)纜調制解調器定義了標準的物理層與鏈路層。認識到寬帶有線(xiàn)連接能夠為用戶(hù)提供大大增強的因特網(wǎng)連接之后，有線(xiàn)電視多系統運營(yíng)商 (MSO) 就對 DOCSIS 1.0 不斷增強的技術(shù)趨之若騖。因此，CableLabs 繼續發(fā)布了 DOCSIS 1.1。
DOCSIS 1.1 以QoS 及增強型安全機制進(jìn)一步完善了 DOCSIS 1.0。QoS 提供了支持 VoIP 所必需的技術(shù)，而VoIP 是繼 DOCSIS 1.1 之后推出的一項規范。
之后，CableLabs又發(fā)布了 DOCSIS 2.0。這項新標準為有線(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò )指定了更高的容量回路（或 DOCSIS 術(shù)語(yǔ)中的“上行連接”）。它能夠使發(fā)送的上行信息增加三倍，從而可支持各種新型的創(chuàng )收應用。而在過(guò)去，由于有線(xiàn)寬帶連接的非對稱(chēng)性，從技術(shù)上來(lái)說(shuō)根本不可能實(shí)現這些應用。
本文將解釋 DOCSIS 2.0 的主要概念，并分析采用及部署 DOCSIS 2.0 對有線(xiàn)寬帶市場(chǎng)的影響。

DOCSIS 2.0—技術(shù)概述
DOCSIS 標準自創(chuàng )建以來(lái)，就一直是有線(xiàn)電視(CATV) 數據傳輸基礎設施的全球標準。而DOCSIS 2.0通過(guò)定義改進(jìn)的上行通道物理層 (PHY)顯著(zhù)增強了上一個(gè)版本的功能。
DOCSIS 2.0對下行通道 PHY 未做任何更改。它可以繼續在線(xiàn)纜調制解調器系統 (CMTS)與CPE之間提供數據速率高達 40 Mbit/s的鏈路。上行通道提供了從有線(xiàn)用戶(hù)的 CPE 到有線(xiàn)運營(yíng)商的CMTS的數據鏈路。由 DOCSIS 2.0 定義的上行 PHY 可以使單個(gè)通道上的數據速率達到 30 Mbit/s。與 DOCSIS 1.0 相比，它可以使頻譜效率提高 50%，并使單個(gè)載波的吞吐量提高 300%。DOCSIS 2.0 增強技術(shù)提高了系統能力，并使MSO減少了CMTS處的上行端口數，進(jìn)而提高了統計多路復用的性能。因此，MSO能夠降低其每比特的成本。除此之外，DOCSIS 2.0 還使各 MSO 能夠提供新的創(chuàng )收應用，如電視會(huì )議、VoIP、點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò )以及在線(xiàn)游戲等，這些應用均要求使用強大可靠的上行數據路徑。另外，DOCSIS 2.0 PHY 還不容易受諸如加性高斯白噪聲 (AWGN)、脈沖噪聲以及猝發(fā)噪聲等通道缺陷的影響。
DOCSIS 2.0 PHY 采用了兩種調制技術(shù)：高級時(shí)分多址(A-TDMA) 以及同步碼分多址(S-CDMA)。這兩項技術(shù)通過(guò)提供更高的吞吐量及改進(jìn)的可靠性，增強了 DOCSIS 1.0 與 1.1的上行 PHY。A-TDMA 是 DOCSIS 1.x PHY的演進(jìn)，后者采用了TDMA 調制。S-CDMA 是使用128個(gè)正交代碼同時(shí)傳輸多達128個(gè)符號的另一種方法。盡管有時(shí)候某一項技術(shù)可能在性能上優(yōu)于另一項技術(shù)，但A-TDMA 與 S-CDMA 均可提供同樣高的吞吐量。此外，這兩項技術(shù)還可提供相應工具以緩解各種通道缺陷。

