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<< 返回在线提问 主题:Cable Modem技术综述及应用分析[ 楼 主 ]
 作者:bubaila bubaila@126.com 2005-10-5 9:26:58  
有线电视网是一个非常宝贵的资源,通过双向化和数字化的发展,有线电视系统除了能够提供更多、更丰富、质量更好的电视节目外,还有着足够的频带资源来提供其他非广播业务。Cable Modem与以往的Modem在原理上都是将数据进行调制后在Cable(电缆)的一个频率范围内传输,接收时进行解调,传输机理与普通Modem相同。不同之处在于它是通过有线电视CATV的某个传输频带进行调制解调的。而普通Modem的传输介质在用户与访问服务器之间是独立的,即用户独享通信介质。Cable Modem属于共享介质系统,其他空闲频段仍然可用于有线电视信号的传输。
Cable Modem彻底解决了由于声音图像的传输而引起的阻塞,其速率已达10Mbps以上,下行速率则更高。而传统的Modem虽然已经开发出了速率56Kbps的产品,但其理论传输极限为64Kbps,再想提高已不大可能。
Cable Modem也是组建城域网的关键设备,混合光纤同轴网(HFC)主干线用光纤,光结点小区内用树型总线同轴电缆网连接用户,其传输频率可高达550/750MHz。在HFC网中传输数据就需要使用Cable Modem。
可以看出Cable Modem是未来网络发展的一种重要选择,但是,目前尚没有Cable Modem的国际统一标准,各厂家产品的传输速率均不相同。因此,高速城域网宽带接入网的组建还有待于Cable Modem国际统一标准的出台。
     Cable Modem 分类
   
     随着Cable Modem技术的发展,也出现了不少Cable Modem类型,大至可以分为以下几种:
   
     1.从传输方式上可分为双向对称式传输和非对称式传输。对称式传输速率为2Mbps~4Mbps、最高能达到10Mbps。非对称式传输下行速率为30Mbps,上行速率为500KMbps~2.56Mbps。
   
     2.从数据传输方向上有单向和双向Cable Modem之分。
   
     3.从网络通信角度看,Cable Modem可分为同步(共享)和异步(交换)两种方式。同步类似以太网,网络用户共享同样的带宽。当用户增加到一定数量时,其速率急剧下降,碰撞增加,登录入网困难。而异步的ATM技术与非对称传输成为Cable Modem技术的发展主流。
   
     4.从接入角度来看,可分为个人Cable Modem和宽带Cable Modem(多用户),宽带Cable Modem可以具有网桥的功能,可以将一个计算机局域网接入。
   
     5.从接口角度分,可分为外置式、内置式和交互式机顶盒。外置Cable Modem的外形象一个小盒子,通过网卡连接电脑,所以连接Cable Modem前需要给计算机添置一块网卡,这也是外置Cable Modem的缺点。不过优点是可以支持局域网上的多台计算机同时上网。
   
     内置Cable Modem是一块PCI 插卡,这是最便宜的解决方案。缺点是只能用在台式电脑上,在苹果电脑和笔记本电脑上无法使用。
   
     交互式机顶盒是真正Cable Modem的伪装。机顶盒的主要功能是在频率数量不变的情况下提供更多的电视频道。通过使用数字电视编码(DVB),交互式机顶盒提供一个回路,使用户可以直接在电视屏幕上访问网络,收发E-mail和浏览网页等。
   
     Cable Modem技术原理
   
     Cable Modem本身不单纯是调制解调器,它集Modem、调谐器、加/解密设备、桥接器、网络接口卡、虚拟专网代理和以太网集线器的功能于一身。它无须拨号上网,不占用电话线,可提供随时在线的永久连接。服务商的设备同用户的Modem之间建立了一个虚拟专网连接,Cable Modem提供一个标准的10BaseT或10/100BaseT以太网接口同用户的PC设备或以太网集线器相联。
   
     Cable Modem的技术实现一般是从42MHz~750MHz电视频道中分离出一条6MHz的信道用于下行传送数据。通常下行数据采用64QAM(正交调幅)调制方式,最高速率可达27Mbps,如果采用256QAM,最高速率可达36Mbps。上行数据一般通过5MHz~42MHz之间的一段频谱进行传送,为了有效抑制上行噪音积累,一般选用QPSK调制,QPSK比64QAM更适合噪音环境,但速率较低。CMTS(Cable Modem头端设备)从外界网络接收的数据帧封装在MPGE-TS帧中,通过下行数字调制和RF(Radio Frequency)输出到用户端,同时接收上行出来的数据转换成以太网帧。用户端Cable Modem的基本功能就是将上行数字信号调制成RF信号,将下行的RF信号解调为数字信号,从MPEG-TS帧中解出数据,形成以太网的数据,通过10-BaseT的端口输出。在HFC网是频分复用的,但在某一频率上的信道则是被很多用户所共享,通过MAC控制用户信道分配与竞争的问题,同时还支持不同等级的业务。可以通过网络管理系统对HFC网络中Cable Modem进行配置、状态、流量监控和诊断。
   
