OFDM

DOCSIS 3.0 dává naději na gigabit. Bude UPC zrychlovat?

DOCSIS je standardem mezi kabelovými sítěmi TKR (televizní kabelový rozvod). DOCSIS 3.0 přišel s možností rychlejšího internetu na sítích poslední generace. Jeho přenosové rychlosti začaly startovat na 300 Mbps na osmi kanálech. Upstreamová rychlost se zvedla na 120 Mbps.

Standard 3.0 přinesl podporu IPv6 adres a colon-hexa formát. Nový DOCSIS je zpětně kompatibilní i se staršími formáty (1.0, 1.1, 2.0). Verze 3.0 dosahuje na 24 dowsnstreamových kanálech teoretické rychlosti až 1029 Mbps. Upload pak 245 Mbps. Pokud pro downstream na kabelových rozvodech použijeme 32 kanálů, teoretická rychlost pro stahování dat se posune na 1370 Mbps.

DOCSIS 3.1 se snaží vyhovět požadavkům trhu. Zvýší rychlost a kvalitu dodávaných služeb pro zákazníka. Nový DOCSIS vyžaduje kompletní revizi síťových prvků na každém měřícím bodě. Nový standard určitě nedegraduje jméno firmy ani Net Promo Score. Jedním z velkých poskytovatelů kabelového připojení v ČR je kabelová televize UPC. Pokud se zaměříme na jejich rychlost, v Plzni je dostupná rychlost až 500 Mbps pro stahování (provozováno na standardu DOCSIS 3.0 a 24 downstreamových kanálech).

DOCSIS 3.1 dává naději na gigabit. Bude UPC zrychlovat?
DOCSIS dává naději na gigabit. Bude UPC zrychlovat? (DOCSIS 3.0)

Poslední iterace DOCSISu 3.1 opět zvýšila vrstvu s rychlostí až 10 Gbs a ​​upstream rychlostí až 2 Gbs. Rychlost v tomto rozsahu byla dříve možná pouze s využitím technologie optických vláken, takže tento průlom s technologií DOCSIS 3.1 umožnil poskytovatelům služeb flexibilitu při udržování stávajících koaxiálních připojení doma bez významného dopadu na výkon. DOCSIS 3.1 začlenil několik pokroků, aby se kabel stal životaschopným hráčem v oblasti s vysokou rychlostí. Zlepšení, která vyvolala DOCSIS 3.1, si zaslouží bližší pohled na základní součásti DOCSIS a možnosti optimalizované rychlosti, šířky pásma a spolehlivosti, které se v nich uskutečnily.

Fyzická vrstva a hardware TKR

Fyzická vrstva (PHY), jak naznačuje název, odkazuje na viditelné hardwarové prvky systému, včetně zařízení a kabeláže, stejně jako frekvence použité pro přenos multiplexů. S využitím nosičů v rozmezí 25 – 50 kHz mohou tisíce signálů nyní obsadit stejný kabelový rozvod, který kdysi uložil jediné televizní spojení ke koncovému uživateli. Tyto signály mají podobu sub-nosičů, které rozšiřují signál do diskrétních prvků, které jsou později rekombinovány přijímačem, čímž se optimalizuje hustota a výkon.

DOCSIS 3.1

OFDM. Nové frekvenční dělení

Chcete-li, aby nosiče signálů pracovaly, byla vylepšena technologie, aby se minimalizovalo nebo odstranilo ochranné pásmo nebo rozestup mezi signály. V standardu dokumentu DOCSIS 3.1 bylo toto dosaženo prostřednictvím multiplexování ortogonálního frekvenčního dělení (OFDM). Tato technologie přebírá stávající koncepci propojení kanálu, která byla poprvé viděna v dokumentu DOCSIS 3.0, a staví se na ní prostřednictvím principu matematické ortogonality. V podstatě jsou subnosné signály umístěné vedle sebe přenášeny kolmo k sobě, což umožňuje přijímači přesně demodulovat jednotlivé signály. Tento koncept je graficky ekvivalentní vrcholu jednoho zarovnání vlny s nízkým bodem sousedící vlny stejné frekvence.

Korekce chyby na síti. FEC

Korekce chyby dopředu (FEC) je technika, pomocí níž může přijímač rozpoznat chyby v redundantních signálech a pak je opravit bez opakovaného přenosu. Nová funkce DOCSIS 3.1 je metoda FEC známá jako kontrola parity nízké hustoty (LDPC). Ačkoli FEC existoval i v minulých verzích DOCSIS, zlepšení kódování vedlo k téměř 100% opravitelným chybám LDPC. Na druhé straně toto zlepšení vedlo k větší odolnosti vůči hluku a vyšší úrovni modulace.

DOCSIS 3.1 a frekvenční rozsah

Frekvenční rozsah DOCSIS 3.1 byl postupně rozšířen. Tento široký celkový rozsah je důležitým prvkem při dosahování výjimečných rychlostí před a po proudu. Aktuální kmitočtový rozsah 3.1 se rozšiřuje od 5 MHz do 1218 MHz, přičemž horní mez dosahuje 1794 MHz pro Full Duplex DOCSIS 3.1. Horní frekvenční limit pro DOCSIS 3.0 byl o něco nižší, při 1002 MHz. Šířka pásma kanálu v rámci spektra 3.1 může dosáhnout až 96 MHz pro upstream a 192 MHz pro downstream.

