CMTS+C技术方案CMTS+C技术方案特点：? 利用现有的CATV网络提供双向通信，适合稀疏模式网络覆盖区域? 大面积覆盖低开通率情况下成本较低，少量前期投入即可在全网进行业? 技术标准及产品比较成熟? 需要对HFC光电传输链路部分进行双向改造务受理? 噪声汇聚效应影响系统的带宽和性能，同轴缆及接头质量要求较高，后 带宽有限，38Mbps,可开通用户数较少续维护工作量较大 CMTSF行通道? 后续系统扩容成本巨大? 产业化程度不高，可供选择的设备及系统数量较少谈Cable Modem宽带接入技术攀钢电视台易维善【主题容】本文介绍了Cable Modem的工作原理，与前端 CMT腔制设备之间的关系；执行的技术标准、接入方式及作用，最后还介绍了Cable Modem的频率配置和传输标准以及调试方法关健词】电缆调制解调 四相相移健控1．前言：随有线电视宽带网传输新技术的不断发展， HFC多媒体双向传输技术日趋成熟，正向应用阶段发展，目前有线电视均采用HFC光纤电缆混合网传送模拟电视信号，要想达到传送数字电视信号的目的，就要对现在传输的信号进 行宽带调制，也就是要采用 Cable Modem电缆调制解调器的传输技术来实现数字信号的传递工作。
在双向传输中，数据传输设备 CMT刖Cable Modem在网络中占有主导作用因此有必要对它在网络中所执行的技术标准、工作原 理、电平的调整等方面问题作进一的了解和讨论2. Cable Modem和CMTS^宽带网中的作用2．1. Cable Modem 的作用Cable Modem电缆调制解调器是通过 HFC有线电视网络进行高速数据接入的设备，终端用户安装 Cable Modem后即可在有线电视网络中进行数据双向传输，它具备较高的上、下行传输速率，用 Cable Modem开展宽带多媒体综合业务，可为有线电视用户提供宽带高速 Internet 的接入、视频点播、各种信息资源的浏览、网上多种交易等增 值业务2. 1. 1. Cable Modem 的传输过程：前端信号 (包括自办节目 )有从卫星、微波、开路接收的各套节目，也有从主干光纤网和其它台网联网过耒的节目，它们都将进入安排好的各路调制器中，经混合后的各路信号 (模拟和数字数据信号)经光发射机送入 HFC宽带网络中2. 1.2. 光发射机把电视信号转换成光信号，通过光纤媒体把光信号送到各光接收机，远端的光接收机把所收到的光信号还原成射频信号送入同轴电缆分配网，最终送到终端设备 Cable Modem(CM) CM将分离后的数据信号送到终端PC机，模拟电视信号送到用户电视接收机。
2. 1.3.所有下行信号送到终端后，由用户计算机发出的回传数据信号先到终端设备 CM CM收到计算机的数据信号后，立即把数据信号调制成射频信号，经同轴电缆、集线器、双向放大器、回传光发射机，并将射频信号转换 成光信号经光纤回传到前端的光接收机，光接收机将收到的光信号转换成电信号，通过与其它回路的信号混合后送 回CMTS数据传输设备用户即可通过 CMTS设备与因特网连接，与其它主干光纤网、局域网和局域计算机网相连，通过CMTS(Cable ModemTermination System)电缆数据传输的前端设备进行数据交换， 使用户实现交互式双向传输CM数据在HFC网络中一般要占用频带为 5—45MHz 50—750MHz中的上、下行两个频道才能完成双向传输工作2. 2. Cable Modem与CMTS在宽带网中的应用在HFC网络上利用 Cable Modem可实现理想的宽带接入，通过 Cable Modem能实现娱乐、 VOD电视会议、远程工作组以及局域网互联等各种宽带综合业务Cable Modem进行数据通信时主要由前端 CMTS^终端Cable Modem组成，下行数据先进行射频调制，再用频分 复用方式同模拟电视信号混合， 然后经光调制后向各光节点传输， 终端Cable Modem是用户设备与同轴网络的接口，Cable Modem备有以太网的标准接口，它可与单台 PC机，也可与多台 PC机或局域网相连接。
