Технология docsis что это такое

Поговорим про Docsis?

Доброго времени суток всем хабражителям. Не так давно мне довелось работать системным администратором в местном провайдере. Ничего необычного, но стандарт передачи данных данного провайдера был не особо распространенный — это был Docsis. Порывшись по поиску Хабра я нашел всего 1 более-менее вразумительную статью про Docsis, в которой было по чуть-чуть про все и это натолкнуло меня на написание поста об этом редком стандарте и его, пожалуй, главной части — CMTS. Всех заинтересованных прошу под кат.

Для начала немного теории. Как утверждает Википедия этот стандарт предусматривает передачу данных абоненту по сети кабельного телевидения с максимальной скоростью до 42 Мбит/с. (при ширине полосы пропускания 6 МГц и использовании многопозиционной амплитудной модуляции 256 QAM) и получение данных от абонента со скоростью до 10,24 Мбит/с.

Самой дорогой и, соответственно, самой важной частью построения сети на основе КТВ является CMTS. В нашем случае это будет Casa C3200 про которую сегодня я и хочу поговорить.

В чем ее преимущества?

1002 МГц).

Модульность и гибкость архитектуры

CMTS С3200 имеет компактный форм-фактор 3RU. Она имеет модульную архитектуру, которая даёт кабельному оператору максимальную гибкость в подборе комплектации в соответствии с предоставляемыми услугами. С3200 состоит из базовой системы с одним слотом для модуля коммутации и управления, шестью слотами под модули DOCSIS (модули DQM под downstream или модули DCU под upstream). Любое сочетание модулей downstream и upstream поддерживается платформой. Это позволяет гибко регулировать соотношение downstream/upstream. Модуль DOCSIS QAM (DQM) – это полностью модуль под DOCSIS downstream, включающий обработку пакетов DOCSIS, QoS, DOCSIS downstream MAC, PHY, и up-конвертацию. Существуют 3 версии модулей downstream, 8-канальный DQM 08, 16-канальный DQM 16 и 24-канальный DQM 24. Все версии имеют 4 выходных порта.

Модуль DOCSIS Control and Upstream (DCU) – это полностью модуль под DOCSIS upstream, включающий обработку пакетов DOCSIS, upstream MAC и приёмники. Существуют 2 версии модулей DCU, 8-канальный DCU08 и 4-канальный DCU04. В сумме на платформе С3200 поддерживаются разнообразные конфигурации от 8 DSx40US до 120DSx8US, и всё это в 3 RU. Типичной конфигурацией при использовании channel bonding может быть 32DSx32US для канального соотношения 1:1, или 48DSx24US для канального соотношения 2:1. Каждый QAM канал downstream может поддерживать DOCSIS или MPEG/DVB-C video или их сочетание. В минимальной комплектации С3200 имеет один модуль DQM08 и один DCU04 — 8DSx4US.

Немного про интерфейс?

С3200 имеет user-friendly консольный интерфейс и предоставляет пользователю широкие возможности по управлению как например
show cable modem summary total

что позволяет посмотреть кол-во модемов на каждом из интерфейсов, либо
show docsis channel utilization

который дает возможность просмотра загруженности всех прямых и обратных каналов.
При нажатии на «?» умная С3200 выдаст список возможного продолжения команд, при этом сохранит весь ранее написанный текст

Еще чуть-чуть о настройке

Полный рабочий конфиг я выкладывать не буду, но несколько интересных моментов все же хотелось бы осветить.

Источник

DOCSIS: что представляет собой технология от Ростелекома

Часто используемый Ростелекомом стандарт DOCSIS – это технология, которая позволяет передавать данные интернет-подключения по телевизионному кабелю. Такой метод связи с провайдером обладает множеством плюсов, основным из которых является скорость и качество соединения.

Что такое DOCSIS от Ростелекома?

