módem de cable

La Nota sobre Experimentos de Internet (IEN) 96 ^{[ 1 ]} (1979) describe un sistema de módem de cable RF primitivo . De las páginas 2 y 3 de IEN 96:

El sistema de bus de cable

El sistema Cablenet de MITRE/Washington se basa en una tecnología desarrollada en MITRE/Bedford. Sistemas de cable similares están en funcionamiento en varias instalaciones gubernamentales, por ejemplo, el Hospital Militar Walter Reed y el Centro Espacial Johnson de la NASA , pero todas estas son redes independientes y de uso exclusivamente local.

El sistema utiliza cable coaxial estándar de televisión por cable (CATV) y unidades de interfaz de bus (BIU) basadas en microprocesadores para conectar las computadoras y terminales de los suscriptores al cable. ... El bus de cable consta de dos cables coaxiales paralelos, uno de entrada y otro de salida. El cable de entrada y el de salida están conectados en un extremo, la cabecera , y terminados eléctricamente en sus otros extremos. Esta arquitectura aprovecha los componentes CATV unidireccionales bien desarrollados . ^{[ 2 ]} La topología es dendrítica (es decir, ramificada como un árbol ). ...

Las BIU contienen módems de radiofrecuencia (RF) que modulan una señal portadora para transmitir información digital utilizando 1 MHz del ancho de banda disponible en el rango de frecuencia de 24 MHz. El resto del ancho de banda de 294 MHz se puede utilizar para transmitir otros canales de comunicación , como televisión terrestre , FM , circuito cerrado de televisión o un sistema telefónico de voz , u otros canales digitales. La velocidad de datos de nuestro sistema de prueba es de 307,2 kbps .   

El Comité IEEE 802 definió 10BROAD36 en 802.3b-1985 ^{[ 3 ]} como un Sistema de banda ancha IEEE 802.3 de 10 Mbit/s para operar hasta 3600 metros (11 800 pies) sobre cableado coaxial de red CATV. El término banda ancha, tal como se usaba en las especificaciones originales IEEE 802.3, implicaba operación en bandas de canales multiplexadas por división de frecuencia (FDM) en contraposición a la modulación de banda base digital (también conocida como codificación de línea ), que comienza cerca de cero Hz y se extiende hacia arriba. El equipo 10BROAD36 no fue desarrollado por muchos proveedores ni implementado en muchas redes de usuarios en comparación con el equipo para estándares Ethernet de banda base como 10BASE5 (1983), 10BASE2 (1985), 10BASE-T (1990), etc. 

El Comité IEEE 802 también especificó un estándar de red digital CATV de banda ancha en 1989 con 802.7-1989 . ^{[ 4 ]} Sin embargo, al igual que 10BROAD36 , 802.7-1989 tuvo poco éxito comercial.

En 1990, Hybrid Networks desarrolló, demostró y patentó el primer sistema de módem de cable asimétrico de alta velocidad. Una idea clave de Hybrid Networks fue que, en los inicios de Internet, la descarga de datos constituía la mayor parte del tráfico, y que este podía gestionarse adecuadamente con una red de datos altamente asimétrica (es decir, un gran canal de datos de bajada y muchos canales de datos de subida más pequeños). Esto permitió a los operadores de CATV ofrecer servicios de datos de alta velocidad de inmediato, sin necesidad de una costosa actualización del sistema. Otro aspecto fundamental fue que comprendieron que las comunicaciones de subida y bajada podían realizarse en el mismo medio o en medios de comunicación diferentes, utilizando protocolos distintos que funcionaran en cada dirección para establecer un sistema de comunicación de circuito cerrado. Las velocidades y los protocolos utilizados en cada dirección serían muy diferentes. Los primeros sistemas utilizaban la red telefónica pública conmutada (RTPC) para la ruta de retorno, ya que muy pocos sistemas de cable eran bidireccionales. Los sistemas posteriores utilizaron CATV tanto para la ruta de subida como para la de bajada. La arquitectura del sistema de Hybrid se utiliza actualmente en la mayoría de los sistemas de módem de cable.

LANcity fue una empresa pionera en módems de cable, desarrollando un sistema propietario que se implementó ampliamente en los EE. UU. LANcity, dirigida por el ingeniero iraní-estadounidense Rouzbeh Yassini , fue adquirida posteriormente por Bay Networks . ^{[ 5 ]} Bay Networks fue posteriormente adquirida por Nortel . ^{[ 6 ]} En ese momento, Nortel había formado una empresa conjunta con Antec llamada ARRIS Interactive. ^{[ 7 ]} Debido a acuerdos contractuales con Antec relacionados con esta empresa conjunta, Nortel separó el grupo LANCity en la empresa conjunta ARRIS Interactive. ARRIS continúa fabricando módems de cable y equipos de sistema de terminación de módem de cable (CMTS) que cumplen con el estándar DOCSIS .

