接入網(wǎng)技術(shù)第3章

1、 電纜調(diào)制解調(diào)器（電纜調(diào)制解調(diào)器（Cable Modem） HFC）上發(fā)展起來(lái)的。根據(jù)前面介紹可知，上發(fā)展起來(lái)的。根據(jù)前面介紹可知， 只要在有線電視（只要在有線電視（CATV）網(wǎng)絡(luò)內(nèi)添置電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)添置電 纜調(diào)制解調(diào)器（纜調(diào)制解調(diào)器（Cable Modem）后，就建后，就建 立了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)接入網(wǎng)，不僅可以提供高立了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)接入網(wǎng)，不僅可以提供高 速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，還能支持電話業(yè)務(wù)。速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，還能支持電話業(yè)務(wù)。 3.1 Cable Modem的發(fā)展背景的發(fā)展背景 3.2 Cable Modem系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)工作原理 3.3 Cable Modem的體系結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu) 3.4 Cable Modem的

2、應(yīng)用的應(yīng)用 有線電視（有線電視（CATV）系統(tǒng)是從有線電視臺(tái)前系統(tǒng)是從有線電視臺(tái)前 端，用同軸電纜直接向家庭發(fā)送清晰且強(qiáng)度相同端，用同軸電纜直接向家庭發(fā)送清晰且強(qiáng)度相同 的電視信號(hào)；高質(zhì)量的天線塔接收來(lái)自空間波或的電視信號(hào)；高質(zhì)量的天線塔接收來(lái)自空間波或 衛(wèi)星的電視頻道，并將它們映射到電纜頻帶。衛(wèi)星的電視頻道，并將它們映射到電纜頻帶。 從市場(chǎng)需求角度看，從市場(chǎng)需求角度看，CATV提供了良好的接提供了良好的接 收效果，并且可選的頻道更多，屋頂上沒(méi)有難看收效果，并且可選的頻道更多，屋頂上沒(méi)有難看 的天線。的天線。 從技術(shù)角度來(lái)看，從技術(shù)角度來(lái)看，CATV從最初單一的同軸從最初單一的同軸 電纜演變?yōu)?/p>

3、光纖與同軸電纜混合使用，單模光纖電纜演變?yōu)楣饫w與同軸電纜混合使用，單模光纖 和高頻同軸電纜成為主要傳輸介質(zhì)，并逐漸演變和高頻同軸電纜成為主要傳輸介質(zhì)，并逐漸演變 為新一代有線電視網(wǎng)絡(luò)（即為新一代有線電視網(wǎng)絡(luò)（即HFC網(wǎng)）。隨著網(wǎng)）。隨著HFC 的發(fā)展，不僅要提供雙向通信，而且還要增加信的發(fā)展，不僅要提供雙向通信，而且還要增加信 道容量以適應(yīng)來(lái)自數(shù)字直播衛(wèi)星（道容量以適應(yīng)來(lái)自數(shù)字直播衛(wèi)星（Digital Broadcast Satellites，DBS）的新的競(jìng)爭(zhēng)。的新的競(jìng)爭(zhēng)。 圖圖3.1所示為所示為Cable Modem/HFC的典型的典型 Internet接入配置。接入配置。Cable Mo

4、dem通過(guò)頭端接入通過(guò)頭端接入 到到Internet，頭端包含頭端包含IP路由器、代理服務(wù)器或路由器、代理服務(wù)器或 高速緩存（高速緩存（cache memory）以及控制部分。以及控制部分。 圖圖3.1 Cable Modem/HFC的典型的典型Internet接入接入 圖圖3.2所示為使用所示為使用ADSL Modem接入時(shí)的一種接入時(shí)的一種 典型結(jié)構(gòu)。用戶（個(gè)人計(jì)算機(jī)）通過(guò)現(xiàn)有的雙絞典型結(jié)構(gòu)。用戶（個(gè)人計(jì)算機(jī)）通過(guò)現(xiàn)有的雙絞 電話銅線接入到電話銅線接入到Internet。 圖圖3.2 ADSL Modem的典型的典型Internet接入接入 Cable Modem總體上說(shuō)，其下行通路一般提

5、總體上說(shuō)，其下行通路一般提 供供30Mbit/s以內(nèi)帶寬，可以由以內(nèi)帶寬，可以由5002000個(gè)用戶共個(gè)用戶共 享此帶寬。享此帶寬。 當(dāng)大量用戶同時(shí)進(jìn)行傳輸，使吞吐量劇增時(shí)，當(dāng)大量用戶同時(shí)進(jìn)行傳輸，使吞吐量劇增時(shí)， Cable Modem的業(yè)務(wù)將受損。的業(yè)務(wù)將受損。 ADSL Modem（假設(shè)速率為假設(shè)速率為6Mbit/s）只由只由 一個(gè)用戶專用，有限的上行帶寬不能進(jìn)行視頻電一個(gè)用戶專用，有限的上行帶寬不能進(jìn)行視頻電 話傳輸。話傳輸。 在在Cable Modem應(yīng)用中，連接到一個(gè)用戶只應(yīng)用中，連接到一個(gè)用戶只 需要一個(gè)需要一個(gè)Modem，其費(fèi)用比其費(fèi)用比ADSL低。低。 標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的Cable

6、 Modem應(yīng)該能夠通過(guò)合理的流應(yīng)該能夠通過(guò)合理的流 量工程來(lái)處理恒定比特率（量工程來(lái)處理恒定比特率（Constant Bit Rate， CBR）、）、可變比特率（可變比特率（Variable Bit Rate，VBR） 和可用比特率（和可用比特率（Available Bit Rate，ABR）業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)。 在在Cable Modem應(yīng)用中，應(yīng)用中，CATV是一個(gè)樹(shù)型是一個(gè)樹(shù)型 網(wǎng)絡(luò)，有線電視線路極容易造成單點(diǎn)故障，如電網(wǎng)絡(luò)，有線電視線路極容易造成單點(diǎn)故障，如電 纜的損壞、放大器故障或傳送器故障等，都會(huì)使纜的損壞、放大器故障或傳送器故障等，都會(huì)使 這條線上用戶的使用中斷。這條線上用戶的使用中

