GY/T 266-2012 NGB宽带接入系统 C-DOCSIS技术规范

GY

中华人民共和国广播电影电视行业标准

GY/T266—2012

NGB宽带接入系统C-DOCSIS技术规范

NGBbroadbandaccesssystem—TechnicalspecificationofC-DOCSIS

2012-08-17发布2012-08-17实施

国家广播电影电视总局发布

GY/T266—2012

目次

前言...............................................................................III

1范围..............................................................................1

2规范性引用文件....................................................................1

3术语和定义........................................................................2

4缩略语............................................................................4

5系统概述..........................................................................6

6系统架构与功能模块................................................................6

6.1系统逻辑架构..................................................................6

6.2系统功能模块..................................................................7

6.3系统功能模块接口..............................................................8

6.4典型系统实现..................................................................9

6.5CMC与CM之间的协议栈.........................................................11

7基本要求.........................................................................12

7.1业务承载方式.................................................................12

7.2一般功能.....................................................................12

7.3带宽.........................................................................13

7.4其他.........................................................................13

8数据转发功能要求.................................................................13

8.1基本转发要求.................................................................13

8.2组播.........................................................................14

8.3DHCP中继功能支持.............................................................14

9QoS要求..........................................................................15

9.1业务流分类...................................................................15

9.2业务流QoS....................................................................15

9.3优先级标记...................................................................15

9.4业务流调度...................................................................15

9.5QoS动态配置策略..............................................................16

10安全性要求......................................................................16

10.1概述........................................................................16

10.2电缆线路加密................................................................16

10.3CM认证......................................................................16

10.4CPE接入数量控制.............................................................16

10.5IP源地址检查................................................................16

10.6防DoS攻击..................................................................16

10.7用户隔离....................................................................16

11网络管理要求....................................................................17

11.1总体要求....................................................................17

I

GY/T266—2012

11.2设备管理.....................................................................17

11.3业务管理.....................................................................17

11.4维护管理.....................................................................18

附录A（规范性附录）射频接口.........................................................19

附录B（规范性附录）NSI接口业务流映射................................................45

附录C（规范性附录）CDT标记与CDMM消息...............................................46

附录D（资料性附录）动态业务流操作...................................................97

附录E（规范性附录）MIB库...........................................................104

附录F（资料性附录）MAC层子模块和PHY层子模块分离式系统.............................106

参考文献............................................................................107

II

GY/T266—2012

前言

本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。

请注意本标准的某些内容可能涉及专利。本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本标准由全国广播电影电视标准化技术委员会（SAC/TC239）归口。

