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第七章Cable Modem接入技术 陈 柏 年  2007年8月 7.1什么是Cable Modem系统 HFC 的网络结构 家庭用户接入连接 传统的HFC头端 传统HFC头端系统组成 （1）信号收集部分：将卫星、地面、微波、摄像机、磁带播出机等信号收集后送给信号处理部分， （2）信号处理部分：对收集来的信号进行相应的处理，最简单的处理方式就是对信号调制，更为复杂处理方式包括音视频编码、数据编码、位址控制、状态监控等， （3）混合/光发部分：将各路已调RF信号混合成一路复合RF信号，然后送入光发射机进行光强度调制，并将输出光功率经分光后送入光链路。 一个完整的双向系统组成 双向HFC的简化结构 Cable Modem系统 主要组成： 前端的电缆调制解调器局端系统CMTS （Cable Modem Terminal System），将数字基带信号调制成相应的模拟信号经HFC网络传送给客户端；对来自CM的数字调制信号解调后送给相应的前端设备处理。 客户端的电缆调制解调器CM（Cable Modem），将相应的模拟信号解调出数字基带信号后送给客户端设备处理；客户端输出的数字基带信号经CM调制后送入HFC网络。 基本体系结构Basic Architecture 基本体系结构的有关说明 正向下行信号通过分配器驱动多路光发射机，经光纤到多个光节点，正向的路径损耗约为60dB。 多个光节点反向上行信号经反向光接收机后进行混合器送CMTS，反向的路径损耗约为50dB。 CM的典型接收电平为0dBmV。 CMTS的典型接收电平为0dBmV。 CMTS和CM之间存在着长环路AGC。 光节点服务区域典型传递500个用户。 7.2关于Cable Modem系统的国内外标准 1996年，美国的四大有线电视运营机构发起了多媒体电缆网络协会MCNS（Multimedia Cable Network System）。制定了基于电缆的数据服务接口规范 DOCSIS （Date Over Cable Service Interface Specification）。 1998年3月，DOCSIS规范被国际电信联盟（ITU）所采纳，标准号为ITU-T j.112，成为HFC网络内进行高速数据通信的国际标准。2002年12月，国际电信联盟采纳了新一代DOCSIS2.0规范，标准号为ITU-T j.122。 美国有线电视实验室Cable lab：代表 MCNS, 开发并管理DOCSIS标准。 DOCSIS四个版本 DOCSIS 1.0：1997年12月推出，功能是为用户提供最佳的数据服务；定义有线电视网络宽带接入的系统框架、射频接口、系统网络侧接口、系统用户侧接口、数据安全接口、网络管理接口等规范，实现了系统前端、终端、服务管理系统的设备兼容，极大地促进了有线电视宽带接入的发展。 DOCSIS 1.1：1999年3月推出，功能是在1.0的基础上提供更好的数据服务，提供VoIP 和递升数据服务的使用；增加了DOCSIS协议链路层的带宽保障机制等功能，使得有线电视宽带接入在共享带宽机制下，具备提供高速数据、电话等多业务服务能力。 DOCSIS四个版本 DOCSIS 2.0：2001年12月推出，功能是提供A-TDMA先进的物理层调制和S-CDMA多址访问技术，改进了上行通道物理层；使得有线电视网络宽带接入的带宽、特别是回传带宽大为增加，使得有线电视网络提供电话等对称性业务能力大大加强， DOCSIS 3.0：2006年2月推出，功能是提供了信道绑定，IPv6，L2VPN，TDM仿真等。强化了安全和运营支撑等，使得有线电视网络数字媒体业务、数据业务、语音业务在信道、媒体流各式上统一起来，提高了宽带接入带宽，达到千兆级水平，同时，促进了数字媒体设备与宽带接入设备的融合，降低了网络的带宽成本。 DOCSIS 3.0标准的新功能 DOCSIS 1.0主要定义的八个规范 （1）射频接口（RFI）规范 （2）安全系统接口（SSI）规范 （3）CM终端系统-网络侧接口（CMTS-NSI）规范 （4）CM与用户端设备接口（CM-CPEI）规范 （5）操作支持系统接口（OSSI）规范 （6）电缆电话回传接口（CM-TRI）规范 （7）可拆装安全系统接口（RSMI）规范 （8）基线加密接口（BPI）规范 DOCSIS V1.1 1999年MCNS又发布了DOCSIS V1.1版本，为V1.0的扩展。 增加部分： （1）适用于上行和下行带宽的动态QoS（动态带宽分配机制）; （2）在上行中提供CMTS控制的分段数据包; （3）用有效负载标头压缩提高上行和下行带宽的使用效率； （4）支持VoIP等对延时敏感的多种业务等多方面的规范。 DOCSIS 1.1的改进 包分割（ Fragm