7、斷。 在在Cable Modem 應(yīng)用中，由于共享同媒質(zhì)環(huán)應(yīng)用中，由于共享同媒質(zhì)環(huán) 境，所有信號(hào)進(jìn)入到所有的境，所有信號(hào)進(jìn)入到所有的Cable Modem中，從中，從 而有可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的有意或無(wú)意的線路誤用、而有可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的有意或無(wú)意的線路誤用、 竊聽(tīng)和業(yè)務(wù)盜竊現(xiàn)象。因而需要保護(hù)線纜，增強(qiáng)竊聽(tīng)和業(yè)務(wù)盜竊現(xiàn)象。因而需要保護(hù)線纜，增強(qiáng) 加密和認(rèn)證功能。加密和認(rèn)證功能。 根據(jù)頻分復(fù)用（根據(jù)頻分復(fù)用（FDM）方案，在上行方向，方案，在上行方向， Cable Modem的上行數(shù)字傳輸速率采用的上行數(shù)字傳輸速率采用542 MHz的頻率范圍，由于此頻率范圍存在很多污染的頻率范圍，由于此頻率范圍存在很多

8、污染 和噪聲，而移相鍵控（和噪聲，而移相鍵控（QPSK）調(diào)制技術(shù)盡管發(fā)調(diào)制技術(shù)盡管發(fā) 送數(shù)據(jù)的頻帶利用率較低，但在抗噪方面性能比送數(shù)據(jù)的頻帶利用率較低，但在抗噪方面性能比 較強(qiáng)，所以利用較強(qiáng)，所以利用QPSK調(diào)制技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制， 并將發(fā)送數(shù)據(jù)放入并將發(fā)送數(shù)據(jù)放入542MHz頻帶的一個(gè)頻帶的一個(gè)6MHz 頻道內(nèi)。頻道內(nèi)。 雖然雖然HFC網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)的光纖和同軸部分以模網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)的光纖和同軸部分以模 擬格式傳輸視頻信號(hào)，但是只要調(diào)制后的信號(hào)符擬格式傳輸視頻信號(hào)，但是只要調(diào)制后的信號(hào)符 合電纜系統(tǒng)傳輸?shù)膸捄凸β氏拗埔?，并將模合電纜系統(tǒng)傳輸?shù)膸捄凸β氏拗埔螅⒛?擬

9、放大器變?yōu)閿?shù)字中繼器，目前的電纜網(wǎng)絡(luò)就可擬放大器變?yōu)閿?shù)字中繼器，目前的電纜網(wǎng)絡(luò)就可 以不加修改的傳送數(shù)字信號(hào)，在以不加修改的傳送數(shù)字信號(hào)，在6 MHz頻帶內(nèi)與頻帶內(nèi)與 模擬電視信號(hào)共存。模擬電視信號(hào)共存。 在在HFC網(wǎng)絡(luò)中，分配給網(wǎng)絡(luò)中，分配給Cable Modem 的頻帶位于十分不利的噪聲環(huán)境中。一般的頻帶位于十分不利的噪聲環(huán)境中。一般 說(shuō)來(lái)，網(wǎng)絡(luò)噪聲問(wèn)題來(lái)源于三個(gè)區(qū)域：用說(shuō)來(lái)，網(wǎng)絡(luò)噪聲問(wèn)題來(lái)源于三個(gè)區(qū)域：用 戶家里（占戶家里（占70）、用戶下引線（占）、用戶下引線（占25 ）、硬同軸設(shè)備）、硬同軸設(shè)備（占（占5）。）。 在上行方向有些噪聲源可以損害通信，主要在上行方向有些噪聲源可以損害通信

10、，主要 包括以下幾種。包括以下幾種。 侵入噪聲（侵入噪聲（Ingress Noise）：）：它是外部窄帶它是外部窄帶 射頻信號(hào)進(jìn)入或泄漏到電纜分配系統(tǒng)中的結(jié)果，射頻信號(hào)進(jìn)入或泄漏到電纜分配系統(tǒng)中的結(jié)果， 是不希望產(chǎn)生的窄帶噪聲。是不希望產(chǎn)生的窄帶噪聲。 交流聲調(diào)制（交流聲調(diào)制（Hum Modulation）：）：50 Hz交交 流電源經(jīng)過(guò)供電設(shè)備耦合到信號(hào)的包絡(luò)中，產(chǎn)生流電源經(jīng)過(guò)供電設(shè)備耦合到信號(hào)的包絡(luò)中，產(chǎn)生 的幅度調(diào)制。的幅度調(diào)制。 沖擊噪聲：主要是由沖擊噪聲：主要是由50Hz的高壓線和的高壓線和 其他電器及大量靜電放電引起的，例如閃其他電器及大量靜電放電引起的，例如閃 電雷擊、交流電機(jī)啟

11、動(dòng)等，松動(dòng)的連接器電雷擊、交流電機(jī)啟動(dòng)等，松動(dòng)的連接器 也會(huì)產(chǎn)生沖擊噪聲。也會(huì)產(chǎn)生沖擊噪聲。 突發(fā)噪聲：突發(fā)噪聲和沖擊噪聲相似，突發(fā)噪聲：突發(fā)噪聲和沖擊噪聲相似， 只是持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。只是持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。 微反射（微反射（Micro-reflections）：）：發(fā)生在發(fā)生在 傳輸介質(zhì)的不連續(xù)處，導(dǎo)致部分信號(hào)能量傳輸介質(zhì)的不連續(xù)處，導(dǎo)致部分信號(hào)能量 被反射。被反射。 共 路 失 真 （共 路 失 真 （ C o m m o n P a t h Distortion）：）：是由電纜設(shè)施中的無(wú)源器件是由電纜設(shè)施中的無(wú)源器件 和受腐蝕連接器的非線性造成的。和受腐蝕連接器的非線性造成的。 熱噪聲：也稱白噪

12、聲，是由熱噪聲：也稱白噪聲，是由75終端終端 阻抗的隨機(jī)熱噪聲（電纜和其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備阻抗的隨機(jī)熱噪聲（電纜和其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 內(nèi)的電子運(yùn)動(dòng)）產(chǎn)生的。內(nèi)的電子運(yùn)動(dòng)）產(chǎn)生的。 光纜噪聲：由于光纖內(nèi)信號(hào)的調(diào)制頻光纜噪聲：由于光纖內(nèi)信號(hào)的調(diào)制頻 率很高引起的群遲延，以及高斯白噪聲迭率很高引起的群遲延，以及高斯白噪聲迭 加到電源中，都將影響數(shù)字信號(hào)。加到電源中，都將影響數(shù)字信號(hào)。 設(shè)備的頻率響應(yīng)噪聲：包括傾斜和波設(shè)備的頻率響應(yīng)噪聲：包括傾斜和波 紋兩種頻率響應(yīng)噪聲。紋兩種頻率響應(yīng)噪聲。 調(diào)幅調(diào)頻交流聲調(diào)制（調(diào)幅調(diào)頻交流聲調(diào)制（AM/FM Hum Modulation）：）：調(diào)幅調(diào)頻交流聲調(diào)制調(diào)幅調(diào)頻交流聲調(diào)制

