進(jìn)入2022年，美國(guó)寬帶接入技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)開(kāi)始升級(jí)。有線電視為了應(yīng)對(duì)AT&T等傳統(tǒng)電信運(yùn)營(yíng)商的千兆光網(wǎng)競(jìng)爭(zhēng)，開(kāi)始測(cè)試Docsis4.0。
Docsis4.0強(qiáng)化了上行帶寬，為超高清互動(dòng)以及虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用做好準(zhǔn)備。
Docsis4.0是在以往技術(shù)路徑上的延續(xù)，不一定適合中國(guó)有線電視，因?yàn)樵O(shè)備太貴了，沒(méi)有高收費(fèi)的業(yè)務(wù)可以支撐。
本文僅供有線電視技術(shù)人員參考。
DOCSIS 4.0 是下一代有線電纜數(shù)據(jù)服務(wù)接口規(guī)范 (DOCSIS)。與 DOCSIS 3.1 相比，它是一種新的寬帶技術(shù)，支持更低的延遲、更好的安全性、更多的連接設(shè)備和更快的速度。
下面，我將解釋 DOCSIS 4.0 是什么，以及它與以前的標(biāo)準(zhǔn)有何不同。
讓我們開(kāi)始吧。
什么是 DOCSIS 4.0？
DOCSIS 4.0 是即將推出的有線數(shù)據(jù)服務(wù)接口規(guī)范 (DOCSIS) 版本。該版本經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的測(cè)試和認(rèn)證，并做了全新的改進(jìn)，即將正在進(jìn)入寬帶市場(chǎng)。
DOCSIS 4.0 是 CableLab 自 2016 年“全雙工 DOCSIS 3.1”規(guī)范迭代以來(lái)朝著先進(jìn)上行速度邁出的第一步。
這項(xiàng)升級(jí)后的技術(shù)能夠支持下一代混合光纖同軸 (HFC) 網(wǎng)絡(luò)。DOCSIS 4.0 將進(jìn)一步提高通信效率。它在全雙工 DOCSIS 3.1 網(wǎng)絡(luò)上結(jié)合了極高的速度和靈活性以及增強(qiáng)的數(shù)據(jù)承載能力。
為什么 DOCSIS 4.0 很重要？
在 DOCSIS 4.0 技術(shù)之前，最大可能的上行容量為 1.5 Gbps。借助 DOCSIS 4.0 技術(shù)，上行容量成倍增長(zhǎng)。它增加了容量。此外，它還允許為商業(yè)和住宅環(huán)境提供多千兆的上下行服務(wù)。
截止目前，寬帶用戶(hù)的平均上行數(shù)據(jù)流量?jī)H為其下行流量的10%。那么，為什么大的上下行帶寬很重要呢？
好吧，隨著新技術(shù)和應(yīng)用程序的出現(xiàn)，您將來(lái)可能會(huì)使用更高級(jí)的功能。比如分享互動(dòng)高清視頻，不僅下行容量大，上行容量也大。
使用 DOCSIS 4.0，您的網(wǎng)絡(luò)將能夠支持您所需的上行和下行速度和低延遲要求。
DOCSIS 4.0 何時(shí)可用？
在撰寫(xiě)本文時(shí)，DOCSIS 4.0 技術(shù)不可用。最初的產(chǎn)品預(yù)計(jì)要到 2022 年的某個(gè)時(shí)候才會(huì)出現(xiàn)。部署將在發(fā)布后的幾年內(nèi)進(jìn)行。
通往 DOCSIS 4.0 的道路比其前身更為復(fù)雜。這是因?yàn)椋?strong style="margin:0px;padding:0px;outline:0px;max-width:100%;box-sizing:border-box !important;overflow-wrap:break-word !important;">它同時(shí)支持全雙工 DOCSIS (FDX) 和擴(kuò)展頻譜 DOCSIS (ESD)/頻分雙工 (FDD)。[ 2 ]
雙重兼容性在某種程度上是一個(gè)開(kāi)創(chuàng)性的工作，導(dǎo)致研發(fā)和測(cè)試工作量幾乎翻倍，以驗(yàn)證它可行性并消除任何錯(cuò)誤。
DOCSIS 4.0 與 DOCSIS 3.0 和 DOCSIS 3.1 相比如何？
DOCSIS4.0、3.1和3.0是DOCSIS應(yīng)用最廣的技術(shù)版本。DOCSIS4.0技術(shù)尚未規(guī)模使用，但大多數(shù)互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)已經(jīng)使用DOCSIS3.0和3.1多年。
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標(biāo)準(zhǔn)
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Docsis4.0
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Docsis3.1
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Docsis3.0
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上行容量
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6Gbps
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1-2Gbps
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200Mbps
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下行產(chǎn)能
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10Gbps
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5-10Gbps
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1Gbps
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信道綁定