Решение для передачи данных по телевизионному кабелю было найдено еще в конце 90-х годов, после одобрения ITU (International Telecommunication Union) нового стандарта J. 112. Им стала технология DOCSIS, аббревиатура которой расшифровывается как Data Over Cable Service Interface Specification.

Технология DOCSIS от Ростелекома в большинстве случаев располагает максимальной скоростью входящих пакетов 42 Мбит/с. Исходящие же данные отправляются несколько медленнее. Этот показатель составляет около 10 Мбит/с. Такие скоростные характеристики призваны заменить старые стандарты и открыть быстрый доступ в интернет для многочисленных клиентов, которые пользуются телевизионными услугами.

Нет желания ожидать мастера? Узнайте, как самостоятельно подключить и внести необходимые параметры в программное обеспечение TP Link от Ростелекома.

О настройке роутеров D-Link моделей 2640, 2500 и 2650 можно прочитать здесь.

Стоит заметить, что технологии связи DOCSIS отличаются в зависимости от уникальных особенностей региональных стандартов передачи ТВ сигнала. Мировые рынки телевизионных услуг используют:

Самым распространенным сейчас является стандарт PAL, занимающий около 65% рынка в сравнении с конкурентами.

Также DOCSIS имеет разделение и по версиям обновлений (1.0, 1.1, 2.0, 3.0). Новейшей и максимально производительной сейчас выступает линейка EuroDOCSIS. Эти форматы передачи данных позволяют эффективнее работать как с одноканальными, так и с широкополосными линиями, благодаря чему достигается повышение скорости приема и отправки данных. Тем не менее большинство современных модемов нашего рынка поддерживают лишь классическую версию стандарта. Так как она практически не уступает старшей в скоростных характеристиках, весомые причины для затратного перехода пока что отсутствуют.

Пройдя несколько этапов эволюции, этот стандарт даже в классическом варианте DOCSIS позволяет получить скорость приема более чем 340 Мбит/с.

Плюсы технологии

Стандарт DOCSIS от Ростелекома, помимо значительного повышения скорости отзыва сервера провайдера, готов предложить поддержку протокола IPv6. Он призван в ближайшем будущем решить проблемы нехватки адресов IPv4.

Интересно: Важной особенностью является поддержка мультивещания (multicasting). Благодаря технологии многоадресной передачи данных, на маршрутизаторах есть возможность настройки IP телевидения для нескольких устройств.

Передача интернет-сигнала по технологии DOCSIS от Ростелеком в значительной мере повысила безопасность данных. Это обусловлено использованием алгоритма шифрования AES (Advanced Encryption Standard), который поддерживает 128 битные ключи.

Схема подключения клиентов DOCSIS в сети Ростелекома

Технология DOCSIS от Ростелекома использует схему подключения Downstream, что на русский язык можно перевести как «сверху вниз».

Этот упрощенный формат предполагает раздачу интернета главным устройством (Cable Modem Termination System) всем пользователям сети одновременно. Передача в обратном порядке, то есть Upstream (отправка данных клиента на сервер), выполняется поддерживаемым модемом прямо на сервер, не используя промежуточных устройств.

Узнайте, как правильно настроить линейку беспроводных маршрутизаторов D-link Dir 6xx от Ростелекома?

О внесении параметров на роутерах Qtech: QDSL 1040, QBR 1040 и QBR 2041 читайте тут.

Телекоммуникационный рынок в крупных городах способен предложить широкий спектр услуг и типов их подключения. В зависимости от требований пользователя можно выбрать стандарт соединения, желаемую скорость и соответственно стоимость услуги. Тем не менее во многих населенных пунктах наиболее распространенным пока что является DSL-интернет, подключаемый по телефонной линии.

Источник

Кратко о DOCSIS или есть ли жизнь в КТВ?

Собственно аббревиатуру DOCSIS слышали многие, но далеко не все представляют что это и зачем оно нужно. Самые любопытные могли, даже просветится этим вопросом в википедии, но как показывает практика довольно много вопросов все равно остается. Итак, начинаем срывать покровы давайте разберемся с вопросами:
1. что это?
2. кому это нужно?
3. что для этого нужно?
4. как начать?

