DOCSIS

DOCSIS est une norme technique qui définit comment les signaux de données voyagent sur les mêmes câbles coaxiaux qui acheminent la télévision vers les foyers et les entreprises. Elle spécifie les caractéristiques électriques, les schémas de modulation et les protocoles nécessaires pour transmettre le trafic internet de manière bidirectionnelle sur une infrastructure de réseau câblé initialement conçue pour la distribution vidéo unidirectionnelle. Les câblo-opérateurs utilisent DOCSIS pour convertir leur réseau existant de lignes, d'amplificateurs et de nœuds en systèmes de distribution à large bande sans nécessiter de nouveau câblage vers les locaux individuels.

La norme a évolué à travers plusieurs versions majeures. DOCSIS 1.0 et 1.1, déployées à la fin des années 1990, offraient des vitesses de téléchargement d'environ 30 à 40 Mb/s. DOCSIS 2.0 a ajouté le "channel bonding" en amont et a atteint environ 100 Mb/s en aval. DOCSIS 3.0, introduit en 2006, a permis aux opérateurs de regrouper plusieurs canaux en aval et en amont, atteignant des vitesses de l'ordre du gigabit. DOCSIS 3.1, normalisé en 2013, a introduit la multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence (OFDM) et a poussé les maximums théoriques au-delà de 10 Gb/s. Chaque version a maintenu la rétrocompatibilité avec les modems et les infrastructures antérieures.

Comment ça marche sur le câble

Un système DOCSIS divise le spectre du câble en canaux, généralement de 6 MHz ou 8 MHz de large selon les normes régionales. Le trafic en aval depuis la tête de réseau utilise la modulation d'amplitude en quadrature (QAM) à 64, 256 ou des ordres supérieurs, avec des fréquences de canal dans la plage de 300 MHz à 860 MHz sur la plupart des systèmes nord-américains. Les signaux en amont provenant des locaux des abonnés occupent des fréquences plus basses, généralement de 5 MHz à 65 MHz, et sont soumis à des contraintes de puissance et de bruit plus strictes car ils doivent traverser de nombreuses connexions domestiques et amplificateurs. Un modem câble contient des tuners pour les deux directions et une couche de contrôle d'accès au support qui gère l'arbitrage de la bande passante partagée en amont entre tous les abonnés d'un nœud donné.

La norme DOCSIS est maintenue par CableLabs, le consortium de recherche des câblo-opérateurs nord-américains, et est publiée par l'Union internationale des télécommunications (UIT). Les fournisseurs d'équipement construisent des modems, des routeurs et des systèmes de tête de réseau selon les spécifications afin qu'un modem d'abonné de n'importe quel fabricant puisse s'enregistrer sur le réseau de n'importe quel opérateur. Cette interopérabilité est fondamentale pour les marchés de détail concurrentiels des modems et pour la capacité de l'industrie du câble à déployer des mises à niveau progressivement sur diverses configurations d'installations.

Les points de défaillance courants incluent l'ingression de signal, où les interférences pénètrent dans le système par des connecteurs corrodés ou un blindage de câble endommagé et corrompent les transmissions en amont; les ondes stationnaires causées par des désadaptations d'impédance dans des lignes d'alimentation mal entretenues; et la surcharge de nœud lorsque trop d'abonnés tentent des téléchargements lourds simultanément sur des canaux à capacité limitée. Les têtes de réseau DOCSIS 3.0 et 3.1 modernes incluent une journalisation détaillée et une détection de pannes pour identifier ces problèmes en surveillant les niveaux de signal, les taux d'erreur de modulation et l'utilisation des canaux sur le réseau.