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特集

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4K／8K に向かうケーブル TV 入門Ⅱ
第 12 章 同軸ケーブルによる高速サービスの実現，
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C ― DOCSIS, Home PNA over Coax, G.hn

集合住宅における棟内伝送技術
松本 修一
Shuichi Matsumoto

12.1 同軸ケーブル利用による通信速度高速化技術
一戸建て住宅は HFC＋や PON 等による 1Gbps の高速化が実現されようとしていますが，集合住宅の通信高速化は決め手となる手法がなく，それが集合住宅比率の高い地域における光化を遅らせる要因となっていました．
ケーブル伝送路の通信速度を高速化するためには，
HFC 伝送路では既存 DOCSIS 3.0 や変調 / 誤り訂正技術を高度化した DOCSIS 3.1 があり，FTTH 伝送路では ITU ― T 標準の G ― PON と IEEE 標準の E ― PON があることは第 11 章で述べたとおりです．
FTTH による伝送路の高速化は，集合住宅内においてそれに見合う高速化を実現することが理想であり，そのためには各家庭まで光ファイバを直接接続しなくてはなりません．ところが，既存の集合住宅内には同軸ケーブルが配線されている現状があり，既設の配管等を介して各戸まで光ファイバを配線するのは困難です．また，集合住宅内ではツイストペア・ケーブル（電話線）の利用も可能ですが，ケーブル事業者が慣れ親しんでいる同軸ケーブルによる高速化の可能性があり，それを有効活用することも必要になります．今までの技術で，集合住宅内の配線状況により採用可能な通信技術の比較を表 12.1 に示します．
なお，なんらかの理由で同軸ケーブルを利用できない場合には，電話線による高速な棟内通信方式も利用可能です．
今までの同軸ケーブルを利用した DOCSIS 3.0 は，高速伝送，双方向伝送，安定伝送，既存同軸ケーブルを流用可能などの利点はありますが，帯域の確保（特に上り帯域の確保）や上り / 下り速度の均等化に難点があります．
そこで，対象の集合住宅がすでに HFC 等により双方向化されている前提で，また集合住宅までは PONや専用線などで伝送すること，集合住宅で上り / 下り信号が終端（上り流合雑音も削減）すること，上り帯域は全帯域集合住宅内で利用可能であることを前提に，
Cabinet
DOCSIS 3.0，DOCSIS 3.1，C ― DOCSIS を 利 用 す る
EoC（Ethernet over Coax）など集合住宅高速化技術についてその適否や実効性を検討しました．
その結果，C ― DOCSIS を利用する EoC は既存端末（ケーブル・モデム）が利用可能であることや，現状帯域（上り 10〜55 MHz/ 下り 70〜770 MHz）でも， 上り100 Mbps（64 QAM×4ch ＠ 6.4 MHz），下り 300 Mbps（256 QAM×8ch ＠ 6 MHz）が可能であることがわかりました．詳細を以下に説明します．

12.2 C ― DOCSIS■ 12.2.1 概要
EoC は，広義には Ethernet 信号を同軸ケーブル内HomePlug Audio Videoに伝送する技術を意味し，電力線利用の HP AV や電Phoneline Networking Alliance
話線利用の Home PNA 等からの派生技術もこれに含まれますが，本項では上り下りの周波数帯域を分けて使用し，ケーブルテレビとの親和性が高い C ― DOCSISについて述べます．

〈表 12.1〉集合住宅内の在来通信技術比較
集合住宅伝送路

同軸ケーブル

光ファイバ

xDSL

DOCSIS 3.0

EPON

上り通信速度

最大 100 Mbps

最大 20 Mbps
（16 QAM ＠ 4 MHz×1ch）

最大 1 Gbps

下り通信速度

最大 100 Mbps

最大 160 Mbps
（256 QAM ＠ 6 MHz×4ch）

最大 1 Gbps

通信方式

No.51

ツイストペア（電話線）

37

集合住宅内（拡大）

集合住宅

STB

ケーブル局
CMC
ヘッドエンド
光変調
（放送）

光ケーブル

CM

V-ONU

STB

V-ONU

CMC
コントローラ

CMC

CM（柱上）

Ethernet
フレーム
CMTS

E/O

光ノード

Ethernet
フレーム

同軸ケーブル
STB
CM

CMC：Cable Media Converter

Ethernet
フレーム〈図 12.1〉C ― DOCSIS を利用した EoC

C ― DOCSIS は，2014 年 8 月29日に C ― DOCSIS System
Specification“CM ― SP ― CDOCSIS ― I01〜140829 として米国ケーブルラボにより初版が公開されました．その後，第 2 版（I02）が 2015 年 3 月 5 日に公開されています．
また，
DOCSIS 3.0 Operations Support System Interface
Specification（CM ― SP ― OSSIv3.0）の最新版（I25）も同
日 発 行 さ れ，Annex S Additions and Modifications
for Chinese Specification が追加されています．
C ― DOCSIS は China DOCSIS や Cabinet DOCSISとも呼ばれ，集合住宅の通信高速化のため，集合住宅の MDF 室等に設置する CMTS と，棟内の同軸ケーブル経由で各家庭のケーブル・モデムとが通信を行う方式です．CMTS を小型化かつ安価にしたものが CMC（Cable Media Converter）であり，ケーブル局に設置されて CMC を制御する装置を CMC コントローラと呼びます．その利用例を図 12.1 に示します．
C ― DOCSIS では，ケーブル・モデムと管理装置（プロビジョニング）等は現在のものをそのまま利用しながら，集合住宅に新たに CMC を設置 / 調整することにより高速化が可能となるため，運用負担が少なくなります．集合住宅の棟内だけでなく柱上等にも設置可能な機器が製品化（一例：Huawei MA5633）されています．放送信号は，光変調器から光ファイバによって伝 送 し， 集 合 住 宅 内 や 柱 上 の 装 置 で CMC 出 力 のDOCSIS 信号と混合することが可能です．

■ 12.2.2 C ― DOCSIS の 3 タイプ
厳密には，CMC コントローラと CMC の機能をどのように分担 / 実装するかにより，C ― DOCSIS には次の3 種類があります． そのアーキテクチャの概念を図12.2 に示します．

38

CMC
コントローラ

CMC
パケット転送MAC
PHY（a）Type 1

CMC
コントローラ

CMC

パケット転送MAC
PHY（b）Type 2

CMC
コントローラ

CMC

パケット転送MAC

PHY（b）Type 3〈図 12.2〉C ― DOCSIS の 3 タイプ

・Type 1（Mini CMTS）：
CMTS のほぼすべての機能をリモート側に置く・Type 2（Remote MAC）：
CMTS の MAC 層以下の機能をリモート側に置く・Type 3（Remote PHY）：
CMTS の PHY 層の機能のみをリモート側に置く
リモート側の CMC は，Type 1 が最も複雑で高価，
No.51