d) Các dịch vụ tại nhà: Ngân hàng, giáo dục, game
3.1.1Tiêu chuẩn DOCSIS
a) Khái niệm
DOCSIS là tiêu chuẩn giao diện dịch vụ truyền số liệu trên mạng cáp. Mục đích của DOCSIS là xác định các tiêu chuẩn cho modem cáp và CMTS, cho phép phát triển và triển khai các hệ thống truyền số liệu trên mạng cáp không độc quyền, nhiều nhà đầu tư, hoạt động hợp tác trên cơ sở chuyển giao lưu lượng IP hai chiều trong suốt giữa Headend của hệ thống cáp và các điểm thuê bao.
Hình 3-1 Định nghĩa các ngăn giao thức DOCSIS trên giao diện RF. Các lớp phía trên DOCSIS Các lớp cao Lớp vận chuyển Lớp mạng Bốn lớp thuộc DOCSIS Lớp liên kết dữ liệu Lớp vật lý
Hình 3-1: Các ngăn giao thức DOCSIS với mô hình tham chiếu OSI
Mạng truy nhập modem cáp hoạt động ở lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu của mô hình OSI. Do đó các giao thức lớp 3 như dòng IP sẽ được gửi đi trong suốt đến người sử dụng đầu cuối trên nền tảng modem cáp .
b) Lớp vật lý :
- Phân lớp phụ thuộc phương tiện vật lý PMD( Physical Media Dependent) đường xuống xác định các tham số truyền dẫn vô tuyến cho cả CM và CMTS. Các tham số này được định nghĩa phù hợp với khuyến nghị ITU-J83 phụ lục B dành cho các ứng dụng video độ trễ thấp.
- Phân lớp PMD đường lên xác định sử dụng các phương pháp truy nhập FDMA và TDMA với 2 kiểu điều chế QPSK và 16 QAM làm việc ở các tốc độ ký hiệu và băng tần kênh khác nhau như Bảng 3.1:
Tốc độ ký hiệu đường lên Độ rộng băng tần kênh đường lên
160 kbaud 200 kHz
320 kbaud 400 kHz
640 kbaud 800 kHz
2,56 Mbaud 3,2 MHz
Bảng 3.1:Các tốc độ ký hiệu khác nhau cùng với độ rộng băng tương ứng
Khác với lớp vật lý trong STB số, khối mã hóa FEC lớp vật lý đường lên đối với modem cáp gồm mã hóa R-S, đổi bít-ký hiệu và ngẫu nhiên hóa.
- Phân lớp hội tụ truyền dẫn TC:
Là phân lớp chỉ dành cho hướng xuống, nó cung cấp một giao diện chung giữa lớp PMD và MAC, cho phép ghép/ tách kênh các luồng số liệu và các luồng MPEG trên cùng một kênh. Số liệu từ CM được bao gói trong một khung MPEG và được xác định bởi việc sử dụng Header.
Do vậy luồng bít xuống lúc này được định nghĩa là luồng liên tục các gói MPEG. Ví dụ khuôn dạng của gói MPEG 188 byte mang dữ liệu DOCSIS được trình bày như trong hình 3-2:
MPEG TC header Trường con trỏ Tải DOCSIS
4 byte 1 byte 183 hoặc 184 byte
Hình 3-2: Cấu trúc của gói MPEG chứa dữ liệu DOCSIS
+4 byte MPEG TC header xác định nội dung tải MPEG là chứa tải DOCSIS MAC hay tải Video số.