Zenith ofreció una tecnología de módem de cable que utilizaba su propio protocolo, el cual introdujo en 1993, siendo uno de los primeros proveedores de módem de cable. La tecnología de módem de cable de Zenith fue utilizada por varios sistemas de televisión por cable en los Estados Unidos y otros países, incluyendo Cox Communications San Diego, Knology en el sureste de los Estados Unidos, el servicio Americast de Ameritech (que posteriormente se vendió a Wide Open West tras la fusión de SBC/Ameritech), Cogeco en Hamilton, Ontario, y Cablevision du Nord de Québec en Val-d'Or. ^{[ 8 ]} Zenith Homeworks utilizó modulación BPSK (Bi-Phase Shift Keyed) para lograr 500  Kbit/s en 600  kHz, o 4 Mbit/s en 6  MHz. ^{[ 9 ]}

Com21 fue otro pionero en módems de cable, y tuvo bastante éxito hasta que los sistemas propietarios quedaron obsoletos con la estandarización DOCSIS. El sistema Com21 utilizaba un ComController como puente central en las cabeceras de red CATV, el módem de cable ComPort en varios modelos y el sistema de gestión NMAPS con HP OpenView como plataforma. Posteriormente, también introdujeron un multiplexor de ruta de retorno para superar los problemas de ruido al combinar señales de ruta de retorno de múltiples áreas. El protocolo propietario se basaba en el Modo de Transferencia Asíncrona (ATM). El conmutador central ComController era un sistema modular que ofrecía un canal descendente (transmisor) y un módulo de gestión. Las ranuras restantes podían utilizarse para receptores ascendentes (2 por tarjeta), Ethernet dual 10BaseT y, posteriormente, también interfaces Fast Ethernet y ATM. La interfaz ATM se convirtió en la más popular, ya que soportaba la creciente demanda de ancho de banda y también admitía VLAN . Com21 desarrolló un módem DOCSIS, pero la empresa se declaró en bancarrota en 2003 y cerró. Los activos de CMTS DOCSIS de COM21 fueron adquiridos por ARRIS .

CDLP era un sistema propietario fabricado por Motorola . El equipo del cliente (CPE) de CDLP era compatible con rutas de retorno tanto por PSTN (red telefónica) como por radiofrecuencia (cable). El servicio basado en PSTN se consideraba de "cable unidireccional" y presentaba muchos de los mismos inconvenientes que el servicio de internet por satélite ; por consiguiente, pronto fue reemplazado por el "cable bidireccional". Los módems de cable que utilizaban la red de cable RF para la ruta de retorno se consideraban de "cable bidireccional" y podían competir mejor con el servicio de línea de abonado digital (DSL) bidireccional. Actualmente, este estándar se utiliza poco, ya que los nuevos proveedores, y los existentes, han adoptado el estándar DOCSIS. El dispositivo propietario CyberSURFR de Motorola CDLP es un ejemplo de un dispositivo diseñado según el estándar CDLP, capaz de alcanzar un máximo de 10 Mbit/s de bajada y 1,532 Mbit/s de subida. CDLP admitía un ancho de banda máximo de bajada de 30 Mbit/s , que se podía alcanzar utilizando varios módems de cable.

El proveedor de servicios de internet australiano BigPond empleó este sistema cuando inició las pruebas de módems de cable en 1996. Durante varios años, el acceso a internet por cable solo estuvo disponible en Sídney , Melbourne y Brisbane a través de CDLP. Esta red funcionó en paralelo al sistema DOCSIS, más reciente, durante varios años. En 2004, la red CDLP se desactivó y fue reemplazada por DOCSIS.

CDLP también se ha implementado en el operador de cable francés Numericable antes de actualizar su red de banda ancha IP utilizando DOCSIS.

La Radiodifusión de Vídeo Digital ( DVB ) y el Consejo Audiovisual Digital (DAVIC) son organizaciones europeas que desarrollaron algunos estándares para módems de cable. Sin embargo, estos estándares no han tenido la misma acogida que DOCSIS.