Cable Modem负责接收下行数据，经解调后送到 PC机，同时把上行信号进行射频调制，经光纤传向前端机房由于CMTS为头端设备，它可覆盖整个网络，可设在前端机房，也可设在分中心或者片区光节点，这要根据网络拥有用户的多少来考虑， CMTS能在有线电视网和数据网之间起到网关的作用每台CM都拥有一个48位的物理地址外，还有一个 14位的服务标识 Service ID），并且CMTS分配，一个服务标识时就对应一种服务类型，通过服务标识在 CM与 CMTS之间建立一个映射，CMTS艮据这个映射为每台 CM分配带宽，实现QoS管理CM在系统中每个6—8MHz频率可提供高达30Mbps-40Mbps的传输速率，为上百个终端用户共 享如果是500人同时上网，每人分得的传输速率为 64 — 128Kbps由于CM的连接，实际占用的带宽不是固定的，它只在发送和接收数据的瞬间才占用网络的带宽，而其它时间并不占用网络的资源，正是由于带宽的共享，在实际 传输中可实现带宽的动态分配管理，在规定的频段若上网的人数很少，此时每个上网的用户所分配的带宽就远超过 64-128Kbps 的传输速率， 当然在上网高峰期也会出现网上拥塞现象。
超过的用户越多， 传输速率就会大幅度下降， 这时网络就应考虑把 CMTS推向各分中心或者光节点，可根据本网用户实际发展情况耒确定，因此 HFC双向高速多媒体网络的设计应具备极强的弹性随时满足用户的需求CMTS^据系统是头端的控制器，它是 CM的核心部分，CMTSI来控制和管理 CM并进行上、下行数据之间的传 输频率转换，HFC系统功能是否完善，完全取决于 CMTS勺性能质量，它还能为以太网和 CATV网络的连接，并进行 数据频率分配3. Cable Modem与CMTS勺工作原理在HFC传输网络中进行数字信号交换，由于计算机之间的数字脉冲信号的交换速度很高，信息载体的脉冲宽度 仅w 0.1卩s,非常窄，如果把计算机上运行的基带数字信号直接象电视机信号一样进行射频幅度的调制，无论从技 术上，还是在抗干扰等方面都是难以实施的为了实现以上传输，在 HFC双向网络中采用了 QPSK四相相移健控和QAME交振幅调制两种数字信号载波调制方式 QAM具有较高频带利用率，而 QPSK技术有抗干扰性强的显著特点，把它们两种技术结合在一起,融入双向传输的网络中,在频道干扰严重,信噪比严重恶化的条件下,都能使所传输 的信号和信息正常运行,起到了非同小可的作用。
CM在网络中运行的基本过程是，当 In ternet 信息通过 CMTS（ Cable Modem Termin ation System ）网络接口连接到CMTS CMTS再通过CMTS勺RF接口将信号通过光发射机变成光信号后再送入 HFC网络中，光信号到达远端的光接收机变成 RF信号后通过CM的RF接口连接到CM电缆调制解调制器中， 然后CM经CM的 CPE接口连接到用户终端的PC机上，这一过程就是 CM在 HFC网络中进行传输的基本过程设备CM从接入用户数量上看有两种类型，一类是单用户即一块电脑上的接口卡，另一类是可支持 16个用户的外置CM用户连接一个 HUB（计算机集线器）可接 16台带10M网卡的用户（不能用交换机和 100/10切换式HUB 因为交换机是第二 层设备，CM无法识别这些 MAC是PC还是其它设备，它只能识别 PC，从功能上讲如果要在有 线电视网上打，应提供接口，当然前端也相应的增加支持工作的其它配套设备Cable