13、 是因交流電通過(guò)供電設(shè)備耦合到信號(hào)包絡(luò)是因交流電通過(guò)供電設(shè)備耦合到信號(hào)包絡(luò) 或因頻偏而產(chǎn)生的幅度或因頻偏而產(chǎn)生的幅度/頻率調(diào)制。頻率調(diào)制。 熱噪聲和互調(diào)：熱噪聲以高斯白噪聲熱噪聲和互調(diào)：熱噪聲以高斯白噪聲 作為它的模型，但其功率由相對(duì)于設(shè)備輸作為它的模型，但其功率由相對(duì)于設(shè)備輸 出的功率來(lái)確定。出的功率來(lái)確定。 突發(fā)噪聲：當(dāng)所有下行通路信號(hào)的合突發(fā)噪聲：當(dāng)所有下行通路信號(hào)的合 成信號(hào)超過(guò)了激光器的信號(hào)容限時(shí)，就會(huì)成信號(hào)超過(guò)了激光器的信號(hào)容限時(shí)，就會(huì) 發(fā)生激光限幅，進(jìn)而產(chǎn)生突發(fā)噪聲。發(fā)生激光限幅，進(jìn)而產(chǎn)生突發(fā)噪聲。 信道沖浪（信道沖浪（Channel Surfing）：）：主要主要 來(lái)源靠近接收

14、器，其頻率響應(yīng)會(huì)有大而緩來(lái)源靠近接收器，其頻率響應(yīng)會(huì)有大而緩 慢變化的波紋出現(xiàn)和消失。慢變化的波紋出現(xiàn)和消失。 （1）在反方向合理地調(diào)整放大器。）在反方向合理地調(diào)整放大器。 （2）線纜設(shè)備安裝或更新時(shí)，要確保系統(tǒng)）線纜設(shè)備安裝或更新時(shí)，要確保系統(tǒng) 在機(jī)械和電氣方面都密封良好，以免在系統(tǒng)內(nèi)部在機(jī)械和電氣方面都密封良好，以免在系統(tǒng)內(nèi)部 產(chǎn)生侵入噪聲或脈沖噪聲。產(chǎn)生侵入噪聲或脈沖噪聲。 （3）所有供電設(shè)備和電纜設(shè)備都必須保證）所有供電設(shè)備和電纜設(shè)備都必須保證 良好的接地。良好的接地。 （4）由于侵入噪聲幾乎）由于侵入噪聲幾乎70都來(lái)源于下引都來(lái)源于下引 線和用戶家中。用戶下引線的放射狀裂紋、屏蔽線和

15、用戶家中。用戶下引線的放射狀裂紋、屏蔽 箔片的裂縫、使用老化、劣質(zhì)連線或者連接松動(dòng)箔片的裂縫、使用老化、劣質(zhì)連線或者連接松動(dòng) 等，都會(huì)造成系統(tǒng)泄漏而引入噪聲。解決的有效等，都會(huì)造成系統(tǒng)泄漏而引入噪聲。解決的有效 方法是對(duì)住宅同軸線路進(jìn)行適時(shí)升級(jí)，添加優(yōu)質(zhì)方法是對(duì)住宅同軸線路進(jìn)行適時(shí)升級(jí)，添加優(yōu)質(zhì) 的連接器并使接地良好。但在許多情況下，現(xiàn)場(chǎng)的連接器并使接地良好。但在許多情況下，現(xiàn)場(chǎng) 技術(shù)人員只需要通過(guò)機(jī)械和電氣方式加固電纜系技術(shù)人員只需要通過(guò)機(jī)械和電氣方式加固電纜系 統(tǒng)，就可以明顯地增強(qiáng)視頻信號(hào)質(zhì)量，并減小噪統(tǒng)，就可以明顯地增強(qiáng)視頻信號(hào)質(zhì)量，并減小噪 聲。聲。 （5）通過(guò)減小通路帶寬的方法，來(lái)減

16、小群）通過(guò)減小通路帶寬的方法，來(lái)減小群 遲延失真并允許使用頻帶利用率更高的調(diào)制方法，遲延失真并允許使用頻帶利用率更高的調(diào)制方法， 以便增強(qiáng)系統(tǒng)的健壯性。以便增強(qiáng)系統(tǒng)的健壯性。 （6）在多頻載波中，使用頻率靈活的）在多頻載波中，使用頻率靈活的Cable Modem來(lái)減小（或避開(kāi)）噪聲損害。用這種方法來(lái)減?。ɑ虮荛_(kāi)）噪聲損害。用這種方法 選擇那些在返回路徑上噪聲最小的載波頻率，以選擇那些在返回路徑上噪聲最小的載波頻率，以 避免于窄帶的侵入噪聲，但它不是解決脈沖噪聲避免于窄帶的侵入噪聲，但它不是解決脈沖噪聲 或放大器噪聲的有效策略?；蚍糯笃髟肼暤挠行Р呗浴?現(xiàn)代的具有雙向通信能力的光纖現(xiàn)代的具有雙向

17、通信能力的光纖/同軸混合同軸混合 （HFC）系統(tǒng)必須使用雙向工作的放大器，因而系統(tǒng)必須使用雙向工作的放大器，因而 不管是上行方向還是下行方向，有效信號(hào)將被濾不管是上行方向還是下行方向，有效信號(hào)將被濾 波后放大。波后放大。 具有頻率靈活性的具有頻率靈活性的Cable Modem是指它可以是指它可以 調(diào)諧到任意一個(gè)上行或下行頻率。調(diào)諧到任意一個(gè)上行或下行頻率。 如圖如圖3.3所示為所示為HFC數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基 本構(gòu)成，其中，本構(gòu)成，其中，Cable Modem有外置式和有外置式和 內(nèi)置式兩種類型，一般放在用戶的家中。內(nèi)置式兩種類型，一般放在用戶的家中。 圖圖3.3 HFC的數(shù)據(jù)通信

18、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) 電纜調(diào)制解調(diào)器（電纜調(diào)制解調(diào)器（Cable Modem）是一種可是一種可 以通過(guò)有線電視網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)接入的裝置。以通過(guò)有線電視網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)接入的裝置。 （1）從傳輸方式角度來(lái)看，可分為雙向?qū)ΨQ）從傳輸方式角度來(lái)看，可分為雙向?qū)ΨQ 式傳輸和非對(duì)稱式傳輸。式傳輸和非對(duì)稱式傳輸。 （2）從數(shù)據(jù)傳輸方向來(lái)看，有單向傳輸和雙）從數(shù)據(jù)傳輸方向來(lái)看，有單向傳輸和雙 向傳輸之分。向傳輸之分。 （3）從網(wǎng)絡(luò)通信角度來(lái)看，）從網(wǎng)絡(luò)通信角度來(lái)看，Modem可分為可分為 同步（共享）和異步（交換）兩種方式。同步（共享）和異步（交換）兩種方式。 （4）從接入角度來(lái)看，可分為個(gè)人）從接入角度來(lái)