Слабонервных не желающих вникать в «How it’s made?» просьба под хабракат не заглядывать — там ничего интересного нет.

Итак, начинаем с общей теории.
Аббревиатурой DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specifications) обозначается стандарт передачи данных по телевизионному кабелю, который был принят в 98 году. Сей стандарт в оригинале предполагает передачу данных до 42/38 Мбит/с в даунстриме (к пользователю) и до 10/9 Мбит/с в апстриме (от пользователя).
У столкнувшихся с технологией впервые часто возникает вопрос – это каждому? Нет – полоса разделяется на всех пользователей, висящих на этих DS/US.

Собственно версий DOCSIS существует несколько:
— DOCSIS 1.0
— DOCSIS 1.1
— DOCSIS 2.0
— DOCSIS 3.0
— EURODOCSIS
Если не пускаться в подробности различия между ними сводятся к QoS, частотам, агрегации каналов, полосе и модуляциям. Собственно все это прямо связано со скоростями и жизнеспособностью в зашумленных сетях.

Далее переходим к стратегическим вопросам и экономической стороне.

Кому это нужно?
Нужно это в первую очередь существующим операторам КТВ для расширения спектра услуг предоставлением конечным пользователями высокоскоростного доступа в Интернет и сопутствующих навесок (VoIP, IPTV ну или на что фантазии хватит).
Я выделил слово «существующим» и из-за следующего (думаю очевидного соображения).

Развертывать коаксиальную сеть только ради предоставления доступа к Интернетам пользователям с нуля как минимум глупо и экономически не целесообразно, поскольку есть намного более дешевые и быстрые технологии (например FTTB, ADSL, PON). Как пример если вы не оператор КТВ а скажем АТС то опять же строить коаксиальную сеть по всему городу не представляется полезным значительно дешевле податься в ADSL – думаю понятно.

При существующей грамотно построенной коаксиальной сети накрывающей значительную площадь DOCSIS может стать оптимальным стартом, требующим минимальных вмешательств в физику. Особенно в слабозаселенных районах типа частного сектора, где плотность утыкивания муфтами/свичами/боксами на единицу потребителя может оказаться космической в случае FTTB. Опять же в случае многоэтажной застройки (т.н. спальных районах) с наличествующей конкуренцией в виде «домашних сетей» возможно, имеет смысл развертывать параллельную коаксиальной FTTB сеть или раз уже очень хочется использовать HCNA – будет имхо дешевле и перспективней.

Оборудование
В общих чертах типичная схема будет выглядеть так:

Собственно из загугленной картинки сразу становится понятно что для того чтобы предоставить оконечному пользователю интернет требуется:
1. облачко в котором живет интернет 😉
2. сервер с установленными сервисами DHCP, TFTP
3. CMTS (Cable Modem Termination System)
4. коаксиальная сеть идущая к абоненту
5. модем и желание подключится у пользователя

Кратко пробежимся по указанным выше пунктам.
1. с интернетом все понятно – допустим он у нас есть
2. сервер будем использовать на чем-то с чем знаком администратор. Предположим что знаком он с FreeBSD/Linux 😉
3. CMTS… бывают разные черные, белые грязные с кратким перечнем производителей можно ознакомится здесь Для совсем несведущих это (очень грубо) такой большой и дорогой модем к которому линкуются абонентские модемы.
4. Основным требованием к сети является – обслуживаемость и наличие на усилителях обратного канала. Обслуживаемость – это перманентное вырезание нелегалов и слежение за уровнями сигнала в прямом и обратном каналах. Сезонный шат сигнала может очень существенно подпортить жизнь пользователям и вашей службе поддержки.
5. С кратким перечнем производителей модемов можно ознакомиться здесь. Docsis модем является довольно специфичным устройством предоставляющий довольно широкие возможности – начиная ограничением пропускной способности абонента прямо на его модеме и заканчивая фильтрами (грубо удаленно управляемым фаерволом).

