什么是CMTS

2025-03-25 08:44:57

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回答1：

1网络速度的现状�
今天，网络的发展为我们提供了更大的发展空间和机会。但网络的传输速度也越来越成为利用网络自身发展的障碍。一系列新的Internet服务，包括提供音频、视频流，本地信息服务(社区资讯和服务)，视频点播以及其他大量网上服务，都受制于网络速度而得不到广泛应用。甚至WWW(Word Wide Web，万维网，字面意思是“世界范围的网络”)得到了一个无奈的外号：“World Wide Wait”(世界范围的等待)。一字之差，却反映出人们的无奈、需要和期待。于是，人们开始竞相研究各种Internet宽带接入技术。比如ISDN(Integrated Service Digital Network，综合业务数字网，俗称“一线通”)，ADSL(非对称数字用户线)，DSL(Digital Subscriber Loop，数字用户环路)，ATM(帧中继)等。本文介绍的是另一种解决方案：利用Cable Modem(电缆调制解调器)将电脑接入有线电视网络，实现网络操作，包括时下热门的�Internet接入�。Cable Modem的上行带宽可达10MHz，下行带宽可达35MHz。�
2有线电视网的资源潜力�
我国的有线电视网虽然没有得到国家投资，但却依靠自身力量发展起来了。目前它的覆盖范围比电信网还广，已经建成12989km的国家级干线光缆网络，在许多地方已建成光缆和同轴电缆混合网，联通全国22个省、市、自治区。截至1998年底，有线电视用户超过7000万户。从用户数量看，我国拥有世界上最大的有线电视网络。�
目前我国有线电视网有两大优势：最后“一公里”带宽很宽；覆盖率高于电信网。电信网形成时，只是为了一个业务，那就是打电话，而打电话只要求64kHz的带宽。所以整个网络的设计也就局限于这64kHz，包括入户的双绞线。这样一来，电信网的“最后一公里”就成了瓶颈，限制了网络速度的提高。尽管电信采取了IDSM、ADSL，目前带宽可以做到10MHz、8MHz、6MHz，但在当前价位上提高的余地不大。再往前走，成本将非常高。而CATV(有线电视)的同轴电缆的带宽很容易可以做到800MHz，就现在的带宽需求而言，CATV网的最后“一公里”是畅通的。
由于有线电视网当初是用于广播式的电视传播，也就是说，是单向的，所以若要用于电脑网络，则必须对现有的网络前端和用户端进行改造，使之具有双向传输功能。�
总的来说，有线电视网相对于电信网络具有以下优势：�
——高传输速率；�
——线路始终通畅(不用拨号，没有忙音)；�
——多用户使用一条线路(包括完整的电视信号)；�
——不占用公用电话线；�
——提供真正的多媒体功能。�
3Cable Modem的原理和使用�
3�1什么是Cable Modem�
Cable Modem名为电缆调制解调器，又名线缆调制解调器。它是近几年随着网络应用的扩大而发展起来的，主要用于有线电视网进行数据传输。�
Cable Modem与以往的Modem在原理上都是将数据进行调制后在Cable(电缆)的一个频率范围内传输，接收时进行解调。其传输机理与普通Modem相同，不同之处在于它是通过有线电视的某个传输频带进行调制解调的。而普通Modem的传输介质在用户与交换机之间是独立的，即用户独享通讯介质。Cable Modem属于共享介质系统，其它空闲频段仍然可用于有线电视信号的传输。�
Cable Modem彻底解决了由于声音图像的传输而引起的阻塞，其传输速率上行已达10Mbit/s以上，下行传输速率更高。而传统的Modem虽然已经开发出传输速率为56Kbit/s的产品，但其理论传输极限为64Kbit/s，再想提高已不大可能。�
Cable Modem也是组建城域网的关键设备，光纤同轴电缆混合网(HFC)主干线用光纤，光结点小区内用树枝型总线同轴电缆网连接用户，其传输频率可达550/750MHz。在HFC网中传输数据就需要使用Cable Modem。�
我们可以看出，Cable Modem是未来网络发展的必备之物，但是，目前尚无Cable Modem的国际标准，各厂家产品的传输速率均不相同，因此，高速城域网宽带接入的组建还有待于Cable Modem标准的出台。�
3�2Cable Modem技术原理�
Cable Modem从下行的模拟信号中划出6MHz频带，将信号转化为符合以太网协议的格式，与电脑实现通讯。用户需要给电脑配置以太网卡和相应的网卡驱动程序。�
同轴电缆中的6MHz频带用于提供数据通讯。电视和电脑可以同时使用，互不影响。�
射频信号在用户和前端之间沿同轴电缆上行或下行。上行和下行信号共享6MHz频带，但是调制在不同的载波频率上，以避免相互干扰。�
3�2�1物理层�
