DOCSIS

DOCSIS, oftewel Data Over Cable Service Interface Specifications, is de internationale standaard die wordt gebruikt voor het verzenden en ontvangen van data via een kabel van kabeltelevisie (CATV). Deze techniek wordt veelal gebruikt door serviceproviders voor het leveren van internetsignalen. Veelal gebeurt dit in combinatie met glasvezel. Een netwerk met een coax-glasvezel combinatie heet een HFC (Hybrid Fiber Coax) netwerk.

Het DOCSIS-protocol wordt ontwikkeld door CableLabs, dat wordt ondersteund door een consortium van vele fabrikanten van modems, routers en andere netwerkapparatuur.

De standaard werd in 1997 vrijgegeven en maakte de weg vrij voor kabel-tv-providers om ook internet te gaan leveren, waarbij het niet langer noodzakelijk was dat iedere afnemer exact hetzelfde modem gebruikte.
In 1999 werd deze versie opgevolgd door DOCSIS 1.1, die gestandaardiseerde Quality of Service (QoS) introduceerde. Tevens maakte dit de weg vrij voor symmetrische diensten zoals IP-telefonie. Serviceproviders liepen echter al snel aan tegen de beperkte snelheid in de upstream, waardoor dit in eerste instantie weinig werd toegepast. Dit veranderde toen in 2001 het DOCSIS 2.0-protocol werd vrijgegeven, dat met name verbeteringen in de upstream bood. Symmetrische diensten zoals IP-telefonie werden vanaf dat moment breder ingezet.

Lees verder

DOCSIS 3.0 en verder

In 2006 werd het DOCSIS 3.0-protocol vrijgegeven, wat een aanzienlijke verbetering betekende in datasnelheden voor zowel upstream als downstream. Ook werd ondersteuning voor Internet Protocol versie 6 (IPv6) geïntroduceerd. DOCSIS 3.1 werd voor het eerst uitgebracht in 2013 en heeft sindsdien meerdere updates ontvangen. In theorie ondersteunt dit protocol downloadsnelheden tot 10 Gbps en uploadsnelheden tot 1 Gbps. Deze specificatie laat de vaste kanaalbreedtes van 6 of 8 MHz (DOCSIS of EuroDOCSIS) los en maakt gebruik van het frequentiespectrum tussen de kanalen door meerdere kanalen samen te voegen (channel bonding) tot kanalen van wel 200 MHz breed. Op deze manier wordt efficiënter omgegaan met de beschikbare frequentieruimte op de kabel, waardoor hogere snelheden mogelijk zijn.

De ontwikkeling stond daar niet stil. In 2017 gaf CableLabs de specificatie voor DOCSIS 4.0 vrij. Deze versie benut het volledige spectrum van de coaxkabel, van 0 MHz tot 1,8 GHz, en biedt aanzienlijk hogere uploadsnelheden. DOCSIS 4.0 ondersteunt zowel Full Duplex DOCSIS (FDX) als Extended Spectrum DOCSIS (ESD), wat zorgt voor flexibelere en snellere communicatie, met uploadsnelheden tot 6 Gbps en downloads tot 10 Gbps.

In 2023 werd DOCSIS 4.1 aangekondigd als een doorontwikkeling van versie 4.0. Deze versie biedt verbeterde prestaties, meer efficiëntie in spectrumgebruik, en nog betere ondersteuning voor lage latency-toepassingen zoals cloud gaming en videoconferencing. De verwachting is dat DOCSIS 4.1 in de komende jaren breder uitgerold zal worden.

DOCSIS-compatibiliteit

De verschillende DOCSIS-protocollen zijn achterwaarts compatibel. Dat betekent dat apparatuur altijd zal terugvallen op de hoogste gemeenschappelijke DOCSIS-versie voor communicatie tussen het modem en het CMTS (Cable Modem Termination System). Bijvoorbeeld: als een gebruiker een modem heeft dat DOCSIS 3.1 ondersteunt, maar het CMTS werkt met DOCSIS 4.0, dan zal de communicatie plaatsvinden via het DOCSIS 3.1-protocol.

Snelheden

DOCSIS: theoretische snelheid

Dit zijn de maximale snelheden die over de verschillende DOCSIS-protocollen haalbaar zijn, mits de volledige frequentieruimte wordt gebruikt voor data. In de praktijk wordt echter een groot deel van die ruimte ook benut voor andere diensten, zoals digitale televisie (DTV). Daardoor kunnen internetproviders de hierboven genoemde maxima meestal niet aanbieden.

EuroDOCSIS

Omdat het gebruik van frequenties binnen een CATV-netwerk verschilt tussen de Verenigde Staten en Europa, heeft CableLabs aangepaste versies van de DOCSIS-protocollen uitgebracht. Deze worden aangeduid als EuroDOCSIS. Het verschil zit met name in de breedte van de kanalen: het Amerikaanse televisiesysteem gebruikt kanalen van 6 MHz breed, terwijl men in Europa kanalen van 8 MHz gebruikt om te voldoen aan de PAL- en DVB-normen.

Academy netwerktechniek