新應用是否會創造出新技術需求？或者新技術會帶來新應用？這個古老問題的答案要視個別情況而定，但在纜線寬頻市場上，這兩個問題的答案都是肯定的。

美國有線電視實驗室（Cable Television Laboratories；CableLabs）於1997年公佈Data Over Cable Service Interface Specification（DOCSIS）1.0版，在它之後又有許多規格陸續推出，這些規格現已成為全世界纜線寬頻市場的基礎。DOCSIS 1.0不但為有線電視線路的高速資料通訊奠定基礎，它還提供兩項主要優點：

為了提供這些要素，DOCSIS 1.0定義了纜線數據機的標準實體層和連結層。當有線電視多系統經營者（MSO）發現除了更強大的上網能力之外，寬頻纜線還能為使用者提供更多服務時，這些業者就開始要求繼續加強DOCSIS 1.0，這使得CableLabs於1999年公佈DOCSIS 1.1版。DOCSIS 1.1是以DOCSIS 1.0為基礎，但另外增加網路連線品質（QoS）以及更強大的安全機制，QoS提供所需技術來支援緊接在DOCSIS 1.1後面制定的VoIP規格。

兩年後，CableLabs又推出DOCSIS 2.0，這套新標準為纜線寬頻網路指定傳輸容量更大的回傳路徑（DOCSIS將它稱為「上傳連線」）。將資訊上傳能力提升三倍後，許多能夠創造營收的新應用即可付諸實現，過去由於寬頻纜線的非對稱性質，這類應用在技術上並不可行。

本文章將解釋DOCSIS 2.0的主要概念，並分析DOCSIS 2.0的採用與建置會對纜線寬頻市場造成那些衝擊。

DOCSIS 2.0技術概要

DOCSIS自從1997年出現後，已成為有線電視線路傳輸資料的全球標準，2001年12月推出的DOCSIS 2.0則定義更強大的上傳通道實體層，使得先前標準獲得大幅改善。上傳通道提供一條資料鍊路，其方向是從有線電視客戶的用戶端設備（CPE）到業者頭端設備的纜線數據機終端系統（CMTS），DOCSIS 2.0沒有改變下傳通道的實體層，而是繼續在CMTS和CPE之間提供資料鍊路，其速率最高可達40 Mbps。

根據DOCSIS 2.0定義的上傳實體層，單一通道即可提供高達30 Mbps的資料速率，頻譜效率比DOCSIS 1.0增加五成，單一載波的產出更大幅提升三倍。DOCSIS 2.0的加強規格可以提高系統容量，使多系統經營者減少CMTS的上傳連接埠數目，進而改善統計性多工效能，讓多系統經營者得以降低每個位元的成本。

除了減少每個位元的成本外，DOCSIS 2.0也讓多系統經營者提供需要強健可靠的上傳路徑、但卻能創造營收的各種新應用，例如視訊會議、VoIP、對等網路和線上遊戲。除了提供容量更大的上傳路徑，DOCSIS 2.0實體層也更不容易受到通道損害的影響，例如加成性白高斯雜訊 （Additive White Gaussian Noise；AWGN）、脈衝雜訊和爆發型雜訊 （burst noise）。

DOCSIS 2.0實體層包含兩種調變技術：先進分時多工（Advanced Time Division Multiple Access；A-TDMA）和同步分碼多工（Synchronous Code Division Multiple Access；S-CDMA），兩種技術都已加強DOCSIS 1.0和1.1上傳實體層，使其提供更高產出和強健性。A-TDMA是從採用TDMA調變技術的DOCSIS 1.x實體層演進而來，S-CDMA則採用不同方式，它最多能利用128個正交碼（orthogonal code）同時傳送128個符碼。雖然這兩種技術各擅所長，它們的最大產出卻完全相同，也都提供工具修復各種不同的通道損害。

市場推動力量何在？

DOCSIS 2.0發展現況

DOCSIS 2.0為多系統經營者帶來兩項主要優點：

推動DOCSIS 2.0發展的過程中，後面這項優點扮演著更重要的角色，原因如下：DOCSIS 2.0的發展工作是從2001年8月開始，CableLabs和德州儀器（TI）等業界主要的半導體及纜線數據機製造商攜手合作，為此標準的加強功能制定詳細規格。當DOCSIS 2.0仍處於構想階段時，最受寬頻用戶歡迎的應用是上網瀏覽和大型檔案的下載，這兩種應用所需的下傳產出都遠高於上傳產出，多系統經營者當時也將大部分資金和工程資源用於網路升級，把它們從單向傳輸的舊功能升級至符合DOCSIS 1.1標準的雙向傳輸，業者的目標是儘量讓他們的網路創造更多價值。由於網路瀏覽或檔案下載等應用幾乎不會增加每位使用者的平均營收，多系統經營者為了讓他們的網路升級投資獲得報酬，就開始擴大網路的傳輸容量，以便增加網路節點的用戶數目。