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不適用
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向后兼容 DOCSIS 3.0 32×8
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4×4、8×4、16×4、24×8、32×8
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首次發(fā)布年份
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2019
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2013
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2006年
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主要應(yīng)用
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需要更高上行速度的場(chǎng)景：視頻會(huì)議、醫(yī)療保健、遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等。
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家庭和專(zhuān)業(yè)使用
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一臺(tái)或多臺(tái)設(shè)備的家庭使用
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響應(yīng)
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待定
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空閑時(shí)約10毫秒，負(fù)載下約10毫秒
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空閑時(shí)約10毫秒，約 50毫秒
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主要優(yōu)勢(shì)
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從 DOCSIS 3.1 顯著提高上行速率
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大幅提高下行和上行數(shù)據(jù)速率，重組信道規(guī)格
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顯著提高下行和上行速率、通道綁定、支持 IPv6
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平均調(diào)制解調(diào)器成本
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待定
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120至300美元
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50至150美元
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新的Docsis4.0信道調(diào)制方式，與Docsis3.1相同，都是4096QAM，也就是DVBC2的最高規(guī)格，沒(méi)有采用DVBC2Ver2.0的16K、64KQAM調(diào)制。
或許4096QAM基于HFC的雙向?qū)拵?yīng)，已經(jīng)達(dá)到了香農(nóng)極限。
畢竟有那么多高電平上下行信道，信噪比很難支持高于4096QAM的調(diào)制，除非加大傳輸功率，采用更高線性的射頻器件，但這會(huì)帶來(lái)設(shè)備及運(yùn)行成本的大幅增加。
雙向的Docsis3.1經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)期使用，從一個(gè)側(cè)面證明了單向的廣播升級(jí)DVBC2是沒(méi)問(wèn)題的。從Docsis3.0、3.1到Docsis4.0，可實(shí)現(xiàn)廣播信道從DVBC到DVBC2的平滑升級(jí)。
什么是 DOCSIS？
如果您對(duì) DOCSIS 4.0 感興趣，您可能想了解有關(guān) DOCSIS 標(biāo)準(zhǔn)的更多信息。DOCSIS 技術(shù)是一項(xiàng)國(guó)際電信標(biāo)準(zhǔn)，可通過(guò)現(xiàn)有的有線電視系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高帶寬數(shù)據(jù)。
電信運(yùn)營(yíng)商可以使用已建立的混合光纖同軸 (HFC) 網(wǎng)絡(luò)為消費(fèi)者提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。CableLabs 與其他多家公司合作開(kāi)發(fā)了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，包括：
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博通
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網(wǎng)件
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英特爾
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思科
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康卡斯特