本标准起草单位：深圳市天威视讯股份有限公司、国家广播电影电视总局广播电视规划院、北京歌

华有线电视网络股份有限公司、华数数字电视传媒集团有限公司、华为技术有限公司、北京数码视讯科

技股份有限公司、中兴通讯股份有限公司、博通公司、思科系统网络公司、摩托罗拉宽带及移动网络事

业部、中广电广播电影电视设计研究院、国家广播电影电视总局广播科学研究院、哈尔滨元申广电网络

公司。

本标准主要起草人：徐江山、盛志凡、秦龑龙、欧阳世杰、孙黎丽、罗晓令、张戈、尼基·潘特丽

雅（NikiPantelias）、潘稻、邓延军、孙畅、徐蓓、石江明、何沛中、沈承虎、杨家胜、李忠炤、杨

昊、李教明、周勇、汝继刚、李振伟、任彦明、张鹏、王小军、董悦、高登·李（GordonLi）、赵志

峰、约翰·查普曼（JohnChapman）、黄闰东、王勇、周强、万时华、王新喆、朱佩江、朱里越、宋伟。

III

GY/T266—2012

NGB宽带接入系统C-DOCSIS技术规范

1范围

本标准规定了基于C-DOCSIS技术的系统架构、功能模块、典型系统实现、系统功能与性能、运行管

理以及设备电气特性等方面的要求，同时对C-DOCSIS头端与终端RFI接口的PHY层、MAC层、C-DOCSIS头

端功能模块之间的内部接口以及C-DOCSIS头端的外部接口进行了详细的规范。

本标准适用于NGB宽带接入网络环境下的C-DOCSIS系统。

2规范性引用文件

下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本标

准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。

GB8898-2011音频、视频及类似电子设备安全要求

GB/T11318.1-1996电视和声音的电缆分配系统设备与部件第1部分：通用规范

ISO/IEC10039-1991信息技术，开放系统互连，区域网络，中等存取服务定义（IPS-T&IEBSMAC

servicedefinition）

ITU-TJ.83-2007电缆分配的电视、声音和数据业务的数字多节目系统(Digitalmultiprogramme

systemsfortelevisionsoundanddataservicesforcabledistribution)

ITU-TJ.362-2006IPCablecom2控制点发现（IPCablecom2controlpointdiscovery）

ITU-TJ.800.1-2008电缆DHCP注册（CableDHCPregistry)

IETFRFC826地址解析协议(AddressResolutionProtocol)

IETFRFC2236INTERNET组管理协议(第二版)（InternetGroupManagementProtocol,Version

2）

IETFRFC2710IPv6状态中的组播听众发现（MulticastListenerDiscovery(MLD)forIPv6）

IETFRFC2748COPS（公用开放政策业务）协议（TheCOPS(CommonOpenPolicyService)protocol）

IETFRFC3376互联网组管理协议（第三版）(InternetGroupManagementProtocol,Version3)

IETFRFC3810IPv6状态中的组播听众发现第2版(MLDv2)(MulticastListenerDiscovery

Version2(MLDv2)forIPv6)

ANSI/SCTE135-4-2008运营支撑系统接口规范（Operationssupportsysteminterface

specification）

ANSI/STCE406-1998"F"入口(室内插座)物理尺寸"F"Port(FemaleIndoor)Physical

Dimensions

ETSITS102879V1.1.1(2010-06)接入、终端、传输和多路技术(ATTM)；在DOCSIS网络上传输

多媒体和语音业务;(IPCablecomServicesfordeliveringmultimediaandvoiceoverDOCSISnetwork

infrastructure)

ETSITS103161-5V1.1.1(2011-10)接入、终端、传输和多路技术(ATTM)；综合宽带有线和电

视网络；IPCablecom1.5；第5部分：在有线电视网上使用有线调制解调器提供的实时业务的动态质量

（Access,Terminals,TransmissionandMultiplexing(ATTM);IntegratedBroadbandCableand

1

GY/T266—2012

TelevisionNetworks;IPCablecom1.5;Part5:DynamicQualityofServicefortheProvisionof

RealTimeServicesoverCableTelevisionNetworksusingCableModems）

ETSIES202488-1V1.1.1（2003-09）接入和终端(AT)；交互式有线电视业务的第二代传输系

统-IP电缆调制解调器；第1部分：概述（AccessandTerminals(AT);SecondGenerationTransmission

SystemsforInteractiveCableTelevisionServices-IPCableModems;Part1:General）

ETSIES202488-2V1.1.1（2003-09）接入和终端(AT)；交互式有线电视业务的第二代传输系

统-IP电缆调制解调器；第2部分：射频接口规范（AccessandTerminals(AT);SecondGeneration

TransmissionSystemsforInteractiveCableTelevisionServices-IPCableModems;Part2:Radio

frequencyinterfacespecification）

ETSIES202488-3V1.1.1（2003-09）接入和终端(AT)；交互式有线电视业务的第二代传输系

统-IP电缆调制解调器；第3部分：增强型基线加密接口（AccessandTerminals(AT);SecondGeneration

TransmissionSystemsforInteractiveCableTelevisionServices-IPCableModems;Part3:

