Стандарти DOCSIS і EuroDOCSIS

У 1998 р. на сесії робочої групи ITU в Женеві був схвалений основоположний стандарт J.112, визначає методи передачі даних по мережах кабельного телебачення. Базуючись на основі стандартів ITU J.112 і J.83, консорціумом CableLabs у співпраці з широким колом виробників обладнання був розроблений єдиний міжнародний стандарт, відомий під назвою Data Over Cable Service Interface Specification (DOCSIS).

Цей стандарт передбачає передачу даних абонентові по мережі кабельного телебачення з максимальною швидкістю до 42 Мбіт / с. (При ширині смуги пропускання 6 МГц і використанні багатопозиційної амплітудної модуляції 256 QAM) і отримання даних від абонента з швидкістю до 10,24 Мбіт / с. Він покликаний змінити раніше рішення на основі фірмових протоколів передачі даних і методів модуляції, несумісних один з одним, і повинен гарантувати сумісність апаратури різних виробників.

Прийняті ITU документи містять також три додатки, що враховують специфічні особливості американського, європейського і японського ринків послуг CATV і поширені в цих регіонах стандарти (NTSC, PAL, SECAM).

EuroDOCSIS регламентує прийнятий для Європи розподіл частот прямого і зворотного каналу, обумовлює роботу c смугою 8 МГц.

	DOCSIS 1.x	Euro-DOCSIS
Поток к абоненту (Downstream Rates)	64-QAM: 27 Mbps 256-QAM: 42 Mbps ITU J83 Annex B FEC 6Mhz Channelization	64-QAM: 38 Mbps 256-QAM: 52 Mbps ITU J83 Annex A FEC 8Mhz Channelization
Поток от абонента (Upstream Rates)	.320,.640, 1.280, 2.560 and 5.120 Mbps QPSK and.640, 1.280, 2.560, 5.120, 10.24 Mbps 16-QAM 5-42Mhz	.320,.640, 1.280, 2.560 and 5.120 Mbps QPSK and.640, 1.280, 2.560, 5.120, 10.24 Mbps 16-QAM 5-65Mhz
Шифрование данных	56 bit DES	56 bit DES

Стандарт DOCSIS 1.1 додатково передбачає наявність спеціальних механізмів, що поліпшують підтримку IP-телефонії, зменшують затримки при передачі мови (наприклад, механізми фрагментації і збірки великих пакетів, організації віртуальних каналів і завдання пріоритетів).

Порівняльна таблиця стандартів DOCSIS 1.x, Euro-DOCSIS і DVR-RC:

Свойства	DOCSIS 1.x	Euro-DOCSIS	DVR-RC
Скорость приема	64-QAM: 27 Mbps 256-QAM: 42 Mbps ITU J83 Annex B FEC 6Mhz Channelization	64-QAM: 38 Mbps 256-QAM: 52 Mbps ITU J83 Annex A FEC 8Mhz Channelization	64-QAM: 38 Mbps 256-QAM: 52 Mbps ITU J83 Annex A FEC 8Mhz Channelization, OOB
Скорость передачи	.320,.640, 1.280, 2.560 и 5.120 Mbps QPSK и.640, 1.280, 2.560, 5.120, 10.24 Mbps 16-QAM 5-42Mhz	320,.640, 1.280, 2.560 и 5.120 Mbps QPSK и.640, 1.280, 2.560, 5.120, 10.24 Mbps 16-QAM 5-65Mhz	1.544 Mbps; 3.088 Mbps Differential QPSK 5-65Mhz
Производительность	>80% эффективности, при смешаной передаче голоса и данных, на скоростях до 10.24 Mbps в 3.2 Mhz	>80% эффективности, при смешаной передаче голоса и данных, на скоростях до 10.24 Mbps в 3.2 Mhz	50-72% эффективности, на скорости 3,088 Mbps в 2 Mhz
Службы	Internet Access, Interactive Set-top Box, Voice over IP	Internet Access, Interactive Set-top Box, Voice over IP	Internet Access, Interactive Set-top Box
Комерческое использование	Уже	Уже	DAVIC 1.2, теперь DVR-RC, придет в середине 2000 года?
Базовые протоколы	Variable Length, Native IP with QoS	Variable Length, Native IP with QoS	ATM Cell transport, with IP adaptation layer translation
Безопасность	Baseline Privacy/Plus 56 bit DES CBC	Baseline Privacy/Plus 56 bit DES CBC	Никакой, возможно сделают позже.

Як видно з таблиці, всі ці стандарти передбачають різну швидкість, для передачі і прийому, що виправдано, у багатьох випадках. Крім цього, DOCSIS має пряму підтримку IP протоколу, з нефіксованим довжиною пакетів. DVR-RC, у свою чергу, для передачі IP пакетів використовує ATM Cell transport, тобто, IP пакет спочатку переводиться в формат ATM, який і передається по кабелю. На іншій, стороні, проводиться зворотний процес. Фіксирований розмір ATM пакетів, не дозволяє працювати таким службам, як Voice over IP (передача голосової та відеоінформації), нестача, якого позбавлений DOCSIS. До того ж, більшість IP пакетів трохи більше ATM пакетів, тому для передачі одного IP пакету доводиться використовувати два ATM пакета, що призводить до втрат у 30-50%, чим і зумовлена ​​менша ефективність і продуктивність цього стандарту.