С чего начать?
В последнее время ко мне с завидной регулярностью стучат админы начальство которых, руководствуясь соображениями, изложенными в «Кому это нужно?» купило CMTS (почему-то чаще всего это что-то типа подержанных BSR1000, BSR2000, CiscoUBR) и сказало «засунь интернет в КТВ сеть».
Для людей знакомых уже с Ethernet или ADSL схема работы DOCSIS сети может оказаться не совсем прозрачной а количество телодвижений нужных для того чтобы хотя бы один модем запингался – окончательно упоротым. Довольно сложно что-то сделать не представляя общих принципов того как это должно работать. Первая мысль которая приходит в голову это прикрутить модем напрямую к CMTS и посмотреть что получится. Естественно не получится ничего – модем будет просто светомузыкально мелькать лампочками и все. Больше ничего не случится.

При попытке соединиться модем сканирует весь диапазон частот на тему наличия downstream/upstream и если находит пытается получить адрес посредством DHCP для модема, если адрес получен — модем по TFTP пытается получить специальным образом собранный конфиг для себя родимого, после чего если конфиг нормально прожеван пытается получить по DHCP адрес для CPE (customer-provided equipment) коим являться будет скорее всего сетевая плата либо роутер.

Работать в норме на тестовом стенде оно должно так:
1. CMTS настроена
2. На сервере подняты вышеуказанные сервисы
3. модем подключен через пачку тапов чтобы обеспечить номинальные уровни сигнала для DS/US.

1. На настройке CMTS заострять внимание мы особо не будем, ибо в зависимости от производителя, физических реалий сети и планируемой топологии сети она будет очень сильно разниться. Радует наличие всеобъемлющей документации, которое шло в комплекте со всеми попадавшими ко мне в руки дивайсами – думаю по ней должно быть все более-менее понятно для людей знакомых с cisco-like интерфейсом и общей теорией настройки сетевых устройств.

Минимальные пассы руками которые следует провести над CMTS чтобы она была готова к стендовым испытаниям выглядят как:
— прописываем частоту DS
— прописываем частоты и модуляции для US
— прописываем адрес DHCP сервера который мы будем рилеить
— прописываем secret key для конфигов
— прописываем пароли
— сохраняемся

2. Поднимаем на сервере нужные нам сервисы.

# cd /usr/ports/net/isc-dhcp31-server/ && make install (собираем с поддержкой Option82)
tftpd скорее всего у нас есть по умолчанию, просто раскоментируем его в /etc/inetd.conf
#cd /usr/ports/net-mgmt/docsis && make install
Который нужен нам для генерации бинарных конфигов для DOCSIS-совместимых модемов как гласит pkg-descr.

Допустим CMTS мы настроили как 10.10.10.9 рилеящую DHCP риквесты на сетевую нашего хоста с айпишкой 10.10.10.10 которая смотрит на CMTS. Тогда наш /usr/local/etc/dhcpd.conf должен выглядеть следующим образом
option domain-name «catv»;
option domain-name-servers 10.10.10.10;
default-lease-time 3600;
max-lease-time 43200;
authoritative;
ddns-update-style none;
log-facility local7;
one-lease-per-client true;
deny duplicates;

subnet 10.10.200.0 netmask 255.255.248.0 <
default-lease-time 3600;
max-lease-time 86400;
option domain-name-servers 10.10.10.10;
option subnet-mask 255.255.248.0;
option routers 10.10.200.1;

subnet 10.10.100.0 netmask 255.255.248.0 <
default-lease-time 3600;
option subnet-mask 255.255.248.0;
option routers 10.10.100.1;
server-name «10.10.10.10»;
option tftp-server-name «10.10.10.10»;
option bootfile-name «cm_config/other.b»;
next-server 10.10.10.10;
filename «cm_config/other.b»;
option time-servers 10.10.10.10;
option time-offset 2;