Jak na WiFi síť

Copak je to za ten malý talířek na střeše? Ano, s největší pravděpodobností se jedná o anténu bezdrátového připojení Wi-Fi. Pokud jde o 2 GHzové pásmo, tak na tom ještě pracuje známé zařízení jménem BlueTooth. Jak na kvalitní WiFi síť? Toť otázka, vše je řešeno vzduchem, proto zde rozhoduje mnoho faktorů, které ovlivňují stabilitu přenášeného signálu. V první řadě si musíme uvědomit, že signál vysílaný v tomto pásmu musí být směrován na viditelné zařízení, které tento modulovaný signál bude přijímat. Pokud jde o vlivy, musíme se zastavit hlavně nad vlhkostí vzduchu a povětrnostních faktorech ovlivňující kvalitu signálu.

Licence používání bezdrátového připojení WiFi:

Jedná se o bezdrátová zařízení v pásmu 2.4 GHz a 5 GHz. O vše se starají všeobecná oprávnění č. VO-R/12/08.2005-34 k využití rádiových kmitočtů a k provozování zařízení pro širokopásmový přenos dat. Ve výsledku se jedná o rozprostřené spektrum nebo OFDM v pásmech 2,4 GHz a 5 GHz. První podstatná infromace je, že stanici lze využívat bez individuálniho oprávnění. Vše je stavěno na výkonu používaných jednotek.

Standardy:

  • 802.11a / 1999 / 5 / 54 / OFDM
  • 802.11b / 1999 / 2,4 / 11 / Direct Sequence Spread Spectrum DSSS
  • 802.11g / 2003 / 2,4 / 54 / OFDM
  • 802.11n / 2009 / 2,4 nebo 5 /600 / MIMO
  • 802.11y / 2008 / 3,7 / 54

IEEE 802.11a, tento standard využívá WiFi v pásmu 5Ghz. Používá modulaci OFDM. Tento standard je stabilnější a vyspělejší. Dodá vyšší povolený vyzařovací výkon oproti 802.11b/g, tím ho lze používat na velké vzdálenosti.

IEEE 802.11b/g, jedná se o doplněk normy IEEE 802.11, který se zabývá definicí bezdrátového komunikačního standardu. Nastoupil v roce 1999 a oproti původnímu standardu navyšuje přenosovou rychlost až na 11 Mbit/s v pásmu 2,4 GHz, u doplňku g se jedná o navýšení rychlosti až na hodnotu 54 Mbit/s.

IEEE 802.11c, standard přidává přemosťování Media Access Control (MAC) a upravuje základní Local Area NetworkLAN.

IEEE 802.11d, jedná se o globální harmonizační standard. Je používaný ve státech, kde nejsou povoleny systémy používající jiné dodatky k IEEE 802.11.

IEEE:

  • 802.11 – Původní standard pro 1 a 2 Mbit/s rychlost s frekvencí 2.4 GHz (1999)
  • 802.11a – 54 Mbit/s, 5 GHz standard (1999)
  • 802.11b – Vylepšení 802.11 s podporou 5.5 a 11 Mbit/s (1999)
  • 802.11c – Bezdrátové přemostění (bridge); obsaženo v IEEE 802.1D standardu (2001)
  • 802.11d – Mezinárodní roamingový dodatek (2001)
  • 802.11e – Vylepšení Quality of ServiceQoS, včetně dlouhých (burst) paketů (2005)
  • 802.11F – Komunikace mezi bezdrátovými přístupovými body (2003), ukončen 2006
  • 802.11g – 54 Mbit/s, 2.4 GHz standard (zpětně kompatibilní s 802.11b) (2003)
  • 802.11h – Správa spektra 802.11a (5 GHz) pro Evropu (2004)
  • 802.11i – Vylepšený autentifikační a šifrovací algoritmus (WPA2) (2004)
  • 802.11j – Dodatek pro Japonsko; nová frekvenční pásma pro multimedia (2004)
  • 802.11k – Vylepšení správy rádio zdrojů pro vysoké frekvence. (Navazuje na IEEE 802.11j)
  • 802.11l – (rezervováno a nebude použito)
  • 802.11m – Správa standardu, přenosové metody a drobné úpravy
  • 802.11n – Vylepšení pro vyšší datovou propustnost
  • 802.11o – (rezervováno, nebude použito)
  • 802.11p – Bezdrátový přístup pro pohyblivé prostředí (auta, vlaky, sanitky)
  • 802.11q – (rezervováno a nebude použito, aby se nepletlo s IEEE 802.1Q802.1Q)
  • 802.11r – Rychlé přesuny mezi přístupovými body (roaming) (2008)
  • 802.11s – Samoorganizující se bezdrátové sítě. (ESS Mesh Networking)
  • 802.11T – Předpověď bezdrátového výkonu – testovací metody
  • 802.11u – Spolupráce se sítěmi mimo 802 standardy (například s mobilními sítěmi)
  • 802.11v – Správa bezdátových sítí (konfigurace klientských zařízení během připojení)
  • 802.11w – Chráněné servisní rámce
  • 802.11x – (rezervováno, nebude použito)
  • 802.11y – Pro běh ve frekvenčním pásmu 3650 – 3700 MHz, USA