A mediados de la década de 1990, el comité IEEE 802 formó un subcomité (802.14) ^{[ 10 ]} para desarrollar un estándar para sistemas de módem de cable. IEEE 802.14 desarrolló un borrador de estándar, que estaba basado en ATM . Sin embargo, el grupo de trabajo 802.14 se disolvió cuando los operadores de sistemas múltiples ( MSO ) de Norteamérica respaldaron la entonces incipiente especificación DOCSIS 1.0 , que generalmente utilizaba un servicio de mejor esfuerzo y estaba basada en IP (con puntos de código de extensión para admitir ATM ^{[ 11 ]} para QoS en el futuro). Los MSO estaban interesados ​​en implementar rápidamente el servicio para competir por clientes de acceso a Internet de banda ancha en lugar de esperar los procesos más lentos, iterativos y deliberativos de los comités de desarrollo de estándares. Albert A. Azzam fue secretario del Grupo de Trabajo IEEE 802.14, ^{[ 12 ]} y su libro, High-Speed ​​Cable Modems , ^{[ 13 ]} describe muchas de las propuestas presentadas a 802.14.

Aunque el Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet (IETF) generalmente no genera estándares completos para módems de cable, el IETF creó Grupos de Trabajo ( GT ) que produjeron varios estándares relacionados con tecnologías de módem de cable (incluidos 802.14, DOCSIS, PacketCable y otros). En particular, los GT del IETF sobre IP sobre Red de Datos por Cable (IPCDN) ^{[ 14 ]} e IP sobre Radiodifusión de Video Digital (DVB) ^{[ 15 ]} produjeron algunos estándares aplicables a sistemas de módem de cable, principalmente en las áreas de Bases de Información de Gestión ( MIB ) del Protocolo Simple de Administración de Red (SNMP ) para módems de cable y otros equipos de red que operan sobre redes CATV .

A finales de la década de 1990, un consorcio de operadores de cable estadounidenses , conocido como MCNS, se formó para desarrollar rápidamente una especificación de módem de cable abierta e interoperable. El grupo combinó tecnologías de los dos sistemas propietarios dominantes de la época, tomando la capa física del sistema Motorola CDLP y la capa MAC del sistema LANcity. Una vez redactada la especificación inicial, el consorcio MCNS cedió su control a CableLabs , que se encargó de su mantenimiento, la promovió en diversas organizaciones de normalización (en particular, SCTE e ITU ), desarrolló un programa de pruebas de certificación para equipos de módem de cable y, desde entonces, ha elaborado múltiples extensiones a la especificación original.

Aunque los equipos DOCSIS RFI 1.0 desplegados generalmente solo admitían el servicio de mejor esfuerzo , el documento DOCSIS RFI 1.0 Interim-01 analizó las extensiones y mecanismos de calidad de servicio (QoS) utilizando telefonía IntServ , RSVP , RTP y Modo de Transferencia Síncrona (STM) (en contraposición a ATM ). ^{[ 11 ]} DOCSIS RFI 1.1 ^{[ 16 ]} posteriormente añadió mecanismos de QoS más robustos y estandarizados a DOCSIS. DOCSIS 2.0 añadió soporte para S-CDMA PHY , mientras que DOCSIS 3.0 añadió soporte para IPv6 y agregación de canales para permitir que un único módem de cable utilice simultáneamente más de un canal ascendente y más de un canal descendente en paralelo.

Prácticamente todos los módems de cable que operan actualmente son compatibles con alguna de las versiones de DOCSIS. Debido a las diferencias entre los sistemas PAL europeo y NTSC estadounidense, existen dos versiones principales de DOCSIS: DOCSIS y EuroDOCSIS. Las principales diferencias radican en el ancho de banda de los canales de radiofrecuencia: 6  MHz para Estados Unidos y 8 MHz para Europa. En Japón  se desarrolló una tercera variante de DOCSIS , cuya implementación en ese país ha sido limitada.

Aunque la interoperabilidad "era el objetivo principal del proyecto DOCSIS", ^{[ 17 ]} la mayoría de los operadores de cable solo aprueban una lista muy restringida de módems de cable en su red, ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]} identificando los módems "permitidos" por su marca, modelos, a veces versión de firmware y ocasionalmente llegando incluso a imponer una versión de hardware del módem, en lugar de simplemente permitir una versión DOCSIS compatible.

En 2004, se creó la Alianza Multimedia sobre Cable Coaxial (MoCA) para desarrollar estándares industriales para el hogar conectado utilizando el cableado coaxial existente. Inicialmente desarrollados para redes domésticas con MoCA 1.0/1.1, los estándares MoCA han seguido evolucionando con MoCA 2.0/2.1 en 2010 y MoCA 2.5 en 2016.

En 2017, Multimedia over Coax Alliance presentó la especificación MoCA Access, basada en el estándar MoCA 2.5, adecuada para abordar el acceso a redes de banda ancha en edificios mediante cableado coaxial. ^{[ 22 ]} MoCA Access extiende la red doméstica MoCA 2.5 para adaptarse a los operadores y proveedores de servicios de Internet que están instalando fibra hasta el sótano/punto de entrega (FTTB/FTTdp) y desean utilizar el cable coaxial existente para la conexión a cada apartamento o casa.