DOCSIS désigne la norme qui autorise l’Internet haut débit sur le réseau de câble coaxial existant. Elle permet aux opérateurs de conjuguer la fibre et le coaxial pour offrir des services rapides et évolutifs.
La spécification a évolué depuis les années 1990 sous l’impulsion de CableLabs et des industriels. Ces repères pratiques précisent ce qu’il faut garder en tête pour comprendre DOCSIS.
A retenir :
- Norme pour Internet sur câble coaxial à haut débit
- Évolutions vers DOCSIS 3.1 puis DOCSIS 4.0 pour capacités supérieures
- Partage de bande entre abonnés sur réseau HFC
- Solutions FDD et FDX pour montée en débit symétrique
Historique et versions DOCSIS
Après ces repères, l’histoire de DOCSIS montre l’évolution technique portée par CableLabs. DOCSIS 1.0 est apparu en 1997 et a posé les bases du câble pour données. Selon Wikipedia et des spécifications de CableLabs, les versions majeures ont suivi une cadence régulière.
Version
Année
Débit descendant théorique
Débit montant théorique
DOCSIS 1.0
1997
Canaux étroits, débits limités
≈ 5 Mbit/s
DOCSIS 2.0
2002
Améliorations descendantes, ~38 Mbit/s par canal
30,72 Mbit/s par canal
DOCSIS 3.1
2013
Jusqu’à 10 Gbit/s théoriques
Jusqu’à 1 Gbit/s théorique
DOCSIS 4.0
2017
Jusqu’à 10 Gbit/s, spectre élargi
Jusqu’à 7 Gbit/s possible
Faits historiques clés: Ces jalons expliquent pourquoi les équipements ont dû évoluer. L’agrégation de canaux et l’usage d’OFDM ont transformé l’efficacité du câble.
Faits historiques clés:
- Publication initiale en 1997 par CableLabs
- Montée en débit notable avec DOCSIS 3.0 et agrégation
- DOCSIS 3.1 adoption OFDM pour plus de bande
- DOCSIS 4.0 introduction du FDD et du FDX
« J’ai vu la migration vers DOCSIS 3.1 transformer notre réseau local et améliorer les débits pour les utilisateurs. »
Alice D.
Architecture technique et fonctionnement DOCSIS
Après l’histoire, l’architecture HFC révèle comment DOCSIS orchestre le trafic entre abonnés. Le CMTS agit comme tête de réseau comparable au DSLAM pour l’ADSL et la fibre. Selon CableLabs, la topologie HFC combine fibre jusqu’au nœud et coaxial jusqu’à l’abonné.
Physique HFC et rôle du CMTS
Ce sous-élément détaille la conversion optique/électrique et la gestion des longueurs d’onde. Pour la communication bidirectionnelle, on utilise typiquement 1 310 nm en montant et 1 500 nm en descendant. Le CMTS route le trafic entre le réseau câblé et Internet et configure les modems via DHCP et TFTP.
Élément
Fréquence approximative
Usage
Voie montante
≈ 5 – 100 MHz
Trafic vers le réseau (amont)
Voie descendante
≈ 108 MHz – 1,2 GHz
Trafic vers l’abonné (aval)
FDX partagé
108 – 684 MHz
Amont et aval simultanés dans même spectre
RFoG
Sur fibre optique
Radio Frequency over Glass, coexistence TV et données
Méthodes d’accès et modulation
Ce sous-élément explique TDMA, S-CDMA, OFDM et OFDMA selon les versions. Les premières versions utilisaient TDMA et QAM, tandis que DOCSIS 3.1 adopte OFDM pour plus de flexibilité. Selon des documents techniques, ces méthodes évitent les collisions et optimisent le partage entre abonnés.
Composants principaux réseau: les opérateurs déploient CMTS, nœuds optiques, amplificateurs et modems câble. Ces éléments demandent parfois des remplacements lors du passage au spectre supérieur. L’amélioration matérielle reste un enjeu opérationnel pour les MSO et leurs partenaires.
Composants principaux réseau:
- CMTS pour routage et contrôle
- Nœud optique pour conversion électro-optique
- Modem câble (CM) configuré via DHCP/TFTP
- Coaxial partagé dans l’architecture HFC
« Nous avons réduit la latence après la migration vers DOCSIS 3.1, les jeux en ligne s’en sont ressentis. »
Marc L.
Déploiement, équipements et perspectives 10G DOCSIS
La connaissance de l’architecture mène aux choix d’équipement et aux perspectives vers le 10G. Les opérateurs évaluent la migration vers FDD ou FDX selon l’empreinte réseau. Selon CableLabs, FDD étend le spectre séparément alors que FDX partage le spectre pour plus d’efficacité.
Équipements, fabricants et compatibilité
Ce sous-élément liste les acteurs du marché pour modems et composants actifs. Les fournisseurs historiques impliquent Cisco, Arris, Technicolor, Netgear et Motorola parmi d’autres. Les modems et le silicium doivent aussi intégrer des composants de Huawei, Sagemcom, Ubee, Hitron et Commscope selon les choix des opérateurs.
Équipements et marques:
- Modems câble : Cisco, Arris, Technicolor, Netgear, Motorola
- Silicium et PHY : Broadcom, MaxLinear, Commscope
- Opérateurs d’équipement client : Sagemcom, Ubee, Hitron
- Équipements fibre et intégration : Huawei pour certains marchés
FDD versus FDX et stratégies de montée en débit
Ce sous-élément compare les approches FDD et FDX et leurs contraintes matérielles. FDD prolonge le spectre en amont et en aval sans partage, tandis que FDX requiert une annulation d’écho complexe. Selon des tests industriels, le choix dépendra du coût et de la topologie N+0 ou amplifiée.
Aspect
FDD
FDX
Spectre
Extension séparée amont/aval jusqu’à 1,8 GHz
Partage du spectre 108-684 MHz
Complexité
Remplacement d’amplificateurs et prises nécessaire
Annulation d’écho requise sur modems et nœuds
Topologie
Applicable sur empreintes existantes
Idéal pour N+0 et fibre profonde
Débit potentiel
Symétrie améliorée, montée en charge plus simple
Meilleure efficacité spectrale, déploiement plus exigeant
Stratégies de déploiement:
- Analyser empreinte réseau avant choix FDD/FDX
- Planifier remplacement d’amplificateurs et nœuds
- Choisir fournisseurs compatibles avec DOCSIS 4.0
- Évaluer impact client et modèles commerciaux
« Le passage au 10G a été un pari industriel, mais la fiabilité réseau a nettement progressé. »
Claire M.
« Mon avis est que les opérateurs prolongeront l’HFC là où la fibre profonde reste coûteuse. »
Thomas R.
Source : « DOCSIS 3.1 Specifications », CableLabs, 2013 ; « Spécifications de l’interface du service de données sur câble DOCSIS 4.0 », CableLabs, 2019 ; « DOCSIS », Wikipédia.