19、看，可分為個(gè)人 Cable Modem和寬帶和寬帶Cable Modem（多用多用 戶），寬帶戶），寬帶Modem可以具有網(wǎng)橋的功能，可以具有網(wǎng)橋的功能， 可以將一個(gè)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)接入?？梢詫⒁粋€(gè)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)接入。 （5）從接口角度來(lái)看，可分為外置式、）從接口角度來(lái)看，可分為外置式、 內(nèi)置式和交互式機(jī)頂盒。內(nèi)置式和交互式機(jī)頂盒。 在系統(tǒng)的前端放置在系統(tǒng)的前端放置Cable Modem前端設(shè)備前端設(shè)備 （CMTS）。）。Cable Modem置于用戶端。置于用戶端。CMTS 和和Cable Modem間能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)包雙向傳輸，間能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)包雙向傳輸， HFC網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)通信協(xié)議確保數(shù)據(jù)包的傳輸。

20、網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)通信協(xié)議確保數(shù)據(jù)包的傳輸。 Cable Modem和前端設(shè)備的配置是分別進(jìn)行和前端設(shè)備的配置是分別進(jìn)行 的。的。Cable Modem一般不需要人工配置和操作，一般不需要人工配置和操作， 它有用于配置的它有用于配置的Consol接口，可通過(guò)接口，可通過(guò)VT終端或終端或 Win9x的超級(jí)終端程序進(jìn)行設(shè)置。的超級(jí)終端程序進(jìn)行設(shè)置。 前端設(shè)備（前端設(shè)備（CMTS）的配置內(nèi)容主要有下行的配置內(nèi)容主要有下行 頻率、下行調(diào)制方式及下行電平等。頻率、下行調(diào)制方式及下行電平等。 上述設(shè)置完成后，如果中間的線路無(wú)故障，上述設(shè)置完成后，如果中間的線路無(wú)故障， 信號(hào)電平的衰減符合要求，則啟動(dòng)信號(hào)電平的衰

21、減符合要求，則啟動(dòng)DHCP和和 TFTP服務(wù)器，就可以在服務(wù)器，就可以在CMTS和和Cable Modem 間建立正常的通信通道。間建立正常的通信通道。 當(dāng)用戶數(shù)較多或傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量較大時(shí)，必須當(dāng)用戶數(shù)較多或傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量較大時(shí)，必須 考慮使用多個(gè)下行通道，可將多臺(tái)考慮使用多個(gè)下行通道，可將多臺(tái)CMTS設(shè)備連設(shè)備連 成網(wǎng)絡(luò)。成網(wǎng)絡(luò)。 Cable Modem中的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程如下所述。中的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程如下所述。 在下行鏈路中，通過(guò)內(nèi)部的雙工濾波器接收來(lái)自在下行鏈路中，通過(guò)內(nèi)部的雙工濾波器接收來(lái)自 HFC網(wǎng)絡(luò)的射頻信號(hào)，將其送至解調(diào)模塊進(jìn)行解網(wǎng)絡(luò)的射頻信號(hào)，將其送至解調(diào)模塊進(jìn)行解 調(diào)。調(diào)。 在上行鏈路中

22、，用戶的訪問(wèn)請(qǐng)求先由媒質(zhì)訪在上行鏈路中，用戶的訪問(wèn)請(qǐng)求先由媒質(zhì)訪 問(wèn)控制（問(wèn)控制（Media Access Control，MAC）模塊中模塊中 的訪問(wèn)協(xié)議進(jìn)行處理。的訪問(wèn)協(xié)議進(jìn)行處理。 Cable Modem對(duì)上行對(duì)上行/下行數(shù)據(jù)信號(hào)采下行數(shù)據(jù)信號(hào)采 用不同的接入方式。下行采用廣播形式，用不同的接入方式。下行采用廣播形式， Cable Modem對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制解調(diào)和對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制解調(diào)和 同步處理后傳送給用戶計(jì)算機(jī)。同步處理后傳送給用戶計(jì)算機(jī)。 多媒體電纜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（多媒體電纜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（Media Cable Network System，MCNS）把每個(gè)上行信道看成是一個(gè)由把每個(gè)上行信

23、道看成是一個(gè)由 小時(shí)隙（小時(shí)隙（mini-slot）組成的流，組成的流，Cable Modem前前 端設(shè)備（端設(shè)備（CMTS）根據(jù)帶寬分配算法可將一個(gè)小根據(jù)帶寬分配算法可將一個(gè)小 時(shí)隙定義為數(shù)據(jù)時(shí)隙（時(shí)隙定義為數(shù)據(jù)時(shí)隙（Data Slot，DS）或競(jìng)爭(zhēng)時(shí)或競(jìng)爭(zhēng)時(shí) 隙（隙（Competition Slot，CS）。）。 與局域網(wǎng)絡(luò)適配器物理地址一樣，多媒體電與局域網(wǎng)絡(luò)適配器物理地址一樣，多媒體電 纜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（纜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（MCNS）給每個(gè)給每個(gè)Cable Modem分配分配 一個(gè)一個(gè)48比特的物理地址。比特的物理地址。 Cable Modem在加電之后，必須先進(jìn)行初始在加電之后，必須先進(jìn)行初始 化

24、，然后網(wǎng)絡(luò)才能進(jìn)行接收化，然后網(wǎng)絡(luò)才能進(jìn)行接收CMTS發(fā)送的數(shù)據(jù)及發(fā)送的數(shù)據(jù)及 向向CMTS傳輸數(shù)據(jù)。傳輸數(shù)據(jù)。 在這個(gè)階段中，在這個(gè)階段中，CMTS向向Cable Modem重復(fù)重復(fù) 發(fā)送發(fā)送3種種MAC信息：第一種是同步信息信息：第一種是同步信息 （SYNC），），用以給所有用以給所有Cable Modem提供一個(gè)提供一個(gè) 時(shí)間基準(zhǔn)；第二種是上行信道描述（時(shí)間基準(zhǔn)；第二種是上行信道描述（Up Channel Description，UCD），），Cable Modem必須找到一必須找到一 個(gè)描述內(nèi)容與個(gè)描述內(nèi)容與Cable Modem本身上行信道特性相本身上行信道特性相 符的符的UCD；第