Modem由调谐器、解调器、脉冲调制器、处理器和接口组成信号从 CM进入调谐器后，它把输入的 RF信号下变频为IF (6— 40MHz围)信号，由设置的双工器来完成上、下行信号的分离；解调器对输入的 IF信号进行64/256QAM解调，并采用 RS技术(Reed — Solomon)进行误码纠错和 MPEG^频操作；而脉冲调制器的工作主要是 对上行信号进行处理，包括 RS编码，16QAM/QP调制、频率转换等；而对信号的串 /并转换、帧标志符的识别或扦入、MPEG^数据信号的换取，非本机数字信号的过滤等工作都由 CM中的处理器承担这项工作。
CM是通过有线电视宽带网络进行数据高速传输的通信设备，它不仅具备调制解调功能，还能提供集线器、路由器、加解密器等设备的 功能使用CM不仅解决了在In ternet上进行高速访问，还能提供音视频服务、访问 CD— ROM服务器及其它一些增值业务的服务容4．Cable Modem 的传输标准和频率配置：4.1. 传输标准：国际电联电信标准部 99年3月通过了 J.112建议(DOCSIS交互式有 线电视业务传输系统)，基于DOCSISV1.0、 DOCSISV1.1标准的Cable Modem(以下简称 CM)系统，下行采用 64QAM或 256QAM调制方式；上行采用 QPSK/16QAM 调制方式CM在一个6MHz(NTSC或8MHz ( PAL— D)的带宽中，若采用 64QAM调制，其下行传输速率能达到 40Mbps;在 1.8MHz的带宽时，当采用 QPSK/16QA碉制技术时，它的下行传输速率大约为 10Mbps;上行速率可达 到5.12Mbps， 但是它的上、下行带宽均为用户共享CM提供的速率是非对称的，下行信道是连续的，数据流以信元或者打 包的方式来进行信息的传输，它可根据数据流信元或者数据包信息中的地址信息来认可某个终端来接收数据，而上行数据和信通需一个媒体接入控制，用 于形成和控制用户数据包或信元进入公用信道。
以上调制方式采用 RS编码技术进行前向纠错，上行信号的传输采用 QPSK/16QA碉制技术，能大幅度提高系统的抗干扰能力，而且能有效的使脉 冲干扰的持续时间较短，一般情况下只能造成一段码流的误码率增高4.2. 频率配置：根据GY/T106广播电视技术规行业标准规定， 5 — 65MHz为上行频率配置；65—87MHz为过渡频率带；87—108MHz为调频广播围；108— 1000MHz为模拟、数字、数据业务下行带宽根据IEEE802.14F规定，5—45MHz为CM的上行频率配置，50— 450MHz#输下行模拟信号， 450— 750MHz用于数字传输由此可见CM有丰富的频率带宽资源，当信息量的需求越来越大时，它将显示自己独特的优势，是电信网无法比拟的5.CMTS与Cable Modem之间的电平调整；CM使用时，先要搜索一下自已要传输的数据频道通路，并将频道锁定，完成前向纠错（ FEC后，就能收到前端数据传输设备 CMT黴周期性送来的 VCD（Vpstream Channel Descriptor ）信息，便于和系统同步 CM|攵到VCD给出的信息后，开始扫描上行的空时隙，并利用空时隙向 CMTS提出宽带申请。
如果 CM得到了 CMTS勺受权，即可在受权的频道指定的时隙中发送数据这是 CM初始化的过程，它是由设备自动完成的，无需由人来操作 HFC宽带网双向数据业务的传输工作就是在 CM和CMTS之间完成的，它们是按通信规则和协议来运行的CM和CMTS要想正常的工作， 上行电平是否符合 CMTS勺要求致关重要， 若CM到达CMTS勺电平过高、过低都会 造成CMTS攵不到CM送来的信号由于各个 CM的位置、距离长短都有一定的差异，返回到 CMTS勺电平就会出现明显的差别，为了克服电。