     在Cable Modem系统中,采用了双向非对称技术,在下行方向有6MHz的模拟带宽供系统中的用户共享。但这种共享技术不会降低传输速率。Cable Modem不同于线路交换的电话网定向呼叫连接,用户在连接时并不占用一固定带宽,而是与其他活动用户共享,仅在发送、接收数据的瞬间使用网络资源。在毫秒级甚至兆秒级的时间内,抓住一切利用带宽的机会下载数据包。如果在网络使用的高峰期中有拥塞,可以通过灵活的分配附加带宽来解决。只需简单分配一个6MHz频段,就能倍增下行速度。另一种方法是在用户段从新划分物理网络,按照访问频度给用户合理分配带宽,速度可与专线媲美。
   
     Cable Modem接入实现
   
     有线电视系统中普遍采用HFC(光纤/电缆)结构。采用光缆将信号传输到小区节点,再用同轴分配网络将信号送到用户家中。由于用光纤代替同轴电缆后网络性能获得极大的改进,以致于在实现高效率宽带交互通信时,早期的“光纤到户”目标不再认为是必须的。这样HFC为将宽带信号带入家庭铺平了最后一公里。
   
     HFC本身是一个CATV网络,视频信号可以直接进入用户的电视机,采用新的数字调制技术和数字压缩技术,可以向用户提供数字电视和HDTV。同时,话音和高速的数据可以调制到不同的频段上传送,来提供电话和数据业务。这样HFC支持全部现存的和发展中的窄带和宽带业务,成为所谓的全业务宽带网络。而且,HFC可以简单地过渡到FTTH网络,为光纤用户环路的建设提供了一种循序渐进的手段。
   
     1. 数 据 传 输 的 实 现
     在Cable Modem系统结构中,用户可在PC机中运行视频点播软件,通过HFC网络到运营商CMTS头端设备,由运营商提供视频点播服务。由于在Cable Modem技术中,采用了双向非对称技术,在频谱中分配90到860MHz间的一个频段作为下行的数据信道,传输速率达到27Mbps和36Mbps。同时在频谱中分配5到50MHz中的一个频段作为上行回传, 传输速率达到0.3Mbps至10Mbps的速率。通过上行和下行数据信道形成数据传输的回路。用户也可在PC机中运行浏览器软件,实现Internet冲浪。由此可见,Cable Modem能使用户进入一个虚拟现实世界。采用这种非对称技术,主要考虑到目前数据业务的信息量集中在下行,如Internet网页的浏览,E-mail的收发,视频点播,家用办公等。系统遵照国际标准DOCSIS或DVB/DAVIC的规定,通信协议采用TCP/IP。
   
     2.话音的传输
   
     采用IP技术,提供话音业务,可通过VoIP技术来实现。这时整个系统走的全是IP数据,包括用户家的电话,也用的是IP电话。通过Internet网络,可与全球任何的联网用户实现Internet Phone功能。但是,目前的电话用户还是电信PSTN网,要真正通过HFC网提供话音业务必须与PSTN互通。实现互通的方法有两种。如图2。一种方法是从Internet通过IP Phone网关来与PSTN公网相连。另一种方法是从HFC的局端设备CMTS通过IP Phone网关联向PSTN公网。
   
     常规的用于CATV的HFC网络是单向传输的,而数据传输系统是双向的,这就需对现有的HFC网络进行改造。按改造的难易和成本可分为三种情形:
   
     1.采用电话上行、HFC下行:这种方法用在CMTS和Cable Modem中具有电话线接口、无需对HFC进行双向的改造。这是一种低成本迅速占领市场的策略,或者用在改造网络确实存在困难的地方。一般不推荐这种方法,原因有二:一是影响原有电话业务,二是电话的带宽毕竟有限,不利于系统扩展。
   
     2.对现有的单向HFC网络进行改造,增加反向传输模块,如反向光发和光收,原有链路中单向的放大器换成双向放大器等。目前,现有的城市CATV的HFC网已初具规模,主要是双向改造问题。
   
     3.铺设新的双向HFC网络,在新建的城市小区中,直接建设双向网络。
 回复:Cable Modem技术综述及应用分析 1
 作者:天神下凡 2005-10-5 10:19:02  
VERY GOOD!!!
 回复:Cable Modem技术综述及应用分析 2
 作者:天神下凡 2005-10-5 10:24:39  
详细 具体 透彻.顶!!!
 回复:Cable Modem技术综述及应用分析 3
 作者:【热心人】 2007-2-6 22:37:10  
以后三网合一就用CABLE 线 。听说电信的电话线马上就会被淘汰了。
 回复:Cable Modem技术综述及应用分析 4
 作者:【热心人】 2007-2-6 22:37:17  
以后三网合一就用CABLE 线 。听说电信的电话线马上就会被淘汰了。
 回复:Cable Modem技术综述及应用分析 5
 作者:usertzh user_tzh@163.com 2007-3-14 11:32:41  
上行频带5-42M,却上行才512k-2.56MbPS,上传点视频都受不了呀。考虑最小的成本,最好的周期最短的导致市场大收益的技术吧。动态上下行,才是最有用的。
 回复:请问天威能在民乐翠园使用吗? 6
 作者:我来回答 2010-9-30 10:07:04  
宽带网络
 回复:请问天威能在民乐翠园使用吗? 7
 作者:我来回答 2010-10-15 9:59:31  
深圳天威光纤
 回复:Cable Modem技术综述及应用分析 8
 作者:我来回答 2010-10-15 17:35:09  
宽带网络施工技术规范是什么?

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