25、三種是由第三種是由UCD所描述的上行信道所描述的上行信道 的的MAP信息，它包含了小時(shí)隙的信息，指出了信息，它包含了小時(shí)隙的信息，指出了 Cable Modem何時(shí)可以發(fā)送數(shù)據(jù)和發(fā)送的持續(xù)時(shí)何時(shí)可以發(fā)送數(shù)據(jù)和發(fā)送的持續(xù)時(shí) 間，并由間，并由SYNC提供發(fā)送時(shí)間基準(zhǔn)。提供發(fā)送時(shí)間基準(zhǔn)。 同步碼分多址（同步碼分多址（Synchronous CDMA，S- CDMA）技術(shù)可以較完美地解決干擾性和容量問(wèn)技術(shù)可以較完美地解決干擾性和容量問(wèn) 題。題。 S-CDMA應(yīng)用了調(diào)節(jié)技術(shù)來(lái)適應(yīng)電纜設(shè)備的應(yīng)用了調(diào)節(jié)技術(shù)來(lái)適應(yīng)電纜設(shè)備的 動(dòng)態(tài)噪聲特征，通過(guò)減少調(diào)制方式產(chǎn)生的干擾和動(dòng)態(tài)噪聲特征，通過(guò)減少調(diào)制方式產(chǎn)生的干擾和

26、 動(dòng)態(tài)地調(diào)整各個(gè)動(dòng)態(tài)地調(diào)整各個(gè)Cable Modem發(fā)射器的功率電平，發(fā)射器的功率電平， 從而增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。從而增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。 S-CDMA技術(shù)使用技術(shù)使用HFC網(wǎng)提供的上、網(wǎng)提供的上、 下行對(duì)稱下行對(duì)稱6MHz帶寬的獨(dú)立傳輸通道。在帶寬的獨(dú)立傳輸通道。在 6MHz帶寬中下行的傳輸速率是帶寬中下行的傳輸速率是14Mbit/s， 使用擴(kuò)頻技術(shù)，使上行窄帶干擾降低，不使用擴(kuò)頻技術(shù)，使上行窄帶干擾降低，不 影響鄰頻傳輸，可與影響鄰頻傳輸，可與HFC網(wǎng)中其他調(diào)制方網(wǎng)中其他調(diào)制方 式的傳輸共存。式的傳輸共存。 眾所周知，利用有線電視網(wǎng)進(jìn)行雙向傳輸有眾所周知，利用有線電視網(wǎng)進(jìn)行

27、雙向傳輸有 著一個(gè)令人十分頭痛的問(wèn)題（著一個(gè)令人十分頭痛的問(wèn)題（“漏斗漏斗”效應(yīng)），效應(yīng)）， 即在信號(hào)的下行方向是由中心向四周分散，對(duì)于即在信號(hào)的下行方向是由中心向四周分散，對(duì)于 網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)終端而言所接受的噪聲是單條線網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)終端而言所接受的噪聲是單條線 路的串入噪聲，這些干擾不會(huì)影響正常的通信；路的串入噪聲，這些干擾不會(huì)影響正常的通信； 而反之則不然，龐大的分配網(wǎng)絡(luò)對(duì)于中心機(jī)房而而反之則不然，龐大的分配網(wǎng)絡(luò)對(duì)于中心機(jī)房而 言仿佛是一個(gè)言仿佛是一個(gè)“大漏斗大漏斗”，網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的噪，網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的噪 聲統(tǒng)統(tǒng)匯入中心機(jī)房，在中心節(jié)點(diǎn)迭加、混合。聲統(tǒng)統(tǒng)匯入中心機(jī)房，在中心節(jié)點(diǎn)迭加、混

28、合。 基于基于S-CDMA技術(shù)的技術(shù)的Cable Modem將將 無(wú)線通信中使用的擴(kuò)頻技術(shù)移植到電纜通無(wú)線通信中使用的擴(kuò)頻技術(shù)移植到電纜通 信中，并采用碼分多址技術(shù)，使得其對(duì)信中，并采用碼分多址技術(shù)，使得其對(duì) HFC 網(wǎng)絡(luò)上行信道的噪聲和窄帶干擾有很網(wǎng)絡(luò)上行信道的噪聲和窄帶干擾有很 強(qiáng)的抑制能力，即使在上行頻帶中強(qiáng)的抑制能力，即使在上行頻帶中5 20MHz這個(gè)干擾較大的頻率范圍以及其他這個(gè)干擾較大的頻率范圍以及其他 Cable Modem無(wú)法正常運(yùn)行的范圍內(nèi)均能無(wú)法正常運(yùn)行的范圍內(nèi)均能 運(yùn)行。運(yùn)行。 參考體系結(jié)構(gòu)是構(gòu)建一個(gè)設(shè)備所需的標(biāo)準(zhǔn)部參考體系結(jié)構(gòu)是構(gòu)建一個(gè)設(shè)備所需的標(biāo)準(zhǔn)部 件和設(shè)計(jì)藍(lán)圖?；?/p>

29、于件和設(shè)計(jì)藍(lán)圖。基于ATM的的Cable Modem的參考的參考 體系結(jié)構(gòu)如圖體系結(jié)構(gòu)如圖3.5所示，包括：物理（所示，包括：物理（PHY）層、層、 MAC層和上層（層和上層（upper layers）。）。 數(shù)字電纜系統(tǒng)的物理接口是普通的同軸電纜。數(shù)字電纜系統(tǒng)的物理接口是普通的同軸電纜。 由圖由圖3.6可見(jiàn)，物理層包括兩個(gè)子層：物理媒可見(jiàn)，物理層包括兩個(gè)子層：物理媒 質(zhì)關(guān)聯(lián)（質(zhì)關(guān)聯(lián)（Physical Medium Dependent sublayer， PMD）子層和傳輸會(huì)聚（子層和傳輸會(huì)聚（Transmission Convergence sublayer，TC）子層。這些子層根子層。這些

