동축 케이블로 인터넷을 어떻게 사용할까? 케이블TV 인터넷 전송기술 DOCSIS

DOCSIS란 "Data Over Cable Service Interface Specification"의 약자로, 케이블 모뎀을 통해 데이터를 전송하기 위한 국제 표준 규격입니다. 이 기술은 주로 기존의 케이블 TV 네트워크를 사용하여 초고속 인터넷을 제공하는 데 사용됩니다.

DOCSIS는 시간이 지나면서 점차 업그레이드되어 더 빠른 속도와 더 나은 성능을 제공해왔으며, 3.0과 3.1은 이러한 업그레이드의 두 가지 주요 버전입니다. 이제 DOCSIS의 동작 원리와 3.0과 3.1의 차이를 상세히 비교해 보겠습니다.

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DOCSIS의 기본 원리

DOCSIS는 기존의 케이블 TV 네트워크(동축 케이블)를 사용하여 데이터를 주고받습니다. 이를 이해하기 쉽게 설명하자면:

• 케이블 네트워크는 마치 여러 사람이 공유하는 하나의 대형 도로와 같습니다. 모든 데이터는 이 도로를 통해 이동하며, DOCSIS는 그 도로의 교통을 관리하는 규칙입니다.
• 이 도로를 사용하여 데이터를 전송하려면 도로에서 특정 차선(채널)을 할당받습니다. DOCSIS는 이 채널을 효율적으로 나눠 쓰고, 속도를 극대화하기 위해 데이터를 패키징하는 기술입니다.

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DOCSIS 3.0의 특징

1. 채널 본딩(Channel Bonding):
   • DOCSIS 3.0은 여러 채널을 묶어서 데이터를 전송합니다. 예를 들어, 4개, 8개, 또는 그 이상의 채널을 묶어 데이터 전송 속도를 높입니다.
   • 다운로드 속도: 최대 1Gbps
   • 업로드 속도: 최대 200Mbps
2. 32채널 다운로드 & 8채널 업로드:
   • 32개의 다운스트림 채널과 8개의 업스트림 채널을 결합해 속도를 극대화합니다.
3. 효율성:
   • 기존의 네트워크를 활용하면서도 더 빠른 속도를 제공합니다.
   • 하지만, 채널 본딩 방식 때문에 채널 사용량이 많을수록 속도가 줄어들 수 있습니다. 이를 "공유 대역폭" 문제라고 합니다.

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DOCSIS 3.1의 특징

DOCSIS 3.1은 3.0의 단점을 보완하며 더 빠르고 효율적인 기술을 제공합니다.

1. OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing):
   • DOCSIS 3.1은 데이터 전송 방식을 OFDM으로 전환했습니다. 이는 기존의 고정된 채널 본딩 방식 대신, 데이터를 작은 서브채널로 나눠 유연하게 전송합니다.
   • 비유하자면, 기존의 도로에서 대형 트럭 몇 대가 큰 짐을 나르던 방식을, 수많은 작은 오토바이가 빠르고 효율적으로 짐을 나르는 방식으로 바꾼 것입니다.
2. 속도:
   • 다운로드 속도: 최대 10Gbps
   • 업로드 속도: 최대 1~2Gbps
3. 효율성:
   • 넓은 대역폭을 사용할 수 있습니다. DOCSIS 3.1은 3.0의 6MHz 채널 대신, 더 넓은 192MHz 폭의 대역을 사용합니다.
   • 더 많은 데이터를 압축하여 전송할 수 있습니다.
4. QoS (Quality of Service):
   • 사용량이 많은 경우에도 품질이 유지되도록 데이터 전송을 최적화합니다.

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DOCSIS 3.0 vs 3.1 비교

 

버전	DOCSIS 3.0	DOCSIS 3.1	DOCSIS 3.0	DOCSIS 3.1
채널 대역폭	6 MHz 또는 8 MHz	24 MHz ~ 192 MHz	0.2 MHz ~ 6.4 MHz	6.4 MHz ~ 96 MHz
변조	단일 캐리어	OFDM	단일 캐리어	OFDM
QAM 오더	최대 256 QAM	최대 4096 QAM	최대 64 QAM	최대 4096 QAM
다중 접속 방식			TDMA S-CDMA	OFDMA
FEC	RS 부호	LDPC/BCH	RS 부호	LDPC/BCH

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DOCSIS 3.1이 필요한 이유

1. 고속 인터넷 수요 증가: 더 많은 사람들이 동시에 인터넷을 사용하고, 고화질 스트리밍이나 대용량 데이터 전송이 늘어남에 따라 더 높은 속도가 필요합니다.
2. 네트워크 혼잡 해결: OFDM을 통해 네트워크 혼잡 문제를 줄일 수 있습니다.
3. 미래 대비: DOCSIS 3.1은 향후의 4K/8K 스트리밍, IoT 디바이스 연결 증가, 그리고 클라우드 기반 애플리케이션의 요구사항을 충족하도록 설계되었습니다.