Baselineprivacyplusinterfacespecification）

ETSIEN300429-2007数字视频广播（DVB）;电缆系统的帧结构、信道编码和调制（DigitalVideo

Broadcasting(DVB);Framingstructure,Channelcodingandmodulationforcablesystems）

ETSIENV1.1.1(2011-11)接入、终端、传输和多路技术(ATTM)；交互式有线电视业务的第3代传

输系统-IP电缆调制解调器；（Access,Terminals,TransmissionandMultiplexing(ATTM);Third

GenerationTransmissionSystemsforInteractiveCableTelevisionServices-IPCableModems）

ETSIEN302878-1V1.1.1(2011-11)接入、终端、传输和多路技术(ATTM)；交互式有线电视业

务的第3代传输系统-IP电缆调制解调器；第1部分：综述；DOCSIS3.0（Access,Terminals,Transmission

andMultiplexing(ATTM);ThirdGenerationTransmissionSystemsforInteractiveCable

TelevisionServices-IPCableModems;Part1:General;DOCSIS3.0）

ETSIEN302878-2V1.1.1(2011-11)接入、终端、传输和多路技术(ATTM)；交互式有线电视业

务的第3代传输系统-IP电缆调制解调器；第2部分：物理层；DOCSIS3.0（Access,Terminals,

TransmissionandMultiplexing(ATTM);ThirdGenerationTransmissionSystemsforInteractive

CableTelevisionServices-IPCableModems;Part2:PhysicalLayer;DOCSIS3.0）

ETSIEN302878-4V1.1.1(2011-11)接入、终端、传输和多路技术(ATTM)；交互式有线电视业

务的第3代传输系统-IP电缆调制解调器；第4部分：MAC和上层协议；DOCSIS3.0（Access,Terminals,

TransmissionandMultiplexing(ATTM);ThirdGenerationTransmissionSystemsforInteractive

CableTelevisionServices-IPCableModems;Part4:MACandUpperLayerProtocols;DOCSIS

3.0）

ETSIEN302878-5V1.1.1(2011-11)接入、终端、传输和多路技术(ATTM)；交互式有线电视业

务的第3代传输系统-IP电缆调制解调器；第5部分：安全服务；DOCSIS3.0（Access,Terminals,

TransmissionandMultiplexing(ATTM);ThirdGenerationTransmissionSystemsforInteractive