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德州儀器
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還有更多
該技術(shù)的初始版本 DOCSIS 1.0 于 1997 年 3 月發(fā)布。此后，進(jìn)行了多次升級(jí)，包括 1.1、2.0、3.0、3.1 和 4.0。
盡管 DOCSIS 4.0 調(diào)制解調(diào)器尚未向公眾發(fā)布，但其規(guī)格已于 2019 年公開(kāi)。
什么是 DOCSIS 3.0？
DOCSIS 3.0 是該技術(shù)的早期版本之一。規(guī)范最初于 2006 年發(fā)布，建立在其前身的基礎(chǔ)上。
盡管第一個(gè)規(guī)范于 2006 年發(fā)布，但直到 2008 年才向公眾提供。
DOCSIS 3.0 比早期版本的容量有了顯著的提高，可支持信道綁定和 IPv6 ，效率更高。
DOCSIS 3.0 與 DOCSIS 4.0 的區(qū)別
DOCSIS 3.0 是該技術(shù)的較舊版本之一，此后被 3.1 和 4.0（即將推出的）版本代替。
3.1 版本是在 DOCSIS 3.0 產(chǎn)品的基礎(chǔ)上構(gòu)建的。3.0 和 4.0 技術(shù)之間存在相當(dāng)大的變化，下行和上行容量顯著增加。
3.0 版本中的下行和上行速度分別為 1 Gbps 和 100-200 Mbps。相比之下，它們?cè)?DOCSIS 4.0 中要高得多，下行為 10 Gbps，上行為 6 Gbps。
此外，DOCSIS 4.0允許多個(gè)下行和上行通道同時(shí)為單個(gè)訂閱者使用。
它在 DOCSIS 3.0 中提供 4（下行通道數(shù)量）x4（上行通道數(shù)量）、8×4、16×4、24×8 和 32×8。DOCSIS 4.0中不再使用這樣的信道綁定。
許多網(wǎng)絡(luò)仍在使用 DOCSIS 3.0。但是，它可能會(huì)在不久的將來(lái)過(guò)時(shí)。
什么是 DOCSIS 3.1？
DOCSIS 3.1 緊隨 3.0 版本，最初的規(guī)范于 2013 年發(fā)布，并于 2016 年向公眾提供。同樣，升級(jí)版本比其前身提供了相當(dāng)大的進(jìn)步。
3.1 版本提供了顯著的容量。其信道與DVBC2類(lèi)似，采用了 OFDM 和連續(xù)信道寬帶的使用，頻譜使用效率更高。
DOCSIS 3.1 與 DOCSIS 4.0 的區(qū)別
DOCSIS 3.1 和 DOCSIS 4.0 有幾個(gè)相似之處。DOCSIS 4.0 技術(shù)從現(xiàn)有的 DOCSIS 3.1 基礎(chǔ)升級(jí)而來(lái)，但它增加了幾個(gè)功能來(lái)推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)。
例如，DOCSIS 4.0 提供了更好的可靠性和更高的安全性。與 DOCSIS 3.1 上的1-2 Gbps上行相比，它具有更高的 6 Gbps 上行容量。
DOCSIS 3.1 向后兼容 DOCSIS 3.0 (32×8) 通道綁定，但不會(huì)成為 DOCSIS 4.0 的選項(xiàng)，從而使得今后的DVB網(wǎng)信道全部過(guò)渡到OFDM調(diào)制模式。
哪個(gè)更好？DOCSIS 4.0、DOCSIS 3.1 還是 DOCSIS 3.0？
隨著DOCSIS的新技術(shù)將于2022 年問(wèn)世，您可能想知道哪個(gè)是最好的。DOCSIS 4.0 尚未廣泛上市。但由于它在各方面都比 3.1 有所改進(jìn)，因此更好。
DOCSIS3.0和3.1已經(jīng)廣泛使用，這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)不同，將會(huì)改變您使用調(diào)制解調(diào)器的方式，但最終取決于您的互聯(lián)網(wǎng)需求。
例如，如果您對(duì)當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)速度感到滿(mǎn)意并且只有少數(shù)設(shè)備使用時(shí)，DOCSIS3.0可能足以滿(mǎn)足您的需求。
但是，必須認(rèn)識(shí)到 DOCSIS 3.0 將在未來(lái)某個(gè)時(shí)間過(guò)時(shí)。因此，當(dāng)您的 ISP 完全實(shí)施 DOCSIS3.1時(shí)，您的 DOCSIS 3.0 調(diào)制解調(diào)器將停止工作。但實(shí)際發(fā)生轉(zhuǎn)換可能需要很長(zhǎng)時(shí)間。
假設(shè)您有多個(gè)設(shè)備同時(shí)工作，例如幾臺(tái)計(jì)算機(jī)、一個(gè)媒體服務(wù)器和幾個(gè)附加設(shè)備（電話、平板電腦等）。在這種情況下，您可能會(huì)發(fā)現(xiàn) DOCSIS 3.1 或 4.0 是更好的選擇。
將來(lái)，DOCSIS 4.0 將成為需要更高上行速度場(chǎng)景的理想選擇。
例如，如果您定期參加視頻會(huì)議或遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)，DOCSIS 4.0 將是最佳選擇。此外，DOCSIS 4.0 可能會(huì)成為醫(yī)療保健、虛擬現(xiàn)實(shí)、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的熱門(mén)選擇。
結(jié)論
DOCSIS 4.0 是有線數(shù)據(jù)服務(wù)服務(wù)接口規(guī)范的新標(biāo)準(zhǔn)。它將于 2022 年發(fā)布，與之前的標(biāo)準(zhǔn) DOCSIS 3.1 相比有許多改進(jìn)。
DOCSIS 4.0 具有更好的延遲，更快的上行和下行傳輸。此外，它可以處理數(shù)千兆位的速度。
如果您想了解有關(guān) DOCSIS 3.0 和 3.1 如何比較的更多信息，請(qǐng)關(guān)注本號(hào)。
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