30、子層根 據(jù)相關(guān)的傳輸鏈路的特性，實(shí)現(xiàn)所需的比特傳輸、據(jù)相關(guān)的傳輸鏈路的特性，實(shí)現(xiàn)所需的比特傳輸、 同步、定向和調(diào)制功能。圖同步、定向和調(diào)制功能。圖3.7顯示了這些子層的顯示了這些子層的 相關(guān)功能。相關(guān)功能。 圖3.6 Cable Modem的基本層次 物理媒質(zhì)關(guān)聯(lián)（物理媒質(zhì)關(guān)聯(lián)（PMD）子層的主要功能是對(duì)子層的主要功能是對(duì) 模擬電纜網(wǎng)絡(luò)上的射頻（模擬電纜網(wǎng)絡(luò)上的射頻（RF）載波進(jìn)行調(diào)制載波進(jìn)行調(diào)制/解解 調(diào)以獲得數(shù)字比特流，并實(shí)現(xiàn)同步編碼和差錯(cuò)校調(diào)以獲得數(shù)字比特流，并實(shí)現(xiàn)同步編碼和差錯(cuò)校 驗(yàn)。驗(yàn)。 下行下行PMD采用正交振幅調(diào)制（采用正交振幅調(diào)制（QAM）技術(shù)技術(shù) 對(duì)射頻載波進(jìn)行調(diào)制對(duì)射頻載波

31、進(jìn)行調(diào)制/解調(diào)。解調(diào)。 上行上行PMD子層支持子層支持QPSK和和16-QAM兩種調(diào)兩種調(diào) 制方式。制方式。 一旦比特流在一旦比特流在PMD子層被處理后，就子層被處理后，就 可以得到各幀以及更詳細(xì)的信息。可以得到各幀以及更詳細(xì)的信息。 上行幀的特性是頭端產(chǎn)生一個(gè)時(shí)間參上行幀的特性是頭端產(chǎn)生一個(gè)時(shí)間參 考用于標(biāo)識(shí)時(shí)間域內(nèi)的時(shí)隙容器?？加糜跇?biāo)識(shí)時(shí)間域內(nèi)的時(shí)隙容器。 根據(jù)根據(jù)ITU-T H.222.0標(biāo)準(zhǔn)，下行幀結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，下行幀結(jié)構(gòu) 可稱為可稱為MPEG-2（Motion Picture Experts Group，MPEG）分組格式，包括分組格式，包括4個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié) 的標(biāo)頭和隨后的標(biāo)頭和隨后184

32、個(gè)字節(jié)的有效載荷，共計(jì)個(gè)字節(jié)的有效載荷，共計(jì) 188字節(jié)。字節(jié)。 一旦確定了一旦確定了PDU劃分和它們的格式，傳輸會(huì)劃分和它們的格式，傳輸會(huì) 聚（聚（TC）便開(kāi)始進(jìn)行低層初始化工作，包括同便開(kāi)始進(jìn)行低層初始化工作，包括同 步、測(cè)距和功率調(diào)整。步、測(cè)距和功率調(diào)整。 當(dāng)當(dāng)Cable Modem成功組裝各幀后，它的時(shí)鐘成功組裝各幀后，它的時(shí)鐘 必須和頭端時(shí)鐘保持同步。因此，每個(gè)必須和頭端時(shí)鐘保持同步。因此，每個(gè)Cable Modem需要用到所有需要用到所有Modem的全局定時(shí)參考和的全局定時(shí)參考和 定時(shí)偏移等基本信息，這些信息是通過(guò)頭端周期定時(shí)偏移等基本信息，這些信息是通過(guò)頭端周期 地發(fā)送一個(gè)包含全

33、局定時(shí)參考的管理消息來(lái)實(shí)現(xiàn)地發(fā)送一個(gè)包含全局定時(shí)參考的管理消息來(lái)實(shí)現(xiàn) 的。的。 當(dāng)同步建立后，當(dāng)同步建立后，Cable Modem必須獲得可用必須獲得可用 上行通路的信息（如正確的定時(shí)偏移量），以便上行通路的信息（如正確的定時(shí)偏移量），以便 可以向頭端發(fā)送初始維護(hù)消息進(jìn)行測(cè)距，保證可以向頭端發(fā)送初始維護(hù)消息進(jìn)行測(cè)距，保證 Cable Modem的傳輸和正確的小時(shí)隙邊界對(duì)齊。的傳輸和正確的小時(shí)隙邊界對(duì)齊。 每個(gè)每個(gè)Cable Modem至頭端的衰減都很可能和至頭端的衰減都很可能和 另一個(gè)至頭端的衰減不同。另一個(gè)至頭端的衰減不同。 媒質(zhì)訪問(wèn)控制（媒質(zhì)訪問(wèn)控制（MAC）層規(guī)范是最復(fù)雜的，層規(guī)范是最復(fù)

34、雜的， 其復(fù)雜性來(lái)自共享媒質(zhì)，以及需要保證每個(gè)用戶其復(fù)雜性來(lái)自共享媒質(zhì)，以及需要保證每個(gè)用戶 應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量。應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量。 MAC消息格式定義了上行和下行消息定時(shí)，消息格式定義了上行和下行消息定時(shí)， 并對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行描述。并對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行描述。 根據(jù)前述可知，根據(jù)前述可知，Cable Modem的的MAC層可層可 包含子層。包含子層。 根據(jù)前面介紹可知，一旦根據(jù)前面介紹可知，一旦Cable Modem完成同步、完成同步、 成幀，并和頭端建立通信后，它就完成了通路捕成幀，并和頭端建立通信后，它就完成了通路捕 獲工作。獲工作。 如果通路捕獲、測(cè)距、確定功率電平均已完成，如果通路捕獲、測(cè)距、確定功率

35、電平均已完成， 為了使為了使Cable Modem合法接入網(wǎng)絡(luò)，合法接入網(wǎng)絡(luò)，Cable Modem和頭端和頭端MAC之間要交換若干消息，此后之間要交換若干消息，此后 它才可以正常使用。它才可以正常使用。 HFC的安全和保密問(wèn)題不同于傳統(tǒng)的的安全和保密問(wèn)題不同于傳統(tǒng)的 點(diǎn)到點(diǎn)有線網(wǎng)絡(luò)。點(diǎn)到點(diǎn)有線網(wǎng)絡(luò)。 Cable Modem中規(guī)定了接入安全機(jī)制中規(guī)定了接入安全機(jī)制 以使共享媒質(zhì)接入網(wǎng)的安全性和非共享媒以使共享媒質(zhì)接入網(wǎng)的安全性和非共享媒 質(zhì)接入網(wǎng)的安全性相當(dāng)。質(zhì)接入網(wǎng)的安全性相當(dāng)。 在注冊(cè)階段密鑰交換使用在注冊(cè)階段密鑰交換使用Diffie-Hellman交交 換。換。 Cable Modem通