Из чего должно быть понятно что мы резервируем под модемы сеть 10.10.100/21 и под пользовательские CPE сеть 10.10.200/21

Для простоты работы в будущем хосты для сабнетов мы инклудим из /usr/local/etc/modems_dhcp.conf и /usr/local/etc/users_dhcp.conf соответственно. Для начала в /usr/local/etc/modems_dhcp.conf мы вписываем наш тестовый модем в виде

host m1002 <
hardware ethernet 00:ff:ff:55:ff:f2;
fixed-address 10.10.100.3;
filename «cm_config/testmodem.b»;
>

А в и /usr/local/etc/users_dhcp.conf добавляем свой тестовый хост:

host m10102002 <
hardware ethernet 00:cc:cc:99:aa:ff;
fixed-address 10.10.200.2;
>

Директива filename должна намекать на то что в ней содержится путь (относительно tftp root который обычно в /tftpboot) к забинареному конфигу модема. В простейшем случае конфиг модема (не пригодный к реальному использованию! For testing purposes only! Achtung!) будет выглядеть следующим образом:

Main <
NetworkAccess 1;

GlobalPrivacyEnable 0;
UsServiceFlow
<
UsServiceFlowRef 200;
QosParamSetType 7;
MaxRateSustained 0;
SchedulingType 2;
>
DsServiceFlow
<
DsServiceFlowRef 100;
QosParamSetType 7;
TrafficPriority 3;
MaxRateSustained 0;
>

Теперь нам следует его скомпилить в приемлемый для модема вид при помощи ранее собранной утилиты docsis используя указанный на CMTS secret-key

Прописываем рауты для сетей модемов, и пользователей на CMTS в rc.conf:

static_routes=»cable modem»
route_cable=»10.10.200.0/21 10.10.10.9″
route_modem=»10.10.100.0/21 10.10.10.9″

3. собираем из спичек и желудей пигтейлов и тапов конструкцию объединяющую DS и один из US и обеспечивающую прохождение на модем указанных в документации уровней сигнала.

Если мы все сделали правильно то на CMTS в
bsr#show cable modem

Мы увидим что-то типа
Cable 0/0/D0/U0/C0 431 online 1458 26.0 10.10.100.3 00ff.ff55.fff2

И соответственно наши тестовый модем и тестовый хост которые как мы помним 10.10.100.3 и 10.10.200.2 должны пингаться.

Видите как все просто и наглядно? – а вы боялись. =)

В случае сегментирования сети на множество CMTS для обеспечения повышения отказоустойчивости и быстродействия все выглядит аналогичным образом. И сводиться к разнесению разных сетей по раутам.

Вышеприведенный конфиг не адекватен для реального применения по ряду причин:

Как минимум:
— нету фильтров на изоляцию пользователей
— нету прописанных snmp для сбора статистики
— нету привязки модема к конкретному CPE
Еще хорошо было бы сделать:
— шейпинг канала прямо на устройстве
— учесть особенности различных дивайсов
— отрубить веб-лицо модема, пользователю там делать нечего
— грамотно построить QoS

Изначально я очень хотел написать пошаговый мануал по тому, как сделать не просто чтобы «ходили интернеты» а и по тому, как грамотно их продать конечным пользователям, собственно с примерами конфигов, готовой АСР итд. Но так как писатель из меня честно-говоря никакой — мне банально стыдно показывать свой быдлокод который к тому же довольно узкоспецифичен и в любом случае требует глубокой доводки под конкретного оператора 🙂
В общих чертах требования к биллингу работающему в DOCSIS сети очень просты:
— уметь считать трафик
— уметь считать деньги
— делать из посчитанных денег трафика гибкие тарифы
— гибко ограничивать пользовательскую полосу
— уметь на лету компилировать конфиги к модемам на каждого пользователя + править хосты dhcpd.