CableTelevisionServices-IPCableModems;Part5:SecurityServices;DOCSIS3.0）

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1

C-DOCSIS系统C-DOCSISSystem

2

GY/T266—2012

C-DOCSIS系统完成有线电视同轴电缆网络的宽带数据接入、转发、业务配置和管理维护等功能，由

C-DOCSIS头端、C-DOCSIS终端、配置系统和网络管理系统几个部分组成。

3.2

有线电缆媒介转换设备CableMediaConverter

有线电缆媒介转换设备实现从同轴电缆网络到PON或以太网络的数据转换功能，CMC向下通过有线电

视同轴网络接入CM设备，向上通过PON或以太网络接入汇聚网络。

3.3

QoS动态配置策略DynamicQoS

QoS动态配置策略按照呼叫信令动态地创建、修改和删除C-DOCSIS业务流，保证语音等多媒体会话

的服务质量，在会话过程中系统提供有保障的带宽资源，会话结束后系统释放所占用的带宽资源。

3.4

MAC域MACDomain

C-DOCSIS头端设备在一组上行信道和下行信道的集合上统一运行MAC分配和管理协议，这个上下行

信道的集合就称为MAC域。C-DOCSIS头端设备服务MAC域中的所有信道，CM按照协议规范可以访问一到多

个上、下行信道。

3.5

业务流ServiceFlow

业务流提供MAC层的传输服务，系统根据业务流定义的QoS参数进行业务整形、监管并划分优先级。

3.6

微时隙Mini-Slot

上行信道传输由上行信道带宽分配算法划分Intervals生成传输时隙，每个Interval由一组

mini-slots组成。Mini-slot为上行传输的单元。对于TDMA模式，Mini-slot为6.25s增量的整数倍。

对S-CDMA信道，mini-slot与该信道调制速率、SpreadingCode的数目以及SpreadInterval的数目相关。

3.7

MAC帧MACFrame

MAC帧为数据链路层数据交换的单元，一个MAC帧包括MACHeader和变长数据PDU。PDU中包含地址，

数据和CRC等。MAC帧支持级联。

3.8

模块化同轴电缆局端接入设备ModularCableModemTerminationSystem（M-CMTS）

模块化CMTS是DOCSIS3.0所定义的一种CMTS的实现方式。模块化CMTS实现了传统CMTS的网络侧接

口，但没有全部实现传统CMTS的射频接口。模块化CMTS需要配合有射频接口的设备来实现传统CMTS的全

部功能。模块化CMTS通过一组协议，与有射频接口的设备通信并实现DOCSIS数据转发功能。

3.9

C-DOCSIS数据格式标记C-DOCSISDataTag

C-DOCSIS所定义的数据包标记方法，使用VLAN标签的格式标识每个数据包所属的业务流。

3

GY/T266—2012

3.10

C-DOCSIS管理消息C-DOCSISManagementMessage

C-DOCSIS所定义的管理消息格式，用于系统控制模块和射频接口模块之间交换配置、状态和管理信

息。

3.11

配置系统ConfigurationSystem

配置系统提供C-DOCSIS系统的业务和设备配置服务，实现配置文件的生成、下发、终端设备的软件

升级等功能，包括DHCP服务器、配置文件服务器、软件下载服务器、时钟协议服务器等。

3.12

认证Certification

认证是指网络设备上电后，通过发送MAC地址或证书等信息向上层管理系统进行身份验证并获取网

络准入安全授权的过程。

4缩略语

下列缩略语适用于本标准。

AES高级加密标准（AdvancedEncryptionStandard）

AN汇聚网络（AggregationNetwork）

ARP地址解析协议（AddressResolutionProtocol）

A-TDMA高级时分多址（AdvancedTime-DivisionMultipleAccess）

BPI+增强型基线加密接口（BaselinePrivacyInterfacePlus）

CCI控制与分类转发模块接口（ControlandClassifierInterface）

C-DOCSIS中国DOCSIS（ChinaDOCSIS）

CDMMC-DOCSIS管理消息（C-DOCSISManagementMessage）

CDTC-DOCSIS数据格式标记（C-DOCSISDataTag）

CFI规范格式指示符（CanonicalFormatIndicator）

CM电缆调制解调器（CableModem）

CMC有线电缆媒介转换设备（CableMediaConverter）

CMIMCM接口掩码（CableModemInterfaceMask）

CMTS同轴电缆局端接入设备（CableModemTerminalSystem）

COPS公共开放策略服务（CommonOpenPolicyService）

CoS业务分类（ClassofService）

