L’estàndard DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification) es va introduir per primera vegada a finals de la dècada dels 90 per a les empreses de televisió per cable, com una manera de proporcionar serveis d’Internet a través de la seva infraestructura de cable coaxial existent. La primera versió de l’estàndard, DOCSIS 1.0, es va publicar el 1997 i proporcionava una velocitat màxima descendent de 38 Mbps i una velocitat ascendent de 9 Mbps.
Al llarg dels anys, DOCSIS s’ha actualitzat i millorat contínuament per seguir el ritme dels avenços tecnològics i les demandes creixents de velocitats més altes i un millor rendiment. DOCSIS 2.0 es va llançar l’any 2002 i oferia una velocitat màxima descendent de 42 Mbps i una velocitat ascendent de 30 Mbps. DOCSIS 3.0 es va introduir al 2006 i va aportar millores significatives en velocitat i capacitat, amb una velocitat màxima descendent d’1 Gbps i una velocitat ascendent de 200 Mbps.
La versió més recent de l’estàndard, DOCSIS 3.1, es va publicar el 2013 i va oferir més millores en velocitat i capacitat, amb una velocitat màxima descendent de 10 Gbps i una velocitat ascendent d’1 Gbps. DOCSIS 3.1 també va introduir noves tecnologies com l’enllaç de canals, que permet l’ús de múltiples canals simultàniament per augmentar les transferències de dades, i la correcció d’errors, que redueix l’impacte del soroll i les interferències en les transmissions de dades.
Finalment, DOCSIS 4.0, que és l’última versió de l’estàndard, es va presentar el 2020 i ofereix velocitats encara més ràpides, una capacitat més gran i un millor rendiment mitjançant l’ús de tecnologies avançades com la comunicació dúplex completa, l’espectre estès i la divisió de freqüència ortogonal d’accés múltiple (OFDMA).
La tecnologia DOCSIS 4.0 permet la propera generació de xarxes de banda ampla híbrides de fibra coaxial (HFC), proporcionant velocitats multigigabit simètriques alhora que admet alta fiabilitat, alta seguretat i baixa latència.
DOCSIS 4.0 admet velocitats de fins a 10 Gbps de capacitat descendent i de fins a 6 Gbps de capacitat ascendent. La comunicació full dúplex permet el trànsit simultani de pujada i baixada, la qual cosa duplica efectivament l’ample de banda disponible. L’espectre estès permet als operadors de cable, utilitzar bandes de freqüència més altes que abans, la qual cosa es tradueix en més capacitat de dades. Finalment, OFDMA proporciona una millor eficiència de l’espectre permetent que diversos dispositius comparteixin el mateix ample de banda simultàniament.
Un dels principals avantatges de DOCSIS 4.0 és que és retro compatible amb versions anteriors de DOCSIS, de manera que es pot implementar gradualment sense que els clients hagin d’actualitzar el seu equip immediatament. Això significa que els operadors de cable poden continuar oferint els seus serveis existents alhora que s’actualitzen gradualment al nou estàndard.
DOCSIS 4.0 és important perquè representa un gran salt endavant en les capacitats i el rendiment de les xarxes de banda ampla per cable. Abans d’aquest estàndard, era possible una capacitat màxima de pujada de 1,5 Gbps. Ara, amb la tecnologia DOCSIS 4.0, es pot augmentar significativament la capacitat, la qual cosa permetrà oferir serveis simètrics multigigabit per a serveis residencials i empresarials.
Avui en dia, el consum de dades de pujada d’un client de banda ampla típic és només el 10% del seu consum de baixada. A mesura que apareguin noves tecnologies i aplicacions que permetin als clients i als seus dispositius compartir vídeo interactiu d’alta resolució, les xarxes que segueixen aquest estàndard estaran preparades per suportar els nous requeriments de velocitat i latència.