36、常配備一個(gè)以上獨(dú)立的加密通常配備一個(gè)以上獨(dú)立的加密 /解密密鑰，這些密鑰在注冊(cè)期間利用輔助密鑰解密密鑰，這些密鑰在注冊(cè)期間利用輔助密鑰 （cookie）進(jìn)行交換。進(jìn)行交換。 從流控角度看，從流控角度看，MAC描述業(yè)務(wù)接入機(jī)制和描述業(yè)務(wù)接入機(jī)制和 各站的穩(wěn)態(tài)操作行為。各站的穩(wěn)態(tài)操作行為。 在在TDMA方式中，給每個(gè)連接設(shè)備分配特定方式中，給每個(gè)連接設(shè)備分配特定 時(shí)間幀內(nèi)的一個(gè)時(shí)隙。時(shí)間幀內(nèi)的一個(gè)時(shí)隙。 競(jìng)爭(zhēng)和沖突分解機(jī)制要求設(shè)備在每次發(fā)送數(shù)競(jìng)爭(zhēng)和沖突分解機(jī)制要求設(shè)備在每次發(fā)送數(shù) 據(jù)時(shí)要競(jìng)爭(zhēng)總線。據(jù)時(shí)要競(jìng)爭(zhēng)總線。 由于請(qǐng)求分組和數(shù)據(jù)分組可能在由于請(qǐng)求分組和數(shù)據(jù)分組可能在 競(jìng)爭(zhēng)條件下發(fā)送，故需要執(zhí)行

37、某種沖競(jìng)爭(zhēng)條件下發(fā)送，故需要執(zhí)行某種沖 突分解算法。有多種算法可以使用，突分解算法。有多種算法可以使用， 下面主要描述兩種競(jìng)爭(zhēng)分解算法。下面主要描述兩種競(jìng)爭(zhēng)分解算法。 基于樹(shù)的競(jìng)爭(zhēng)分解算法的原則是：當(dāng)發(fā)生沖基于樹(shù)的競(jìng)爭(zhēng)分解算法的原則是：當(dāng)發(fā)生沖 突時(shí)，沖突的所有有關(guān)各站被分為突時(shí)，沖突的所有有關(guān)各站被分為n個(gè)子集；每個(gè)子集；每 個(gè)子集按照某一次序隨機(jī)選取個(gè)子集按照某一次序隨機(jī)選取ln之間的一個(gè)數(shù)，之間的一個(gè)數(shù)， 首先重傳第首先重傳第1個(gè)子集，子集個(gè)子集，子集2n等待；可以把等等待；可以把等 待的各個(gè)子集看成是一個(gè)堆棧，堆棧中的位置代待的各個(gè)子集看成是一個(gè)堆棧，堆棧中的位置代 表各站在重傳其請(qǐng)求

38、以前必須等待的時(shí)隙數(shù)；如表各站在重傳其請(qǐng)求以前必須等待的時(shí)隙數(shù)；如 果發(fā)生第二次沖突，第果發(fā)生第二次沖突，第1個(gè)子集再次被分割，已個(gè)子集再次被分割，已 經(jīng)在堆棧中等待的子集必須在棧中最多移動(dòng)（經(jīng)在堆棧中等待的子集必須在棧中最多移動(dòng)（n- 1）個(gè)位置，從而為沖突的新站留出空間；如果個(gè)位置，從而為沖突的新站留出空間；如果 沒(méi)有沖突，占據(jù)堆棧中最低位置的站可以發(fā)送。沒(méi)有沖突，占據(jù)堆棧中最低位置的站可以發(fā)送。 MCNS/SCTE采用這種競(jìng)爭(zhēng)分解方法采用這種競(jìng)爭(zhēng)分解方法 用于基于用于基于IP的的Cable Modem。頭端通過(guò)反頭端通過(guò)反 饋控制上行通路的分配，并確定哪些小時(shí)饋控制上行通路的分配，并確定

39、哪些小時(shí) 隙遭受沖突。這種競(jìng)爭(zhēng)分解方法是基于截隙遭受沖突。這種競(jìng)爭(zhēng)分解方法是基于截 短的二進(jìn)制指數(shù)退避算法，由頭端控制初短的二進(jìn)制指數(shù)退避算法，由頭端控制初 始的和最大的退避窗口。始的和最大的退避窗口。 從以上內(nèi)容可以明顯看出，從以上內(nèi)容可以明顯看出，TDMA和預(yù)約和預(yù)約/ 競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制兩者的混合解決方案將滿足多媒體應(yīng)用競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制兩者的混合解決方案將滿足多媒體應(yīng)用 的需要。的需要。 MAC協(xié)議集中描述了下列問(wèn)題。協(xié)議集中描述了下列問(wèn)題。 （1）上行帶寬控制格式定義請(qǐng)求的小時(shí)隙）上行帶寬控制格式定義請(qǐng)求的小時(shí)隙 的類型和結(jié)構(gòu)。的類型和結(jié)構(gòu)。 （2）上行）上行PDU格式描述格式描述ATM的協(xié)議數(shù)據(jù)單的協(xié)

40、議數(shù)據(jù)單 元格式，這些元格式，這些ATM PDU被分為長(zhǎng)度可變的分片被分為長(zhǎng)度可變的分片 （fragment），），以便有效傳輸以便有效傳輸LLC（邏輯鏈路控邏輯鏈路控 制）業(yè)務(wù)類型。制）業(yè)務(wù)類型。 每個(gè)每個(gè)Cable Modem可以通過(guò)基于競(jìng)爭(zhēng)可以通過(guò)基于競(jìng)爭(zhēng) 上行通路的傳輸方式向頭端申請(qǐng)帶寬，為上行通路的傳輸方式向頭端申請(qǐng)帶寬，為 了滿足多媒體應(yīng)用的需要（一個(gè)會(huì)話可以了滿足多媒體應(yīng)用的需要（一個(gè)會(huì)話可以 含有多個(gè)不同含有多個(gè)不同QoS的連接），它可以有一的連接），它可以有一 個(gè)或多個(gè)邏輯隊(duì)列參與共享傳輸資源的競(jìng)個(gè)或多個(gè)邏輯隊(duì)列參與共享傳輸資源的競(jìng) 爭(zhēng)。爭(zhēng)。 Cable Modem應(yīng)當(dāng)能操縱

