DOCSIS は、 Data Over Cable Service Interface Specificationの略称です。
導入
DOCSIS は、ケーブルテレビシステムを使用するデータシステムの通信インターフェイスと操作サポート要件を定義する特定の規格です。既存のケーブル テレビ システムに高速データ転送を追加できます。これは、既存の同軸およびハイブリッドファイバー(HFC) インフラストラクチャを介してインターネット アクセスを提供するために、多くのケーブル テレビ事業者によって使用されています。最初のDOCSIS仕様は、1997 年 3 月にリリースされたバージョン 1.0 で、1999 年 4 月にリビジョン 1.1 がリリースされました。DOCSIS標準は現在バージョン 2.0 で、2002 年 1 月にリリースされます。バージョン 3.0 は開発中です。 DOCSIS 認定機器のリストを含むすべてのドキュメントと、DOCSIS のすべての技術的側面をカバーするドキュメントは、 www.cablemodem.comにあります。
DOCSIS の欧州版は EuroDOCSIS と呼ばれます。主な違いは、ヨーロッパのケーブル チャネルが 8MHz 幅 (PAL) であるのに対し、北米のケーブル チャネルは 6MHz 幅 (NTSC) であることです。これにより、より多くの帯域幅をダウンストリーム データフローに割り当てることができます (ユーザーの観点から見ると、ダウンストリームはデータの受信に使用され、アップストリームはデータの送信に使用されます)。日本には別のDOCSIS フレーバーもあります。
特徴
DOCSIS は、TDMA ( Time Division Multiple Access )/SCDMA ( Synchronous Code Division Multiple Access ) アクセス方式を使用します。 DOCSIS システムでは衝突が発生しないため、このアクセス方法はイーサネットシステムとは異なります。
DOCSIS 標準内には、アクセス方式に関係なく、設定できる OSI レイヤ 1 および 2 のさまざまなバリエーションがあります。 64QAM から最大 256QAM までのデジタル変調がダウンストリーム データストリーム変調に使用され、QPSK または 16QAM 変調がアップストリーム データ ストリーム変調に使用されます。帯域幅は、DOCSIS 1.0/1.1 で 400kHz から 3.2MHz まで拡張できます。 DOCSIS 2.0 では、より高度な変調 (64QAM) やより広いチャネル (6.4MHz) など、アップストリーム ストリームのオプションが増えています。 DOCSIS 2.0 標準では、アップストリーム データ ストリームに入力キャンセルが導入され、速度が大幅に向上しました。これらの改善点をすべて組み合わせると、チャネルあたり 30.72 Mbit/s のアップストリーム速度が実現します。 DOCSIS 1.0 のアップロード速度は 5 Mbps に制限され、DOCSIS 1.1 では 10 Mbps に制限されます。 DOCSIS 標準のすべてのバージョンは、チャネルあたり最大 38 Mbit/s のダウンストリーム データ ストリームを提供します。
装置
ケーブル会社が使用するヘッドエンド装置である CMTS ( Cable M odem Termination System ) は、 DSL ( Digital Subscriber Line )技術におけるDSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer ) に相当します。 CMTS は、アップストリーム ポートとダウンストリーム ポートが接続されるデバイスです。イーサネットとは異なり、双方向通信を提供するには、ダウンストリームとアップストリームの少なくとも 2 つの物理ポートが必要です。フィードバック回路のノイズにより、アップストリーム ポートの数がダウンストリーム ポートよりも多くなります。 DOCSIS 2.0 までは、アップストリーム ポートはダウンストリーム ポートほど速くデータを転送できませんでした。主な理由は干渉回線ノイズでした。そのため、アップストリーム ポートの数がダウンストリーム ポートの数を上回っていました。単一のダウンストリーム ポートの場合、すべての干渉ノイズが加算され、システムを停止します。
ケーブル会社は DOCSIS システムを統合する前に、HFC (ハイブリッドファイバー同軸)ネットワークをアップグレードして、アップストリーム トラフィックのリターン パスをサポートする必要があります。これがなければ、古い DOCSIS 1.0 標準を実装できます。これにより、リターン パスにPOTS ( Plain Old Telephone Service) を使用しながら、ダウンストリーム データ転送にケーブルを使用できるようになります。 HFC ネットワークがすでに双方向またはインタラクティブである場合、DOCSIS システムを実装できる可能性が高くなります。
クライアントのコンピュータはケーブル モデムに接続され、ケーブル モデムは HFC ネットワークを介して CMTS に接続されます。その後、CMTS はケーブル ネットワークとインターネットの間でトラフィックをルーティングします。ケーブル オペレータは、ケーブル モデムと顧客のコンピュータにそれぞれの設定を提供する DHCP (動的ホスト設定プロトコル) サーバーを通じて、ケーブルモデムの設定を完全に制御できます。
DOCSIS のソフトウェア初期化フェーズは一般に次のとおりです (非常に簡略化されています)。
- モデムは、使用するネットワーク構成を知るために DHCP要求(BOOTP) を送信します。
- CMTS は、ローカルIP アドレス（インターネット上のコンピュータの IPアドレスと混同しないでください）、ゲートウェイ、さらに具体的には、 TFTPサーバの IP アドレスと、そこにフェッチする設定ファイルの名前を返します。
- モデムは TFTP サーバーに接続し、上記の構成ファイルを要求します。このファイルには、特に、モデムの接続速度、ネットワーク上での優先順位、モデムに同時にアクセスすることが許可されているコンピュータの数に関する情報が含まれています。
- モデムは CMTS に、ファイルを受信したこと、および動作の準備ができていることを通知します（同期フェーズ）。
この後、モデムに接続されたコンピュータは、DHCP 経由で接続情報を要求し、完全に従来のローカル ネットワーク上で動作することができます。
転送速度
通常、国内消費者の場合、ダウンストリーム データ ストリームの速度は 512 kbit/s ～ 10 Mbit/s に制限され、アップストリーム データ ストリームは 256 kbit/s ～ 1 Mbit/s に制限され、速度設定は次の方法でケーブル モデムにダウンロードされます。 DHCPサーバー。
ダウンストリーム チャネルは最大 1000 台のケーブル モデムに電力を供給できます。トラフィックが増加すると、ダウンストリーム ポートとアップストリーム ポートを追加して CMTS を拡張できます。
出典: ウィキペディア英語版