Если с первыми четырьмя пунктами все понятно – и собственно все АСР ими в основном и занимаются, то на последнем следует заострить внимание на последнем. Естественно можно выдать один конфиг на всех, а потом аутентификацию пользователя производить при помощи внутренних механизмов АСР (разношерстные авторизаторы) либо скажем методом PPtP тунелля но это я считаю просто дополнительным костылем и сознательным отказом от очень удобных возможностей предоставляемых технологией.

Думаю сейчас много-много людей скажет, что технология мертва, дорога, не актуальна и потыкают меня мордочкой в FTTB, PON, HCNA. Да я в курсе что такие есть и что например в плотнозаселенных многоэтажках намного цена/скорость порта в десятки раз дешевле с FTTB и что HCNA предоставляет по тому же коаксиалу намного более вкусные скорости при сопоставимой стоимости абонентских железок и отсутствии в необходимости покупки относительно дорогой CMTS. Если интересно могу на пальцах объяснить, почему FTTB в частном секторе это дорого, и почему там же HCNA сводится к «почти FTTB» по стоимости порта а так же почему публика пока еще не готова к PON. Опять же для применения любой пока еще живой технологии всегда есть свои мотивы от «давайте использовать существующую сеть» до «иначе будет слишком дорого и долго». Опять же выбор играть в демпинг и гоняться со скоростями домашних сетей не самый хороший вариант при вышеуказанных ТТХ и собственно козырем DOCSIS провайдера должны быть имхо сервисы предоставляемые по одному кабелю и их качество.
На данном этапе развития DOCSIS 2.0 может в полнее успешно конкурировать с ADSL а 3.0 наступает на пятки остальным как перспективная платформа для Triple Play.

Как всегда в конце статьи я использую свою слабую отмазку звучащую как:

«Да я не грамотен, я знаю. Язык не родной, в школе не учили, хотя догадываюсь это слабая отмазка. Если вы воспринимаете пропущенную запятую как личное оскорбление – приношу извинения заранее. Честно – я не хотел»

Как правило, действует 😉

Статья написана по спецзаказу журнала «Кабельщик»

Источник

Различия подключений домашнего интернета. Типы интернет-соединений

На момент написания этой статьи в 2021 году, существует 3 типа самых популярных способа подключений домашнего интернета. Подробно опишем их различия и особенности.

Способ Коаксиальный — кабельный (DOCSIS)

Коаксиальные (или кабельные, как их обычно называют) соединения используют проводные сети для передачи данных. Медная жила и экранированная конструкция позволяют передавать голосовой поток, телевизионные и широкополосные сигналы. Эта технология очень популярна в Европе, так как проведение оптоволокна FTTB до здания стоит крайне дорого. В России эта технология мало распространена. В основном ее активно использует провайдер Акадо

Акадо телеком Москва

ЗагрузкаЗагрузкаЗагрузкаОтдача50 Мбит/с100 Мбит/с200 Мбит/с20 Мбит/сцена 430рцена 450рцена 470р

В России у того же Акадо, макмимальная скорость приема по технологии DOCSIS 3.0 всего 20 мегабит в секунду, без возможности увелечения. Имейте это ввиду!

Витая пара (FTTb)

Что такое категория витой пары? Это параметр, который определяет ее пропускную способность. Чем выше категория – тем пропускная способность лучше.

Конструкция оптоволоконного кабеля (FTTx)

Оптоволокно сконструировано таким образом, что передача данных происходит по специальным оптическим магистралям, которые состоят из отдельных носителей. Они, в свою очередь, объединяются в некую общую конструкцию под названием оптоволоконный кабель. Как уже стало понятно, кабель делается из стекла, которое само по себе — довольно хрупкий материал — его можно легко разбить. С этой целью провода обеспечиваются защитой от механических повреждений, но этого недостаточно для сохранности кабеля.

Принцип работы оптического носителя

Процесс обмена данными происходит за счет того, что свет лазера проходит по кабелю от встроенного светодиодного элемента. Передача заключается в создании однонаправленных импульсов в виде двоичного кода. Специально для обмена данными было создано два независимых канала.

Источник