下行通道的频率范围为88～860MHz，每个通道的带宽为6MHz(NTSC 6 G-MHz，PAL 8MHz)，采用64QAM或256QAM调制方式，对应的数据传输速率为30�342Mbit/s或42�884Mbit/s。上行通道的频率范围为5～65MHz，每个通道的带宽可为200、400、800、1600、3200kHz，采用QPSK或16QAM调制方式，对应的数据传输速率为320～5120Kbit/s或640～10240Kbit/s。上行通道的带宽可根据所需的数据传输速率设定。在同样的带宽内，QPSK调制的速率比16QAM调制方式低，但其抗干扰性能好，适用于噪声干扰较大的上行通道，而16QAM调制适用于信道质量好且要求高速传输数据的场合。在CMTS设备中，为了减小上行通道的干扰，一个下行通道一般对应多个不同频率的上行通道，CMTS设备根据信道的噪声状况自动跳频到干扰较小的通道，而用户察觉不到该跳频过程。�
3�2�2媒体通路控制层MAC(Media Access Control Layer)和逻辑链接控制层LLC(Logical Link Control Layer)�这两个协议层规定了不同信号和用户怎样共享公共带宽。由于目前还没有统一的行业标准，故不同的Cable Modem厂家采用不同的协议，较常见的协议有：用于以太网的公共CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection，载波复用通路/冲突检测)和先进的ATM(Asynchronous Transfer Mode，异步传输模式)协议。这些协议都可以有效地使用上行通道，可以根据需要分配带宽，保证通讯质量。�
3�2�3有线电视前端�
在上行方向，Cable Modem从电脑接收数据包，把它们转换成模拟信号，传送给网络前端设备。该设备用于分离出数据信号，转换为数据包，并传送给Internet服务器。同时该设备还可以剥离出语音(电话)信号，并传送给交换机。�
3�3Cable Modem系统的配置、使用和管理�
Cable Modem和前端设备的配置是分别进行的。Cable Modem有用于配置的Consol接口，可通过VT终端或Win9x的超级终端程序进行设置。�
Cable Modem加电工作后，首先自动搜索前端的下行频率，找到下行频率后，从下行数据中确定上行通道，与前端设备CMTS建立连接，并交换信息，包括上行电平数值、动态主机配置协议(DHCP)和小文件传送协议(TFTP)服务器的IP地址等。Cable Modem具有在线功能，即使用户不使用，只要不切断电源，就与前端始终保持信息交换，用户可随时上线。 Cable Modem具有记忆功能，在断电后再次上电时，使用断电前存储的数据与前端进行信息交换，可快速地完成搜索过程。�
从上述可看出，在实际使用中，Cable Modem一般不需要人工配置和操作。如果进行了设置，例如改变了上行电平数值，则会在信号交换过程中自动设置到CMTS指定的合适数值上。�
每一台Cable Modem在使用前，都需在前端登记，在TFTP服务器上形成一个配置文件。一个配置文件对应一台Cable Modem，其中含有设备的硬件地址，用于识别不同的设备。Cable Modem的硬件地址标示在产品的外部，有RF和以太网两个地址。TFTP服务器的配置文件需要地址。有些产品的地址需通过Consol接口联机后才能读出。对于只标示一个地址的产品，该地址为通用地址。�
前端CMTS是管理控制Cable Modem的设备，其配置可通过Consol接口或以太网接口完成。通过Consol接口的配置与Cable Modem配置类似，以行命令的方式逐项进行，而通过以太网接口的配置，需使用厂家提供的专用软件。�
CMTS的配置内容主要有：下行频率、下行调制方式、下行电平等。下行频率在指定的频率范围内可以任意设定，但为了不干扰其它频道的信号，应参照有线电视的频道划分表选定在规定的频点上。调制方式的选择应考虑信道的传输质量。此外，还必须设置DHCP、TFTP服务器的IP地址，CMTS的IP地址等。�
上述设置完成后，如果中间的线路无故障，信号电平的衰减符合要求，则启动DHCP、TFTP服务器，就可以在前端和Cable Modem间建立正常的通信通道。�
一般地说，CMTS的下行输出电平为110～121dBμV，接收的输入电平为44～86-dBμV；Cable Modem接收的电平范围为45～75dBμV；上行信号的电平为68～118dBμV(QPSK)或68～115dBμV(16QAM)。上下行信号在经过HFC网络传输衰减后，电平数值应满足这些要求。�
CMTS设备中的上行通道接口和下行通道接口是分开的，使用时需经过高低通滤波器混合为一路信号，再送入同轴电缆。在实际使用中，也可用分支分配器完成信号的混合，但对CMTS设备内部的上下行通道的干扰较大。�
在CMTS和Cable Modem间的通道建立后，可使用简单网络管理协议(SNMP)进行网络管理。SNMP是一个通用的网络管理程序，对于不同厂家的CMTS和Cable Modem设备，需将厂家提供的管理信息库(MIB)文件装入到SNMP中，才能管理相应的设备。也可使用行命令的方式进行管理，但操作不直观，容易出现错误。

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