41、管理實(shí)體和業(yè)務(wù)接應(yīng)當(dāng)能操縱管理實(shí)體和業(yè)務(wù)接 口，無(wú)論它們是口，無(wú)論它們是IP、本原本原ATM還是其他。還是其他。 目前大多數(shù)目前大多數(shù)Cable Modem直接連接到計(jì)算機(jī)直接連接到計(jì)算機(jī) 上處理上處理IP業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)。 采用采用IEEE 802.14標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的Cable Modem可以可以 支持本原的支持本原的ATM業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)。 加電以后，加電以后，Cable Modem工作在未注工作在未注 冊(cè)狀態(tài)，由物理媒質(zhì)關(guān)聯(lián)（冊(cè)狀態(tài)，由物理媒質(zhì)關(guān)聯(lián)（PMD）子層完子層完 成物理層同步。成物理層同步。 當(dāng)當(dāng)Cable Modem需要發(fā)送需要發(fā)送PDU且沒(méi)有且沒(méi)有 分配時(shí)隙時(shí)，它通過(guò)在分配時(shí)隙時(shí)，它通過(guò)在

42、miniPDU中發(fā)送一中發(fā)送一 個(gè)請(qǐng)求個(gè)請(qǐng)求PDU來(lái)申請(qǐng)分配。來(lái)申請(qǐng)分配。 在在Cable Modem發(fā)展初期，由于標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展初期，由于標(biāo)準(zhǔn) 不統(tǒng)一，各廠家的不統(tǒng)一，各廠家的Cable Modem和前端系和前端系 統(tǒng)彼此不能互通。統(tǒng)彼此不能互通。 下行信道物理層規(guī)范是基于下行信道物理層規(guī)范是基于ITU-T J.83B（視頻信號(hào)的數(shù)字傳輸視頻信號(hào)的數(shù)字傳輸Annex B）的。的。 DOCSIS的下行信道可以占用的下行信道可以占用88860MHz 間的任意間的任意6MHz帶寬，調(diào)制方式采用帶寬，調(diào)制方式采用 64QAM或或256QAM。 上行信道的頻率范圍為上行信道的頻率范圍為542MHz。DOCS

43、IS 的上行信道使用的上行信道使用FDMA與與TDMA兩種接入方式的兩種接入方式的 組合，頻分多址（組合，頻分多址（FDMA）方式使系統(tǒng)擁有多個(gè)方式使系統(tǒng)擁有多個(gè) 上行信道，能支持多個(gè)上行信道，能支持多個(gè)Cable Modem同時(shí)接入；同時(shí)接入； Cable Modem時(shí)分多址（時(shí)分多址（TDMA）接入時(shí)，該標(biāo)接入時(shí)，該標(biāo) 準(zhǔn)規(guī)定了突發(fā)傳輸格式，支持靈活的調(diào)制方式、準(zhǔn)規(guī)定了突發(fā)傳輸格式，支持靈活的調(diào)制方式、 多種傳輸符號(hào)率和前置比特，同時(shí)支持固定和可多種傳輸符號(hào)率和前置比特，同時(shí)支持固定和可 變長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)幀及可編程的變長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)幀及可編程的ReedSolomon塊編碼塊編碼 等。等。 傳輸會(huì)聚

44、（傳輸會(huì)聚（TC）子層能使不同的業(yè)務(wù)類型子層能使不同的業(yè)務(wù)類型 共享相同的下行共享相同的下行RF載波。載波。 在在DOCSIS標(biāo)準(zhǔn)中，媒質(zhì)訪問(wèn)（標(biāo)準(zhǔn)中，媒質(zhì)訪問(wèn)（MAC）子層子層 處于上行的物理層（或下行的傳輸會(huì)聚子層）之處于上行的物理層（或下行的傳輸會(huì)聚子層）之 上，鏈路安全子層之下。上，鏈路安全子層之下。 Cable Modem在通電復(fù)位后，按照下述的初在通電復(fù)位后，按照下述的初 始化過(guò)程來(lái)建立與始化過(guò)程來(lái)建立與CMTS的連接。的連接。 （1）Cable Modem每隔每隔6MHz頻帶間隔連頻帶間隔連 續(xù)搜索下行信道，鎖定續(xù)搜索下行信道，鎖定QAM數(shù)據(jù)流，并設(shè)置了數(shù)據(jù)流，并設(shè)置了 一個(gè)存儲(chǔ)

45、器（一個(gè)存儲(chǔ)器（non volatile storage）用于存放上用于存放上 次的操作參數(shù)。次的操作參數(shù)。 （2）建立同步之后，）建立同步之后，Cable Modem必須等必須等 待一個(gè)從待一個(gè)從CMTS周期性地發(fā)送出來(lái)的上行信道描周期性地發(fā)送出來(lái)的上行信道描 述符（述符（UCD），），以獲得上行信道的傳輸參數(shù)。以獲得上行信道的傳輸參數(shù)。 （3）Cable Modem從從UCD中取出參數(shù)，等中取出參數(shù)，等 待下一個(gè)待下一個(gè)SYNC報(bào)文，并從該報(bào)文中取出上行小報(bào)文，并從該報(bào)文中取出上行小 時(shí)隙的時(shí)間標(biāo)記（時(shí)隙的時(shí)間標(biāo)記（timestamp）。）。 （4）CMTS在在MAP中給該中給該Cable

46、 Modem分分 配一個(gè)初始維護(hù)的傳輸機(jī)會(huì)，用于調(diào)整配一個(gè)初始維護(hù)的傳輸機(jī)會(huì)，用于調(diào)整Cable Modem傳輸信號(hào)的電平、頻率等參數(shù)；傳輸信號(hào)的電平、頻率等參數(shù)；CMTS還還 會(huì)周期性地給各個(gè)會(huì)周期性地給各個(gè)Cable Modem發(fā)周期維護(hù)報(bào)文，發(fā)周期維護(hù)報(bào)文， 用于對(duì)用于對(duì)Cable Modem進(jìn)行周期性的校準(zhǔn)。進(jìn)行周期性的校準(zhǔn)。 （5）當(dāng)時(shí)間、頻率及功率都設(shè)置完畢）當(dāng)時(shí)間、頻率及功率都設(shè)置完畢 后，后，Cable Modem通過(guò)動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議通過(guò)動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議 （DHCP）來(lái)建立來(lái)建立IP協(xié)議連接。協(xié)議連接。 （6）Cable Modem使用下載的配置參使用下載的配置參 數(shù)向數(shù)向CMTS申請(qǐng)注冊(cè)，當(dāng)接收到申請(qǐng)注冊(cè)，當(dāng)接收到CMTS回回 送的注冊(cè)響應(yīng)后，送的注冊(cè)響應(yīng)后，Cable Modem就進(jìn)入了就進(jìn)入了 正常工作狀態(tài)正常工作狀態(tài)。 DOCSISV1.0的的QoS（Quality of Service） 僅限于提供僅限于提供“盡力而為盡力而為”的服務(wù)，就是說(shuō)所有的服務(wù)，就是說(shuō)所有 Cable Modem的所