因此開發新技術以擴大傳輸容量，並且減少每位用戶的網路成本，這些願望似乎就成為DOCSIS 2.0標準的主要推動力量；幸運的是，此標準還能支援需要龐大頻寬的應用，而這項能力也搭上了這班順風車。

DOCSIS 2.0標準之採用

DOCSIS 2.0的制定或許是源自於擴大網路容量的想法，但這項標準能獲得採用，其背後也有許多重要推動力量，它們也很值得深究。從構想DOCSIS 2.0開始，到今天的實際寬頻應用，時空環境已有很大轉變。

北美地區的情勢相當明朗，有線電視業者已經採用DOCSIS 2.0標準，並正積極擬定新的升級策略。在用戶端設備部份，多系統經營者要求他們網路建置的所有纜線數據機都必須符合DOCSIS 2.0標準；DOCSIS 2.0纜線數據機不但具備操作互通性，還向前相容於舊型數據機以及CMTS系統，成本差異也很小。在CMTS端，多系統經營者正在加速建置DOCSIS 2.0相容設備，他們首先可能會安裝全新系統，然後才將現有的CMTS設備逐步升級。

預計在不久後，世界其它地區也會跟隨北美的領先腳步，然而北美以外地區的市場動力各有不同，其中還有許多因素產生影響，例如來自xDSL等技術的強大競爭，這些技術已能為使用者提供很高的資料速率；在這些地區，DOCSIS 2.0日益增加的傳輸速度為有線電視業者帶來強而有力的解答。

就應用及服務層面而言，目前提供的數種應用將繼續帶領市場，使整個趨勢朝向更對稱的連線方式發展。視訊會議、線上遊戲、對等網路及檔案共享應用、個人網際網路伺服器以及企業虛擬專用網路 （VPN），它們都是需要很大上傳頻寬的應用。雖然在今天的市場上，既有線路的非對稱特性尚未對其應用造成嚴重限制，但這些相當依賴上傳功能的寬頻應用早已存在，並且正在使用中，它們清楚反應出一個趨勢：對稱頻寬的需求正在增加。

結語──下一步是什麼？

多系統經營者已開始將其網路升級，以便支援極高頻寬的雙向資料傳輸，此時另一項重要工作是預先設想新世代服務的內容及方式，以便瞭解他們能否充份發揮新世代網路的真正潛力。

以個人電腦市場的發展動力做為類比，摩爾定律（Moore's Law）預測每隔18個月，特定價位的半導體元件效能就會增加一倍。但這個陡峭的矽晶片曲線會與陡峭的軟體曲線共同出現，雖然有時很難分辨何者是推動因素，然而有件事卻很明顯：這兩者無法以符合經濟效益的方式單獨存在。

將個人電腦產業模型用於有線電視產業即可發現，新出現和既有的應用及服務也可能隨著時間逐步演進，以便利用DOCSIS 2.0提供的各種功能。

舉例來說，想像有位老奶奶住在美國俄亥俄州，她正使用寬頻連線與加州的孫兒進行雙向視訊交談；在此同時，客廳裏的另一位孫兒仍能透過同樣的寬頻線路玩他心愛的互動遊戲，擊落來自火星的異形。在DOCSIS 2.0支援下，所有寬頻用戶都能自由使用他們的寬頻線路，不會像是今日的寬頻網路使用者，必須忍耐時斷時續的惡劣品質或是慢如牛步的傳輸速度。

事實上，遊戲主機製造商已開始考慮將DOCSIS 2.0纜線數據機模組加入他們的新世代產品，明日的機上盒及互動電視很可能會包含網路攝影機，並且提供寬頻纜線功能，新裝置也將支援個人視訊聊天室和寬頻電子通勤等應用。隨著越來越多使用者需要類似於企業所用的寬頻連線，以便連接至他們的工作伺服器，對於DOCSIS 2.0相容終端裝置的需求很可能會急遽增加。

上述範例只是設想中的部份新世代服務，還有許多令人振奮的新應用有待發掘，它們將會充份利用DOCSIS 2.0以及未來新規格提供的諸多優點。隨著世界各地的用戶開始相互連接，進而形成完整一體的數位世界，現有DOCSIS標準將為服務供應商提供未來成長的承諾和更高營收的機會。

（作者任職於德州儀器TI）