+Trường hợp phần tải MPEG của các gói MPEG chứa các khung DOCSISMAC. Byte đầu tiên sau MPEG header được gọi là trường con trỏ sẽ xuất hiện nếu bít chỉ thị khối bắt đầu tải- PUSI (Payload-Unit-Start-Indicator) trong MPEG header được lập. Trường con trỏ chỉ ra số byte trong gói được phát mà khối giải mã trong CM không xử lý ngay sau trường con trỏ, để bắt đầu khung DOCSIS MAC. Trường con trỏ cũng chỉ rõ các byte độn theo sau khung MAC đó. Các byte độn được dùng trong phần tải DOCSIS để điền đầy những khoảng trống giữa các khung DOCSIS MAC kề nhau.( Chú ý rằng khung MAC có thể bắt đầu bất kỳ vị trí nào trong gói MPEG và nhiều khung MAC có thể trong một gói MPEG. Các khung MAC có thể liên tiếp nhau hoặc có thể bị ngăn cách bởi các byte độn. Nếu dùng một khung MAC dài thì nó có thể được chứa trong nhiều gói MPEG).
c) Lớp MAC ( điều khiển truy nhập phương tiện):
Lớp MAC định nghĩa các thủ tục và thông số trong đó CM có thể tương tác với CMTS để hỗ trợ các dịch vụ khác nhau cho cả đường lên và đường xuống. Lớp này được thực hiện trong phần cứng hoặc kết hợp giữa phần cứng và phần mềm.
Ý nghĩa của lớp MAC: mục đích chính là cho phép chia sẻ phương tiện theo một cách thức hợp lý:
Vì chỉ có một nguồn dữ liệu đơn đường xuống nên dữ liệu được phát theo chế độ quảng bá từ Headend tới một hoặc nhiều thuê bao. Đường lên thường có nhiều khách hàng yêu cầu sử dụng băng tần đường lên đồng thời do đó cần có phương pháp phân định băng tần đường lên.
Giả sử nếu có 2 thuê bao quyết định phát cùng một lúc, luồng bit của họ sẽ xung đột làm cho cả 2 luồng truyền dẫn sẽ không thể được giải mã khi chúng tới Headend. Phải có phương pháp quyết định thuê bao nào được phát trước và phát bao nhiêu lâu rồi nhường truyền dẫn đường lên cho những thuê bao khác.
Mục đích của giao thức MAC:
Hỗ trợ nhiều nhất số thuê bao có thể được Giảm thiểu độ kém tin cậy khi truyền dữ liệu
Tạo quyền bình đẳng để tất cả các thuê bao có quyền truy nhập Đạt được hiệu suất sử dụng băng tần đường lên cao nhất. Hỗ trợ nhiều lớp dịch vụ. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cả CMTS và CM đều sử dụng các giao thức lớp này để tiến hành: - Gán các khe thời gian cho đường lên,
- Gán các tần số cho modem cáp. Các CM trước tiên sẽ “nghe” đường xuống để thu thập các thông tin về nơi và cách thức để “trả lời”. Sau đó nó sẽ đánh dấu đăng kí sử dụng lên các tần số đã được gán
- Điều chỉnh để bù các độ trễ cáp khác nhau, vì mạng cáp CATV rất rộng khi ấy độ trễ có thể lên đến hàng mili giây.
- Điều chỉnh để bù các suy hao cáp khác nhau. Mức công suất của các cụm đường lên được thu ở phía Headend phải có cùng một mức là cần thiết vì nếu hai CM cùng phát tại một thời điểm mà có một cái yếu hơn thì Headend sẽ chỉ nhận ra tín hiệu khoẻ hơn và coi như không có gì xảy ra. Còn nếu hai tín hiệu mạnh bằng nhau thì Headend sẽ nhận ra là đang xảy ra va chạm và xử lý kịp thời.
Để có thể mô tả được chi tiết lớp MAC thì phải đặt nó vào trong một chuẩn xác định nào đó. Lớp này gần như có thể coi là thuộc riêng về một chuẩn nào đó.
d) Lớp mã khoá kiên kết dữ liệu:
Lớp bảo vệ dữ liệu người sử dụng này rất quan trọng vì môi trường mạng cáp là chia sẻ cho nhiều thuê bao. Tiêu chuẩn DOCSIS có định nghĩa khái BPI( Baseline Privacy Interface) cho chức năng này. BPI mô tả một chức năng bảo mật số liệu đơn giản với mục đích hỗ trợ mã khoá ở mức độ tối thiểu cần thiết để bảo vệ số liệu của người sử dụng không bị ăn trộm.