CPD控制点发现（ControlPointDiscovery）

CPE客户端设备（CustomerPremiseEquipment）

DES数据加密标准（DataEncryptionStandard）

DHCP动态主机配置协议（DynamicHostConfigurationProtocol）

DOCSIS电缆数据业务接口规范（Data-over-CableServiceInterfaceSpecification）

DoS服务拒绝（DenialofService）

DSCP差异化服务代码点（DifferentiatedServicesCodePoint）

eMTA嵌入式多媒体终端适配器（EmbeddedMultimediaTerminalAdapter）

4

GY/T266—2012

EPON以太无源光网络（EthernetPassiveOpticalNetwork）

FEC前向纠错（ForwardErrorCorrection）

GPON千兆无源光网络（Gigabit-CapablePassiveOpticalNetwork）

HFC光缆-同轴电缆混合网（HybridFiberCoaxial）

ICMP互联网控制报文协议（InternetControlMessageProtocol）

IGMP互联网组管理协议（InternetGroupManagementProtocol）

IMSIP多媒体子系统（IPMultimediaSubsystem）

IP互联网协议（InternetProtocol）

LLC逻辑链路控制（LogicalLinkControl）

MAC媒体接入控制（MediaAccessControl）

MDF基于下行业务流标识的组播转发（MulticastDownstreamServiceIDForwarding）

MER调制误差率（ModulationErrorRatio）

MLD组播听众发现（MulticastListenerDiscovery）

MPEG运动图像专家组（MovingPictureExpertsGroup）

MTBF平均无故障时间（MeanTimeBetweenFailure）

NGB下一代广播电视网（NextGenerationBroadcasting）

NMS网络管理系统（NetworkManagementSystem）

NSI网络侧接口（NetworkSideInterface）

OAM操作、管理和维护（Operations,AdministrationandMaintenance）

OLT光缆线路终端（OpticalLineTerminal）

OMI运维管理接口（OperationandManagementInterface）

OUI组织唯一标识符（OrganizationallyUniqueIdentifier）

PCP优先级代码点（PriorityCodePoint）

PDU协议数据单元（ProtocolDataUnit）

PHS净负荷头抑制（PayloadHeaderSuppression）

PHY物理层（Physicallayer）

PMD物理媒介关联子层（PhysicalMediaDependentSublayer）

PON无源光网络（PassiveOpticalNetwork）

QAM正交幅度调制（QuadratureAmplitudeModulation）

QoS业务质量（QualityofService）

RFI射频接口（RadioFrequencyInterface）

SFR业务流参考标识（ServiceFlowReference）

SNMP简单网络管理协议（SimpleNetworkManagementProtocol）

STB机顶盒（SetTopBox）

S-CDMA同步码分多址（SynchronousCDMA）

TCP传输控制协议（TransmissionControlProtocol）

TDMA时分多址（TimeDivisionMultipleAccess）

TFTP简单文件传输协议（TrivialFileTransferProtocol）

ToS服务类型（TypeofService）

TPID标签协议标识符（TagProtocolIdentifier）

VIDVLAN标识符（VLANID）

VLAN虚拟局域网（VirtualLocalAreaNetwork）

VoIPIP语音业务（VoiceoverInternetProtocol）

5

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5系统概述

在传统HFC网络上，利用CMTS和CM设备，采用ETSIES202488、ETSIEN302878等系列标准体系，

能够实现基于HFC网络的宽带数据传输。为了满足有线电视接入网络大带宽业务承载、多业务QoS保障、

可运营、可管理的运营要求,本标准提出了基于ETSIEN302878系列标准的一种同轴宽带接入技术，兼

容了ETSIES202488、ETSIEN302878系列标准（也称为DOCSIS接入体系）。由于这种基于ETSIEN302

