第五章 Cabe Modem.ppt

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第五章 Cabe Modem

5.2 Cable Modem 一、HFC网及组成 二、Cable Modem的种类与安装 三、 Cable Modem与ADSL的比较   1.Cable Modem的系统结构   5.2.2 Cable Modem系统结构 Cable modem系统工作在双向HFC网上,成为HFC网络的一部分。该系统主要由两部分组成:前端Cable Modem端接系统(CMTS)和安装在用户房屋内的Cable Modem(CM),如图所示。 CM系统结构   1).CMTS   CMTS是一个模块化的局端系统,由多种模块组成,可以在需要时随时扩充。CMTS作为系统的核心,通过10/100Base T以太网接口(或光纤接口)连接交换机,再经路由器与Internet相连,或直接连接到本地服务器,享受本地业务,经RF接口与HFC网络连接。   CMTS主要功能是完成数据与射频信号之间的转换。在下行方向,CMTS先将来自路由器的数据包封装成MPEG2-TS帧的形式,再进行64-QAM/256-QAM调制,并与有线电视的视频信号混合,经HFC网络传送给各用户终端CM。在上行方向,CMTS将接收到的经QPSK/16-QAM调制的数据进行解调,转换成以太网帧的形式传送给路由器。    2).CM CM是用户端的电缆调制解调器,集Modem、调谐器、网桥、网卡、以太网集线器的功能于一身,无须拨号,可随时在线连接的宽带接入设备。CM提供一个标准的10Base T以太网接口与用户的PC设备或局域网集线器相连,提供用户数据的接入,与CMTS一起组成完整的数据通信系统。    在下行方向,CM接收从CMTS发送来的QAM-64/QAM-256调制信号并解调,然后转换成MPEG2-TS数据帧的形式,以重建传向10Base T Ethernet接口的以太帧;在上行方向,接收从PC机来的以太帧,并封装在时隙中,经QPSK或16QAM调制后,通过HFC网络的上行数据通路传送给CMTS。CM工作在物理层和数据链路层,一个CM能承载5~16个用户,也可为单独用户所使用。    3).CMTS与CM间通信的建立   目前,我国HFC的下行数字信道频带为550~750?MHz,每一频道的带宽为6?MHz。假设下行信道上有m个频道,对于CM来说,为了能接收来自头端的数据,必须要能够解调这m个频道中的任意一个。上行数字信道频带为5~65?MHz,每一个频道的带宽也是6?MHz,假设上行信道上有n个频道,同理,CM必须要能够把信号调制到任意一个频道上发送到头端。在m个下行通道和n个上行通道之间存在一定的关联性,根据HFC网络的覆盖面和业务量,一个下行通道可以对应一个或多个上行通道,这样可以节省网络资源,在目前情况下也比较实用。当用户请求注册加入HFC网络进行通信时,CMTS与CM之间需要协同工作。CMTS与CM间协同工作原理如图5-5所示。 图5-5 CMTS与CM间协同工作原理图 4)CM与CMTS之间协同工作的过程如下   1].确定下行信道   一般CM都有一个存储器,存储上次的操作参数。当用户注册到网络时,CM将首先尝试重新获取存储的下行信道,如果尝试失败,将连续地对其他下行信道扫描,直到发现一个有效的下行信道。CM在获取下行信道后,建立与CMTS同步,同步的标准是:与QAM码元定时同步,与FEC帧同步,与MPEG分组同步,并能识别由CMTS周期性发送的定时同步(SYNC)MAC报文,从而完成MAC层上的同步。 2]. 确定上行信道   在建立与CMTS的同步之后,CM等待一个从CMTS发送来的上行信道描述符(UCD),以获得上行信道的传输参数。UCD由CMTS周期性地广播,其内容包括目前所有可用的上行信道参数。CM根据UCD确定它是否可以使用该上行信道,若该信道不适合,则CM继续等待,直到有一个UCD指定的信道适合它。如果在一定的时间内仍没有找到这样的上行信道,那么CM必须重新扫描,找到另一个下行信道,再重复该过程。   在找到一个上行信道后,CM进一步从UCD中取出参数完成相应设置,然后等待下一个SYNC报文,从中取出上行小时隙的时间标记,并继续等待所选上行信道的带宽分配MAP信息,处理该信息后再继续下一步操作。 3]. 注册   CM通过指定的上行信道向头端发送注册请求,在收到头端的注册响应后,表示注册成功。 4].测距、认证和初始化   注册成功后,CM就向CMTS发送测距请求,再根据CMTS发来的测距响应来调整CM自身的传输信号电平、频率等参数。使用动态主机配置协议DHC

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