Підтримка тришарового мультипротокола:

Різні абоненти використовують у своїх LAN і РС різні тришарові протоколи. Технологія СКМ забезпечує мультипротокольні роботу, що дозволяє підключати абонентів до мережі незалежно від протоколів, які використовують їх програми. Ця обставина істотно полегшує включення абонентських додатків в кабельну мережу. Найбільш поширені трирівневі протоколи TCP / IP, SPX / IPX, AppleTalk і NetBEUI.

Якщо СКМ підтримує тільки TCP / IP, то кабельний оператор не зможе приєднати абонентів, що працюють в інших протоколах. Наприклад, не зможуть бути приєднані мережі Novell 3 або Novell 4. Якщо СКМ не підтримує NetBEUI, то абонент не зможе використовувати мережеві механізми Microsoft.

 

Захист даних

Спільна робота декількох користувачів по загальному кабелю має певні особливості, що вимагають прийняття спеціальних заходів для забезпечення захисту інформації.

У розділяється мережі кожен вузол має можливість, принаймні, на фізичному рівні, бачити трафік до всіх інших вузлів. Точно так само, як весь трафік в сегменті Ethernet видно протокольного аналізатору при використанні мережевої плати з підтримкою режиму прийому всіх пакетів, протокольний аналізатор може перехоплювати весь трафік в сегменті мережі КТВ, якщо не будуть вжиті заходи захисту. Як показує практика, принаймні, в одному зареєстрованому випадку користувач кабельного модему з мережевим клієнтом Windows міг бачити понад 100 поділюваних дисків в настільних системах своїх сусідів.

Забезпечення конфіденційності та захисту даних в мережах кабельного телебачення приділяється серйозна увага. Фактична стандарт в особі специфікації інтерфейсу для служб передачі даних по кабельній мережі (Data-over-Cable Service Interface Specification, DOCSIS) був запропонований галузевої групою Multimedia Cable Network System (MCNS). Він передбачає встановлення засобів шифрування DES на кожен модем. При цьому дані кожного користувача передаються по кабелю тільки в зашифрованому вигляді з використанням індивідуального ключа шифрування. Це рішення, або будь-яка форма шифрування взагалі, є, мабуть, необхідним для захищеної передачі інформації з мереж кабельного телебачення. Однак застосування додаткового обладнання збільшує загальну вартість модемів і адміністративне навантаження і до того ж підвищує вимоги до технічного персоналу кабельного оператора.

Більшість кабельних модемів мають вбудовані мости рівня MAC, що позбавляють абонентів можливості бачити будь-які кадри, крім призначених безпосередньо їм. Мости, однак, не блокують широкомовні кадри, тому безпринципні користувачі мають можливість здійснювати атаки типу "відмова в обслуговуванні" на своїх сусідів.

Ще одне можливе рішення передбачає установку брандмауера позаду кабельного модему, але, знову ж, фінансові та адміністративні витрати виявляються досить високими.

Дані заходи перешкоджають перехоплення трафіку в сегменті мережі і забезпечують надійний захист інформації, що передається.

 

Застосування кабельних модемів

Використання кабельних модемів не обмежується тільки отриманням величезної кількості потрібної і непотрібної інформації через Інтернет у вікна броузера і, як наслідок, на жорсткий диск вашого комп'ютера. Використовуючи кабельну мережу, можна побудувати дуже навіть непогану интрасеть у вашому домі. Та й офіси компаній можна оснастити интрасетями, заснованими на даній технології, - чим не альтернатива виділеним лініям? Додайте сюди відмінну можливість організації відеоконференцій (в елітних будинках це може бути відеотелефон) і багато-багато всякої всячини, яка так урізноманітнює ваше дозвілля з комп'ютером.

Повертаючись до серйозності технологій, можна знайти ще багато різних сфер застосування кабельних технологій. Наприклад, у галузі освіти та автоматизації процесу навчання. Уявіть школу, оснащену, по-перше, комп'ютерами, по-друге, кабельною мережею. Думаю, нашій системі освіти треба подумати про це, адже дані технології значно розширюють можливості застарілих лінгафонних класів або нудних уроків інформатики. Познайомити підростаюче покоління з сучасними технологіями значить, закласти камінь у власне майбутнє. Упевнений, що школярі, які отримали в своє розпорядження таку локальну і глобальну мережу, з величезним задоволенням будуть до пізнього вечора коротати час у школі, наход їй застосування. Ще одна галузь - медицина: спостереження за пацієнтами, відеодіагностіка і так далі.

Збільшення швидкості обміну інформацією, яке обіцяє технологія кабельних модемів, може вплинути майже на всі області людської діяльності. Кабельне телебачення завжди було призначено для розваг, тому логічно використовувати його і для розподілених комп'ютерних ігор. Але кабельний модем дозволяє використовувати розважальні системи для роботи і для ділового спілкування, для навчання та лікування. Межі цієї нової технології ще важко визначити, але вже ясно одне: кабельний модем впустить Internet в кожен будинок.

 

Зведена Таблиця технічних параметрів СКМ