2016计算机网络基础教程：电缆调制解调器CABLE MODEM.docVIP

10.2电缆调制解调器CABLE MODEM 我国与其他发达国家比较起来，有线电视的普及率最高，到2003年已经接近1亿用户，我国的已经成为世界第一大有线电视网。这样一个城市最宝贵的资源用于Internet的宽带接入具有广泛的应用前景。 Cable Modem是一种可以通过有线电视网络进行高速数据接入的技术。有线电视使用的同轴电缆通常具有550MHz的频响特性，一些新建小区的电视电缆达到了700MHz，甚至900MHz，远远超过电话电缆2KHz的频带宽度，因此非常适合传输数据。 Cable Modem技术在INTERNET接入中，提供双向的高速数据传输，而不影响电视节目的传送。Cable Modem技术的下行速率可达30Mbps，上行传输速率为512Kbps或2.048Mbps。原来用ISDN需要2分钟从INTERNET下载的数据，使用Cable Modem只需要2秒钟就可以完成。 10.2.1 CABLE MODEM的体系结构 Cable Modem是一种可以通过有线电视网络进行高速数据接入的装置。它一般有两个接口，一个用来接室内墙上的有线电视端口，另一个与计算机相联。Cable Modem不仅包含调制解调部分，它还包括电视接收调谐、加密解密和协议适配等部分。Cable Modem甚至还可以集成路由器、网络控制器或集线器在同一个设备中。 Cable Modem要在两个不同的方向上接收和发送数据，把上、下行数字信号用不同的调制方式调制在双向传输的某一个6MHz(或8MHz)带宽的电视频道上。标准有线电视电缆为750M带宽，每个普通频道使用8M带宽。Cable Modem传输模式下，可以占用其中的一个或多个频道传输数据信号。Cable Modem把上行的数字信号转换成模拟射频信号，类似电视信号，所以能在有线电视网上传送。接收下行信号时，Cable Modem把它转换为数字信号，以便电脑处理。 图 10.9 CABLE MODEM的体系结构 在有线电视前端，Cable Modem 终端系统（CMTS）接收来自INTERNET的下行数据，转换成模拟射频信号后，与电视节目信号混合，通过光发射机、光缆、光节点机、电视电缆，传送到用户的CABLE MODEM。来自用户的上行数据，在用户小区的前端被滤波器件从电视电缆中取出，通过光节点机、光缆、反向光收机，送到Cable Modem 终端系统CMTS，解调后送入INTERNET。 Cable Modem的传输速度一般可达3-50 Mbps，距离可以是100公里甚至更远。 Cable Modem 终端系统（CMTS）能和所有的Cabke Modem通讯，但是Cable Modem只能和CMTS通讯。如果两个Cable Modem需要通讯，那么必须由CMTS转播信息。 10.2.2 CABLE MODEM的传输模式 Cable Modem的传输模式分为对称式传输和非对称式传输。 对称式传输： 所谓对称式传输是指上/下行信号各占用一个普通频道8M带宽，上/下行信号可能采用不同的调制方法，但用相同传输速率(2～10Mbps)的传输模式。在有线电视网里利用5～30(42)MHz作为上行频带，对应的回传最多可利用3个标准8MHz频带：500～550MHz传输模拟电视信号，550～650MHz为VOD(视频点播)，650～750MHz为数据通讯。利用对称式传输，开通一个上行通道(中心频率26MHz)和一个下行频道(中心频率251MHz)。上行的26MHz信号经双向滤波器检出，输入给变频器，变频器解出上行信号的中频(36～44MHz)再调制为下行的251MHz，构成一个逻辑环路，从而实现了有线电视网双向交互的物理链路。 非对称式传输 由于用户对INTERNET发出请求的信息量远远小于从网上下载数据的下行量，上行通道的需求远远小于下行通道。如果CABLE MODEM也采用这种非对称式的传输，既能满足客户的要求，又能解决上行信号的噪声问题。 频分复用、时分复用的配合加之以新的调制方法，每8MHz带宽下行速率可达30Mbps，上行传输速率为512Kbps或2.048Mbps。很明显，非对称式传输最大的优势在于提高了下行速率，并极大地满足INTER接入的客户需求。相对应的非对称式传输的前端设备较为复杂，它不仅有对称式应用中的数字交换设备，还必须有一个线缆路由器（Cable Router），才能满足网络交换的需要；而对称式传输中执行的IEEE802.4令牌网协议在同一链路用户较少时还能达到设计速率，当用户达到一定数量时，其速率迅速下降，不能满足客户多媒体应用的需求。此时，非对称式传输就比对称式传输有了更多更大的应用范围，它可以开展电话、高速数据传递、视频广播、交互式服务和娱