De forma resumida les característiques principals de l’estàndard són les següents:
A continuació es mostra la taula tècnica detallada del que incorpora l’estàndard DOCSIS 4.0:
| Detalls Tècnics | Descripció |
|---|---|
| Any de llançament | 2020 |
| Màxima transferència de dades de baixada | 10 Gbps |
| Màxima transferència de dades de pujada | 6 Gbps |
| Rang de freqüència | 54 Mhz - 1218 Mhz |
| Ample de banda del canal | 25 khz - 200 Mhz |
| Modulació | OFDMA |
| Modulació màxima | 4096 - QAM |
| Sub portadora ortogonal | 1.8 khz |
| Latència | Inferior a 1ms |
| Encriptació | AES-256 |
| Security | Suport per a característiques de maquinari i programari. |
| Suport Ipv6 | Si |
| Retro compatibilitat | Si, amb DOCSIS 3.1 i versions anteriors |
| Arquitectura de Xarxa | Arquitectura d’accés distribuït (DAA) |
| Unió de canals | Fins a 8 canals de baixada i 4 canals de pujada |
| Active Queue Management | Si |
| Ethernet Multi-Gigabit | Si |
| Priorització del tràfic | Si |
| Eficiència espectral millorada | Si |
| Capacitat millorada per Hertz | Si |
| Eficiència de potència millorada | Si |
| Administració de les interferències millorada | Si |
| Sincronització de xarxa millorada | Si |
| Allotjament dinàmic de l’ample de banda | Si |
| Taxa d’error de bits baixa | Si |
Tot seguit, es mostra una taula comparativa entre les diferents versions del DOCSIS 1.X,2.0,3.0,3.1 i 4.0:
| Característiques | DOCSIS 1.x | DOCSIS 2.0 | DOCSIS 3.0 | DOCSIS 3.1 | DOCSIS 4.0 |
|---|---|---|---|---|---|
| Any de llançament | 1997-2001 | 2002-2006 | 2006-2008 | 2013-2017 | 2020 |
| Velocitat màxima descàrrega | 38 Mbps | 42 Mbps | 1 Gbps | 10 Gbps | 10 Gbps |
| Velocitat màxima pujada | 10 Mbps | 30 Mbps | 100 Mbps | 1 Gbps | 6 Gbps |
| Agrupació de canals | N/A | 4 de pujada, 4 de baixada | 8 de pujada, 32 de baixada | 2 de pujada, 32 de baixada | 4 de pujada, 8 de baixada |
| Modulació | QPSK, 16-QAM, 64-QAM | QPSK, 16-QAM, 64-QAM | QPSK, 16-QAM, 64-QAM, 256-QAM | QPSK, 16-QAM, 64-QAM, 256-QAM, 1024-QAM | OFDMA |
| Rang de freqüència | 5 MHz - 42 MHz (pujada) i 54 MHz - 1002 MHz (down) | 5 MHz - 42 MHz (pujada) i 88 MHz - 1002 MHz (down) | 5 MHz - 85 MHz (pujada) i 108 MHz - 1002 MHz (down) | 5 MHz - 204 MHz (pujada) i 258 MHz - 1218 MHz (down) | 54 MHz - 1218 MHz |
| Suport IPv6 | No | Si | Si | Si | Si |
| Compatibilitat cap enrere | N/A | DOCSIS 1.x | DOCSIS 1.x i 2.0 | DOCSIS 1.x, 2.0 i 3.0 | DOCSIS 3.1 |
En aquest apartat es llisten els avantatges e inconvenients d’aquest estàndard:
Avantatges:
Inconvenients:
Requeriments:
DOCSIS 4.0 com ja s’ha dit en aquest article, és una tecnologia relativament nova, per tant, encara no s’ha desplegat àmpliament. No obstant això, aquí hi ha alguns casos d’ús:
Tot i que DOCSIS 4.0 té el potencial de ser una tecnologia revolucionària, la seva adopció es veurà afectada per diversos factors, com ara la disponibilitat de la infraestructura necessària i la demanda dels clients.
DOCSIS 4.0 és la versió més recent dels estàndards DOCSIS, i ofereix una velocitat de transmissió de dades significativament més alta que les versions anteriors. No obstant això, la tecnologia és una àrea en constant evolució, hi ha diversos possibles camins de desenvolupament en el futur.
Algunes possibles evolucions es podrien incloure en els següents camps:
DOCSIS 4.0 té el potencial de tenir un gran impacte en la indústria dels serveis de telecomunicacions, ja que ofereix una velocitat de transmissió de dades significativament més ràpida que les versions anteriors. Amb una capacitat teòrica de 10 Gbps de baixada i 6 Gbps de pujada, és capaç de suportar aplicacions d’internet cada vegada més exigents, com ara la transmissió de contingut de vídeo d’alta resolució i la realitat virtual.
Amb DOCSIS 4.0, els proveïdors de serveis d’internet podrien oferir velocitats més altes als clients existents i atreure nous clients amb promeses de velocitats de transmissió de dades cada vegada més ràpides. Això podria conduir a una competència més ferotge en el mercat de les telecomunicacions i potencialment també a una reducció de preus per als clients.
No obstant, també és important destacar que l’adopció requereix una inversió significativa en infraestructura per part dels proveïdors de serveis d’internet. Això pot restringir la seva capacitat per implementar el nou estàndard de forma generalitzada i també podria conduir a un augment de preus pels clients per compensar el cost d’aquesta inversió.
DOCSIS 4.0 representa una millora significativa respecte a les versions anteriors de l’estàndard DOCSIS i té el potencial de permetre als operadors de cable oferir serveis d’Internet més ràpids i fiables als seus clients.
Gràcies a nous estàndards com DOCSIS 4.0, les noves tecnologies i aplicacions emergents i consumidors de serveis WAN que puguin aparèixer al mercat en un futur pròxim, es podran dur a terme encara que els seus requeriments a nivell d’ample de banda i latència, siguin elevats.
https://www.cablelabs.com/technologies/docsis-4-0-technology
https://networkshardware.com/what-is-docsis-4-0/