市場(chǎng)驅動(dòng)力—開(kāi)發(fā)
DOCSIS 2.0 為 MSO 提供了兩大優(yōu)勢：
?更高的帶寬
?更強的系統處理能力
其中后一個(gè)因素對促進(jìn) DOCSIS 2.0的發(fā)展起著(zhù)更重要的作用。
DOCSIS 2.0設計完成后，用戶(hù)通過(guò)寬帶有線(xiàn)連接進(jìn)行的最常見(jiàn)的應用是瀏覽因特網(wǎng)以及下載大文件。這兩種應用要求的下行吞吐量均高于上行吞吐量。在早些時(shí)候，MSO 的大部分資金及設計資源主要集中在將其網(wǎng)絡(luò )從早期的單向設備升級到新型符合DOCSIS 1.1標準的雙向設備，其目的是盡可能充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò )的價(jià)值。由于諸如因特網(wǎng)瀏覽與文件下載等應用幾乎不能提高用戶(hù)的平均收入(ARPU)，因此MSO主要側重于通過(guò)提高其網(wǎng)絡(luò )的容量以便增加每網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的用戶(hù)數來(lái)獲得。所以，創(chuàng )建能夠增加容量并降低每用戶(hù)網(wǎng)絡(luò )成本的這種需求便成為 DOCSIS 2.0的主要驅動(dòng)力。幸運的是，能夠支持占用較高帶寬的應用標準也應運而生了。

市場(chǎng)動(dòng)力—采用率
雖然 DOCSIS 2.0 可能是在提高網(wǎng)絡(luò )容量的需求驅動(dòng)下創(chuàng )建的，但還是有必要深入探討一下采用該標準背后的主要動(dòng)力。
在北美地區，有線(xiàn)行業(yè)采用 DOCSIS 2.0 并積極實(shí)施新的升級策略的現象隨處可見(jiàn)。在 CPE 方面，MSO 要求其網(wǎng)絡(luò )中部署的所有線(xiàn)纜調制解調器均符合 DOCSIS 2.0 標準。DOCSIS 2.0 線(xiàn)纜可與舊式調制解調器及CMTS進(jìn)行互操作，并可與其后向兼容，而在成本上相差無(wú)幾。在 CMTS 方面，MSO 也很快部署了符合 DOCSIS 2.0 標準的設備。一開(kāi)始可能是進(jìn)行全新安裝，隨后才逐步對現有 CMTS 進(jìn)行升級。
在不久的將來(lái)，全球其它地區也將繼北美地區之后相繼采用該標準。但是，北美以外地區的市場(chǎng)動(dòng)力各不相同，并包括對手技術(shù)的激烈競爭等因素。比如部署的 xDSL 可以為用戶(hù)提供非常高的數據速率。在這些地區，DOCSIS 2.0 提供了更高的速率來(lái)積極響應各有線(xiàn)公司的需求。
從應用與服務(wù)的角度來(lái)看，當今現有的幾種應用將繼續推動(dòng)市場(chǎng)朝著(zhù)要求更多對稱(chēng)管道的趨勢發(fā)展。電視會(huì )議、在線(xiàn)游戲、點(diǎn)對點(diǎn)與文件共享應用、個(gè)人因特網(wǎng)服務(wù)器以及公司專(zhuān)用網(wǎng)，這些都是上行密集型應用。盡管市場(chǎng)還未達到對現有管道的非對稱(chēng)性嚴重限制使用的地步，但事實(shí)上這些取決于帶寬的上行應用確實(shí)存在并已投入使用，從而反映了用戶(hù)更需要對稱(chēng)帶寬的這一明顯趨勢。

下一步的發(fā)展趨勢
隨著(zhù) MSO 不斷升級其網(wǎng)絡(luò )以獲得處理極高帶寬雙向數據傳輸的能力，預測新一代服務(wù)的趨勢并檢驗其是否能夠充分利用新一代網(wǎng)絡(luò )的實(shí)際潛力是至關(guān)重要的。隨著(zhù)時(shí)間的推移，新型及現有的應用與服務(wù)可能會(huì )不斷演進(jìn)，以充分利用 DOCSIS 2.0 支持的功能。
事實(shí)上，游戲機制造商正考慮在其新一代產(chǎn)品中采用 DOCSIS 2.0 線(xiàn)纜調制解調器模塊。未來(lái)的機頂盒與交互式 TV 可能包括網(wǎng)絡(luò )攝像頭并支持有線(xiàn)寬帶連接。新型設備將支持諸如個(gè)人視頻聊天及寬帶遠程辦公等應用。隨著(zhù)越來(lái)越多的用戶(hù)需要像公司一樣連接到其工作服務(wù)器上，人們對符合 DOCSIS 2.0 標準的終端設備的需求也可能會(huì )激增。
當然，對新一代服務(wù)有許多全新的應用與服務(wù)有待我們去開(kāi)發(fā)，以便充分利用 DOCSIS 2.0 提供的優(yōu)勢以及即將進(jìn)行的規范升級。由于全球的用戶(hù)不斷連接在一起以組成一個(gè)數字世界，因此目前提供的 DOCSIS 標準，今后一定會(huì )給服務(wù)提供商帶來(lái)更高的增長(cháng)率以及更多的創(chuàng )收機遇?！?BR>