878系列标准的同轴接入技术是由中国广电提出，因此该技术也称为C-DOCSIS技术。

C-DOCSIS接入技术将ETSIEN302878系列标准规定的物理层与数据链路层的接口从分中心机房下

移至有线电视光节点处，向下通过射频接口与同轴电缆分配网络相接，向上通过PON或以太网与汇聚网

络相连。针对接口下移后的组网模式，C-DOCSIS接入技术规范了系统的功能模块及模块之间的数据和控

制接口，扩展了ETSIEN302878系列标准规定的上下行射频调制技术，简化了部分信道技术，在保障

与符合ETSIES202488、ETSIEN302878系列标准的终端设备兼容的同时，能够实现大带宽入户，承

载视频、语音和数据等综合业务，具有大带宽业务承载、多业务QoS保障、可运营、可管理的能力，是

有线电视网络承载三网融合业务的下一代宽带接入技术。

6系统架构与功能模块

6.1系统逻辑架构

C-DOCSIS系统由C-DOCSIS头端、C-DOCSIS终端、配置系统和网络管理系统组成，其系统架构见图1。

用户设备

网络管C-DOCSIS

理系统终端

用户设备

C-DOCSIS

城域网同轴分配网

头端

用户设备

配置系C-DOCSIS

统终端

用户设备

图1C-DOCSIS系统逻辑架构

在C-DOCSIS系统架构中，C-DOCSIS终端设备连接运营商的同轴分配网络和用户设备，负责它们之间

的数据转发。用户设备可以嵌入终端设备之中，也可以作为独立的设备存在。典型的用户设备包括个人

电脑、eMTA、家庭路由器和机顶盒设备等。

C-DOCSIS头端连接同轴分配网络和汇聚网络，负责它们之间的数据转发，通过汇聚网络接入运营商

的配置系统及网络管理系统。

C-DOCSIS配置系统提供C-DOCSIS系统的业务和设备配置服务，实现配置文件的生成、下发、终端设

备的软件升级等功能，包括DHCP服务器、配置文件服务器、软件下载服务器、时钟协议服务器等。

C-DOCSIS网络管理系统包括SNMP管理系统和Syslog服务器。

6.2系统功能模块

6

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C-DOCSIS系统功能模块见图2。

OMI配置系统

OMI

控制平面网络管理系统

数据平面

系统控制模块

CDMMCM

.

.

CCI.

城域网汇聚转发分类转发模块射频接口模块CM

NSI

CDT

CM

C-DOCSISRFI

头端

图2C-DOCSIS系统功能模型

C-DOCSIS头端由射频接口模块、分类转发模块和系统控制模块构成。

射频接口模块：本模块主要实现本标准规定的PHY层和MAC层的功能，具体包括PHY层子模块和MAC

层子模块，在下行方向完成基于业务流的调度、排队、整形，创建C-DOCSISMAC帧，射频调制和传输；

在上行方向完成射频信号接收，C-DOCSISMAC帧头处理，排队和调度，并负责处理C-DOCSISMAC管理消

息。

分类转发模块：本模块对下行数据流，根据数据报文中的TCP、UDP、IP、LLC等相关字段（如MAC

地址、IP地址、TCP/UDP端口号）进行数据包匹配，在每个数据包头部插入CDT标签标记所属的业务流；

本模块对上行数据流，根据数据包所携带的CDT标签，按照C-DOCSIS业务映射规则插入汇聚网业务标识

向网络侧转发数据。

系统控制模块：本模块实现对射频接口模块、分类转发模块的配置和管理，例如在CM注册时，本模

块解析CM上报的业务流和分类信息，相应地对分类转发模块进行配置。同时本模块与网络管理系统和配

置系统接口，实现业务的配置和管理等功能。

C-DOCSIS终端由CM模块构成,实现用户端设备的接入。

C-DOCSIS配置系统提供C-DOCSIS系统的业务和设备配置服务，实现配置文件的生成、下发、终端设

备的软件升级等功能。配置系统包括DHCP服务器、配置文件服务器、软件下载服务器、时钟协议服务器

等。其中DHCP服务器用于为C-DOCSIS终端和用户设备提供启动初始配置信息，主要包括IP地址。配置文

件服务器用于为C-DOCSIS终端启动时提供配置文件下载。配置文件为二进制文件格式，其中包含

C-DOCSIS终端的配置参数。软件下载服务器用于为C-DOCSIS终端升级提供软件下载。时钟协议服务器为

时钟协议客户端主要为C-DOCSIS终端提供正确的时间。

C-DOCSIS网络管理系统包括SNMP管理系统和Syslog服务器。其中SNMP管理系统可以通过SNMP协议配

置和监控C-DOCSIS头端以及C-DOCSIS终端。Syslog服务器用于收集设备操作相关的消息。根据运营商不

同的应用需求，配置系统和网络设备管理系统可以包括其他的功能。

C-DOCSIS系统通过汇聚转发设备接入城域网络，汇聚转发设备可以是OLT、以太网交换机或路由器

等设备。

图3所示为C-DOCSIS系统下行数据包的处理流程，图4为C-DOCSIS系统上行数据包的处理流程。

7

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CM

.

NSICDTRFI.