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

Introduction

DOCSIS est une norme spécifique, définissant les conditions d'interface (Une interface est une zone, réelle ou virtuelle qui sépare deux éléments. L’interface désigne ainsi ce que chaque élément a besoin de connaître de l’autre pour pouvoir...) de communications et de soutien d'opération pour un système de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un...) utilisant le système de télévision (La télévision est la transmission, par câble ou par ondes radioélectriques, d'images ou de scènes animées et généralement sonorisées qui sont reproduites sur un poste récepteur appelé...) par câble. Il permet l'addition (L'addition est une opération élémentaire, permettant notamment de décrire la réunion de quantités ou l'adjonction de grandeurs...) du transfert de données à vitesse (On distingue :) 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 (L'accès à Internet a beaucoup varié depuis sa création dans les années 1970. Un fournisseur d'accès à Internet permet cet, soit accès grâce à une connexion filaire quasiment jusqu'à...) sur leur infrastructure coaxial et fibre (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) hybride (En génétique, l'hybride est le croisement de deux individus de deux variétés, sous-espèces (croisement intraspécifique), espèces...) existante (HFC). Les premières spécifications de DOCSIS (DOCSIS est l'abréviation de : Data Over Cable Service Interface Specification) étaient la version 1,0, publiée en mars 1997, avec la révision 1,1 suivant en avril 1999. La norme (Une norme, du latin norma (« équerre, règle ») désigne un état habituellement répandu ou moyen considéré le plus souvent comme une...) 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 (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du continent eurasiatique, voire comme une...) sont de 8MHz de large (PAL), tandis qu'en Amérique (L’Amérique est un continent séparé, à l'ouest, de l'Asie et l'Océanie par le détroit de Béring et l'océan Pacifique; et à...) du Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) les canaux sont de 6MHz de large (NTSC). Ceci permet d'assigner plus de largeurs de bande à la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) de données aval (prise du point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) d'un utilisateur, aval est employé pour recevoir des données, tandis qu'amont est employé pour envoyer des données). Il y a également une saveur différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à l'aide...) DOCSIS 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 (Ethernet est un protocole de réseau local à commutation de paquets. Bien qu'il implémente la couche physique (PHY) et la sous-couche Media...), car le système DOCSIS n'éprouve aucune collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de l'énergie et de l'impulsion de l'un des corps au second.).

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 (Une information numérique (en anglais « digital ») est une information ayant été quantifiée et échantillonnée, par...) 64QAM jusqu'à 256QAM est employée pour la modulation du flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le terme est employé...) de données en aval, et les modulations QPSK ou 16QAM sont employées pour la modulation du flux de données en amont. La largeur (La largeur d’un objet représente sa dimension perpendiculaire à sa longueur, soit la mesure la plus étroite de sa face. En...) 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 (DSLAM est un acronyme anglais qui signifie « Digital Subscriber Line Access Multiplexer », soit en français, « Multiplexeur d'Accès à la Ligne d'Abonné Numérique » (plus simplement : « Multiplexeur d'accès DSL »).) (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) en technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) 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 (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la machine...) bidirectionnelle, il est nécessaire d'avoir au moins deux ports physiques, aval et en amont. En raison du bruit (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son. C'est-à-dire vibration de l'air pouvant donner lieu à la...) 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 (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».), 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 (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet), on...) 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 (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route, le canal ..). Par assimilation, des actions de déplacements...) des données en aval tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en utilisant le service téléphonique POTS (POTS est un sigle anglais qui signifie Plain Old Telephone System que l'on peut traduire en français par le bon vieux téléphone. Dans certains pays on parle de réseau fixe ou de téléphone...) (Plain Old Telephone Service) pour le chemin de retour. Si le réseau HFC est déjà bidirectionnel ou interactif, il y a une grande probabilité (La probabilité (du latin probabilitas) est une évaluation du caractère probable d'un évènement. En mathématiques, l'étude des...) que le système DOCSIS puisse être mis en application.

L'ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant d'exécuter des programmes enregistrés. C'est un ensemble de circuits électroniques permettant de manipuler des données sous...) du client (Le mot client a plusieurs acceptations :) est relié au modem câble (Un modem câble (modulateur démodulateur) est un dispositif relié à un réseau de télévision par câble qui offre des services de télécommunications numériques tel qu’Internet. Le...), 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 (Internet est le réseau informatique mondial qui rend accessibles au public des services variés comme le courrier électronique, la messagerie instantanée et le World Wide Web, en utilisant le...). Les opérateurs de câble ont la pleine commande (Commande : terme utilisé dans de nombreux domaines, généralement il désigne un ordre ou un souhait impératif.) de la configuration du modem (Le modem (mot-valise, pour modulateur-démodulateur), est un périphérique servant à communiquer avec des utilisateurs distants par...) câble par un serveur DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) qui pourvoit le modem câble et l'ordinateur du client leur configuration respective.

La phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) d'initalisation logicielle en DOCSIS est généralement la suivante (fortement simplifiée) :

  1. Le modem envoie une requête (Le mot requête, synonyme de demande, est employé dans les domaines suivants :) DHCP (BOOTP) de façon a connaître la configuration réseau à utiliser.
  2. Le CMTS renvoie son adresse IP (Une adresse IP (avec IP pour Internet Protocol) est le numéro qui identifie chaque ordinateur connecté à Internet, ou plus généralement...) locale (a ne pas confondre avec l'adresse (Les adresses forment une notion importante en communication, elles permettent à une entité de s'adresser à une autre parmi un ensemble d'entités. Pour qu'il n'y ait pas d'ambiguïté,...) IP de l'ordinateur sur Internet), sa passerelle, et plus specifiquement l'adresse IP du serveur TFTP (TFTP (pour Trivial File Transfert Protocol ou Protocole simplifié de transfert de fichiers) est un protocole simplifié de transfert de fichiers.) et le nom du fichier ( Un fichier est un endroit où sont rangées des fiches. Cela peut-être un meuble, une pièce, un bâtiment, une base de données informatique. Par exemple : fichier des patients d'un médecin, fichier des ouvrages dans une...) 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 autre les informations relative a la vitesse de connexion du modem, sa priorité sur le réseau, et le nombre d'ordinateurs autorisés a acceder au modem en même temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.).
  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-même demander leurs informations de connexion via le DHCP, et agir comme sur un réseau local (Un réseau local, souvent désigné par l'acronyme anglais LAN de Local Area Network, est un réseau informatique à une échelle géographique relativement restreinte, par exemple une salle informatique, une...) tout a fait conventionnel.

Vitesse de transfert

Typiquement pour les consommateurs domestiques la vitesse du flux de données aval est limitée entre 512 kbit/s à 10 Mbit/s, et le flux amont entre 256 kbit/s et 1 Mbit/s, la configuration de vitesse étant téléchargée au modem câble par le serveur DHCP.

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

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