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Esta es la nueva tecnología que aporta el estándar DOCSIS 3.1



El estándar DOCSIS 3.1 aporta una gran cantidad de nuevas tecnologías que, en conjunto, conforman el núcleo de este nuevo y potente estándar para CATV. A continuación verás estos innovadores desarrollos así como una explicación de su jerga.

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DOCSIS 3.1 extiende la banda de frecuencias

El estándar DOCSIS 3.1 extiende la banda Upstream (subida) hasta 192 MHz y la banda Downstream (bajada) hasta 1,2 GHz (opcionalmente hasta 1,8 GHz) con el objetivo de aumentar la capacidad de la red.

Modulación OFDM

Los canales DOCSIS 3.1, tanto el Upstream como el Downstream, utilizan la técnica OFDM para transmitir por RF, de forma opuesta a los canales que usan SC-QAM (Single Carrier QAM – QAM de Portadora Única). Esto significa que cada canal está compuesto por miles (2K, 4K u 8K) de subportadoras de banda estrecha, tan reducidas y cercanas entre sí que en su conjunto parecen a simple vista una única portadora. Se trata de la misma técnica de transmisión utilizada en estándares como DVB-T/T2 o C2.

• Cantidad de subportadoras: 1900 (modo 2K para Upstream), 3800 (modo 4K para Upstream o Downstream), 7600 (modo 8K para Downstream).
• Distancia entre subportadoras en canales de 6 MHz: 25 kHz (modo 4K para Upstream modo 8K para Downstream) o 50 kHz (modo 2K para Upstream, modo 4K para Downstream).

Bandas de exclusión: Garantía de compatibilidad con versiones anteriores de DOCSIS

Las bandas de exclusión son conjuntos de subportadoras dentro de un canal que se encuentran desactivadas por 2 razones principales: Para asegurar la retrocompatibilidad con canales de versiones anteriores de DOCSIS que pudieran estar transmitiendo en ese margen de frecuencias, o para evitar utilizar dicha banda porque está sufriendo interferencias o ruido de forma significativa.

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TDMA (Time Division Multiple Access - Acceso Múltiple por División en el Tiempo)

Los estándares DOCSIS anteriores ya utilizaban TDMA para asignar canales Upstream de RF a un número de cablemodems, cada uno utilizando un canal durante una ranura temporal o timeslot (de ahí el término “división en el tiempo”). DOCSIS 3.1 sigue usando TDMA en Upstream pero asignando un número de subportadoras a cada cablemodem durante una ranura temporal.

DOCSIS 3.1 utiliza subportadoras especiales con datos que no maneja el usuario:

• Portadoras PLC (Physycal Layer Link Channel): Para señalización, control de la comunicación e información de gestión de red.
• Portadoras CP (Continual Pilot): Para sincronización.
• Portadoras SP (Scattered Pilot): Para estimación del canal.

Perfiles de modulación

Un perfil describe el conjunto de parámetros (orden de modulación, FEC, preámbulo, Intervalo de Guarda, patrón de los pilotos, etc) utilizado para la transmisión entre el cablemodem y el CMTS. En Upstream se pueden utilizar diferentes perfiles de modulación.

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Codewords

Varias tramas (paquetes) DOCSIS se incrustan secuencialmente dentro de codewords, los cuales son tramas de mayor longitud. Los Codewords están asociados con un perfil común, así que durante la transmisión de un codeword específico se utiliza el mismo conjunto de parámetros de modulación. Cada codeword se mapea en un número de subportadoras físicas para su transmisión.

El NCP (Next Codeword Pointer – Puntero al Siguiente Codeword) son codewords especiales que indican en qué subportadora empieza cada codeword estándar.

Nuevos esquemas de modulación

DOCSIS 3.1 permite el uso de modulaciones QAM de mayores órdenes de magnitud, para así ofrecer una mejor eficiencia espectral.

FEC avanzado (Forward Error Correction)

DOCSIS 3.1 implementa dos nuevos algoritmos FEC (Forward Error Correction - Corrección de Errores Directa) con el objetivo de detectar y subsanar los errores que hayan tenido lugar durante la transmisión.

• LDPC (Low Density Parity Check ): Método iterativo que se detiene tan pronto se hayan corregido todos los errores o bien si no pueden corregirse más errores.
• BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem): Este algoritmo aporta una segunda oportunidad para subsanar errores que no hubieran podido ser corregidos por el algoritmo LDPC.

Resulta común utilizar a modo de medida de calidad en los canales DOCSIS 3.1 la cantidad de errores (corregibles o no) en los codewords, en lugar de las medidas pre y post BER que se utilizaban en los estándares anteriores.

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