有線電視電纜寬帶接入的核心標準 DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specification)近期正式升級至 2.0 版本。Imedia 公司已於 4 月發布 DOCSIS 2.0 晶片 IM6030 及可量產的參考設計,意味著新一代 Cable Modem 與頭端設備將大幅縮短上市週期,成本亦能維持在較低水平,對 Cable 寬帶市場發展具有關鍵推動作用。
DOCSIS 2.0 最大亮點在於大幅提升上行頻道速率,理論峰值可達 30 Mbps,基本實現上下行對稱。相較 1.0/1.1 版本的上行 10 Mbps、下行 56 Mbps(均為峰值),這是質的飛躍。改進核心集中在物理層,鏈路層以上仍沿用類以太網的 IEEE 802 LLC 架構。
新標準引入 S-CDMA(同步碼分多址)調制技術,取代舊有的 A-TDMA(靈敏時分多址)。S-CDMA 在惡劣噪聲、干擾及低頻寬環境下仍能高效傳輸,支持更多用戶並提供更好的服務品質(QoS)。為保障向後兼容,DOCSIS 2.0 同時保留 S-CDMA 與 A-TDMA 兩種調制方式。
S-CDMA 允許多台 Cable Modem 同步傳輸數據,透過頭端設備提供的同步時鐘,確保各數據流正交不干擾。為兼容既有 TDMA 設備,原有時隙結構由一維延展為二維矩陣:時間與碼字兩個維度。單一頻道可分配 128 個正交碼字,每個時隙使用兩個碼字,理論上支持 64 台 Modem 同時傳輸。內建前向錯誤修正(FEC)可減少重傳,對視訊等即時業務極具價值。
真正的寬帶應當「出入皆寬」——下行寬帶、上行也要寬帶。從此角度看,ADSL 適應早期非對稱的瀏覽、點播業務,但面對 P2P、互動遊戲、企業上傳等對稱需求顯得力不從心。技術層面上,DOCSIS 2.0 與乙太網是首選。
新建智慧社區首選乙太網——成本低、速度高、符合城域網乙太網化趨勢;極度分散用戶唯有 ADSL 可行;而 Cable 最大優勢在於有線電視網普及率高,現有 HFC 基礎設施成熟,僅需單向改雙向改造(頭端增設 CMTS),對老舊社區與分散用戶是最優選。但需注意:Cable 為共享線路,用戶過度集中會疊加噪聲、佔用頻道、降低可靠性,導致「寬帶不寬」;交換式乙太網與 ADSL 則無此瓶頸。
陳紹強博士指出,Cable 本非為雙向數據設計,固有缺陷包括:頻寬相對窄、樹狀拓撲導致噪聲疊加與單點故障、易受干擾破壞。為克服這些,引入了複雜的 S-CDMA 編碼、幀格式,成本與效率難以與簡潔的乙太網基帶調制抗衡,也限制了進一步發展空間。
實際應用中,國內部分城市已部署 Cable,亦有城市決定全面轉向乙太網,除成本因素外,更看重乙太網的技術前景。但 Cable 技術持續演進,擁有良好光纖基礎,未來在光纖入戶(FTTH)過程中仍可發揮作用。
中國擁有超 1 億有線電視用戶,年增 500 萬;全網線路長度超 250 萬公里,光纜幹線超 30 萬公里,是全球最大 Cable 寬帶潛在市場。關鍵在於建立良性商業盈利模式,需設備廠商與運營商聯合攻關。
北美 Cable 與 ADSL 均分秋色,得益於人口分佈與寬鬆電信政策。國內形勢更嚴峻,成功關鍵在於:體制創新(打破電信部門壟斷,推動 Cable 數據業務);技術本土化(依中國特況調適 DOCSIS 標準);持續降本(Cable Modem 成本已降至 50 美元,仍在進一步壓降)。