DOCSIS

Data Over Cable Service Interface Specification

Schéma d'un réseau HFC

DOCSIS est l'abréviation de : Data Over Cable Service Interface Specification

Introduction

DOCSIS est une norme spécifique, définissant les conditions d'interface de communications et de soutien d'opération pour un système de données utilisant le système de télévision par câble. Il permet l'addition du transfert de données à vitesse élevé à un système existant de télévision par câble. Il est utilisé par beaucoup d'opérateurs de télévision par câble pour fournir l'accès à Internet sur leur infrastructure coaxial et fibre hybride existante (HFC). Les premières spécifications de DOCSIS étaient la version 1,0, publiée en mars 1997, avec la révision 1,1 suivant en avril 1999. La norme de DOCSIS est actuellement à la version 2,0, arrivée en janvier de 2002. La version 3.0 est en cours de développement. Toute la documentation, incluant la liste des équipements certifiés DOCSIS, comme les documents couvrant tous les aspects techniques du DOCSIS sont localisés sur www.cablemodem.com.

La version européenne DOCSIS s'appelle EuroDOCSIS. La différence principale est que les canaux de câble en Europe sont de 8MHz de large (PAL), tandis qu'en Amérique du Nord les canaux sont de 6MHz de large (NTSC). Ceci permet d'assigner plus de largeurs de bande à la circulation de données aval (prise du point de vue d'un utilisateur, aval est employé pour recevoir des données, tandis qu'amont est employé pour envoyer des données). Il y a aussi une norme DOCSIS différente au Japon.

Caractéristiques

DOCSIS emploie la méthode d'accès de TDMA (Time Division Multiple Access)/SCDMA (Synchronous Code Division Multiple Access). Cette méthode d'accès diffère du système d'Ethernet, car le système DOCSIS n'éprouve aucune collision.

Dans la norme DOCSIS, il y a beaucoup de variations de la couche OSI 1 et 2 qui peuvent être configurées, indépendamment des méthodes d'accès. La modulation numérique 64QAM jusqu’à 256QAM est employée pour la modulation du flux de données en aval, et les modulations QPSK ou 16QAM sont employées pour la modulation du flux de données en amont. La largeur de la bande peut s'étendre de 400kHZ à 3.2MHz dans DOCSIS 1,0/1,1. DOCSIS 2,0 apporte plus d'options pour le flux en amont, y compris la modulation supérieure (64QAM) et des canaux plus larges (6.4MHz). La norme DOCSIS 2,0 a introduit l'annulation de signaux interférant (ingress cancellation) dans le flux de données en amont, ce qui améliore considérablement la vitesse. Toutes ces améliorations combinées procurent une vitesse en amont de 30.72 Mbit/s par canal. La vitesse ascendante dans la norme DOCSIS 1,0 est limitée à 5 Mbit/s, et à 10 Mbit/s dans DOCSIS 1,1. Toutes les versions du standard DOCSIS procurent un flux de données en aval jusqu’à 38 Mbit/s par canal.

Équipements

Le CMTS (Cable Modem Termination System) l'équipement de tête de ligne utilisé par les compagnies de câblodistribution, est équivalent DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) en technologie DSL (Digital Subscriber Line). Le CMTS est un dispositif auquel les ports amont et aval sont connectés. À la différence d'Ethernet, pour fournir la communication bidirectionnelle, il est nécessaire d'avoir au moins deux ports physiques, aval et en amont. En raison du bruit dans le circuit de retour, il y a plus de ports en amont que de ports en aval. Jusqu’à la norme DOCSIS 2,0, les ports amont ne pouvaient pas transférer des données aussi rapidement qu'en aval, la raison principale le bruit interférant de ligne, c'est pour ça que les ports amonts dépassent les ports aval en nombre, dans le cas d'un port aval unique tous les bruits interférant s'additionneraient causant l'arrêt du système.

Avant qu'une compagnie de câble puisse intégrer le système DOCSIS, elle doit améliorer son réseau de HFC(Hybrid Fiber Coaxial) pour soutenir un chemin de retour pour le trafic en amont. Sans elle, la vieille norme de DOCSIS 1,0 peut être implantée, car elle permet l'utilisation du câble pour le transport des données en aval tout en utilisant le service téléphonique POTS (Plain Old Telephone Service) pour le chemin de retour. Si le réseau HFC est déjà bidirectionnel ou interactif, il y a une grande probabilité que le système DOCSIS puisse être mis en application.

L'ordinateur du client est relié au modem câble, qui alternativement est relié par le réseau de HFC au CMTS. Le CMTS conduira alors le trafic entre le réseau de câbles et l'Internet. Les opérateurs de câble ont la pleine commande de la configuration du modem câble par un serveur DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) qui pourvoit le modem câble et l'ordinateur du client leur configuration respective.

La phase d'initalisation logicielle en DOCSIS est généralement la suivante (fortement simplifiée) :

1. Le modem envoie une requête DHCP (BOOTP) de façon a connaître la configuration réseau à utiliser.
2. Le CMTS renvoie son adresse IP locale (a ne pas confondre avec l'adresse IP de l'ordinateur sur Internet), sa passerelle, et plus specifiquement l'adresse IP du serveur TFTP et le nom du fichier de configuration a aller y chercher.
3. Le modem se connecte au serveur TFTP et demande le fichier de configuration nommé précédemment. Ce fichier contient entre autres les informations relatives à la vitesse de connexion du modem, sa priorité sur le réseau, et le nombre d'ordinateurs autorisés a accéder au modem en même temps.
4. Le modem informe le CMTS qu'il a bien reçu le fichier, et qu'il est prêt a opérer (phase de synchronisation).

Après ceci, le ou les ordinateurs branchés au modem peuvent eux-mêmes demander leurs informations de connexion via le DHCP, et agir comme sur un réseau local tout à fait conventionnel.

Vitesse de transfert

Typiquement pour les consommateurs domestiques la vitesse du flux de données aval est limitée entre 512 kbit/s à 16 Mbit/s, et le flux amont entre 256 kbit/s et 1.5 Mbit/s, la configuration de vitesse étant téléchargée au modem câble par le serveur DHCP.

Vidéotron, une compagnie de télécomunication canadienne, offre à ses clients résidentiels et affaires un forfait de vitesse de flux en aval allant jusqu'à 30 Mbit/s et 50 Mbit/s et un flux en amont de 1 Mbit/s

Un canal aval peut alimenter jusqu’à 1000 modems câbles. Quand le trafic augmente, le CMTS peut être amélioré avec plus de ports aval et amont.

Source: Wikipedia English

Lien externe

• (en) Site d'information sur DOCSIS
• Videotron, forfaits TGV 30 et 50

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