CM与CMTS之间的交互原理及调制技术分析
采用CMTS+CM实现双向HFC网的技术方案
( ) 字 信号 :5 ~ 3 MH 0 8 z 5数 5 0 6 0 z 1 个 MH 的模拟频 宽, 采用 6 Q M调制 , E 一 S编码方式 , 4A MP G 2T 传输 10 0 套 ST D V节 目( 条件成 熟后 , 根据 广 电 总局 的要 求 , 此 频 段 实行 标 清 、高 清并 传 ,逐 步 让 高 清代 替 标 清 ) 。
整体 规 划 与设 计
21 频 道 资 源 的规 划 .
根 据双 向 H C网改 造 的要 求 ,网络 改 造后 达 到 F
8 2MHz 6 。
的两套 技术 方案 。 河分 公 司按 照 河南有 线 电视 网络 漯
集 团公 司 的整 体 规划 ,采 用 C S C be Mo e 方 MT + a l dm
MP S流 , T 经过 独立 加 扰器 加扰 后 , 用 6 Q M 调制 采 4A
成 射频信 号输入 数模信 号混 合器 。 数据 信号 同样经 过城域 骨干 网传人分 前端 。 整个 数 据 网络 以 I P的形 式传 输 ,支持 T P I 议 、 D C /P协 U P
协议 、N S MP协议根据 漯 河分 公 司 的 目前 网络 情 况 , 们 设 计 的 双 我
向 H C改 造技术 方案 如下 。 F
1 双 向 HF 网改 造 的 目标 C
通过 改 造 ,使 漯 河 分 公 司 的有 线 电视 网络 双 向 化 、 字化 , 数 开展 标清 、 清数 字 电视业 务 以及 互联 网 高
23 .2 分 前 端 机 房 .
CMTS双下行信道的研究
2 1 年 6月 00
中国传媒大学学报 自然科学 版
V0 .7. . 11 No2
J U N LO O O R A FC MMU IA I NU I E ST FC IA (C E C N E H O O Y) N C TO N V R IY O H N S IN E A DT C N L G
a e as nce sn t h x a so fc b e T n t r Sr c n tu to r lo i r a i g wih t e e p n in o a l V e wo k’ e o sr ci n.H o v r t e c re tfo t— we e ,h u r n n r
J n, 0 0 u 2 1
C T 双 下 行 信 道 的研究 MS
朱红旭, 刘剑波
( 中国传媒大学信 息工程学 院 , 北京 10 2 ) 0 0 4
摘要 : 当前 的信 息化社会里 , 们对视 频点播 、 在 人 可视 电话 、 互联 网等 宽带业务 的需求不 断增 大。这使得 通信 网络
Z U H n - u LU J nb H o gX ,I i —o a
(nom tnE g er gSho,o u i t nU ie i f hn , eig10 2 , hn ) Ifr a o n i ei colC mm nc i nvr t o C iaB in 0 04 C ia i n n ao sy j
e i be, s a mp r n c e stc n lg HF sg i i g mo e a d mo e a tn in f ri n q e b n — vt l a n i o t t c s e h o o y, C i an n r n r t t o t u i u a d a a a e o s wi t . D t r n mis n i C b a l o m a i h b n w d h,o —c s i q i me t f xb e dh a a t s s i n HF y C b e Md e h s h g a d i t lw a o o t n e u p n , e i l l
CMTS下行频率
CableModem系统包括前端设备CMTS和用户端设备CableModem(CM),两设备通过双向HFC网络连接,CMTS是作为前端路由器、交换集线器与CATV网络之间的连接设备,而CM是通过CMTS与广域网(Internet)实现连接。
1、CMTS工作原理CMTS设备一般放置在机房前端,通过CMTS板卡上、下行端口接入HFC网络,管理和控制CM设备,其配置可通过Consol接口或以太网接口完成。
CMTS组成在下行方向,是从MAC(MediaAccessControl)芯片出来的数据经QAM调制器、上变频器、电平调整后进入下行信道。
在回传方向,由CM来的QPSK/16QAM信号经AGC后进入调制器解调,解调后的数据进入MAC芯片进行处理。
MAC芯片完成DOCSIS协议MAC层所定义的功能,并通过PCI口与计算机连接。
一般在CMTS主机上还插有100Base-T快速以太网卡以实现CMTS与路由器和各种服务器连接。
CMTS的总体方框图如图1所示。
每一台CM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。
一个配置文件对一台CM,其中含有设备的硬件地址用于识别不同的设备。
CM加电工作后,首先自动搜索前端CMTS 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CMTS建立连接,并交换信息。
其中包括上行电平数值、动态主机配置协议(DHCP)和小文件传送协议(TFTP)服务器IP地址等。
在CMTS和CM间的通道建立后,可以使用SNMP(简单网络管理协议)进行网络管理。
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,但为了不干扰其他频道的信号,应参照有线电视的频道划分表选定在规定的频点上。
调制方式的选择需考虑信道的传输质量。
目前一般CMTS的下行调制方式为64QAM调制;下行输出电平为50~61dBmV,上行接收端口的输入电平为-16~26dBmV(当前使用的CMTS一般上行端口钳位电平为0dBmV,当CMTS与CM之间的线路由于某种原因衰减发生变化时,CMTS通过下行信号发出指令来调整CM的上行发射电平以保证到达CMTS上行端口的输入电平为0dBmV)。
CMTS与CM的工作原理
CMTS & Cable Modem基本工作原理 Cable Modem(简称CM)是CATV系统中用来向用户提供高速宽带Internet 接入服务,这种接入方式能为用户提供最高达38Mbps的接入速度.CM一般放在用户家中,作为一种终端设备,它连接用户的PC机和HFC网络,它与CMTS是HFC系统中双向通信时必不可少的设备.如图1.CM系统基于DOCSIS1.1标准而设计,系统由前端设备CMTS和用户端设备CM 组成。
CMTS是作为前端路由器、交换集线器与CATV网络之间的连接设备,CM 通过CMTS与广域网(Internet)实现连接。
CMTS是管理和控制CM的设备,主要配置有下行频率点分配、下行调制方式、下行电平、DHCP、TFTP与TOD服务器等。
DHCP服务器是用作动态分配给每个CM的IP地址的,TFTP服务器则记录着每一个CM的配置文件,它给每个CM分配一个服务标识(Service ID),服务标识在CMTS与CM之间建立一个映射,CMTS基于该映射给每个CM分配带宽。
CMTS 也可给CM分配多个服务标识来支持不同服务类型,每个服务标识对应于服务类型;TOD称为时间服务器,作用是为CM提供当前的时间。
这三个服务器可安装在同一台物理服务器上。
CMTS能维护一个连接用户数据交换集线器的10Baset双向接口和一个承载简单网络管理协议(SNMP)信息的10Baset接口,并且能支持CATV网络上的不同CM之间的双向通讯。
下行是指路由器的数据包在CMTS中被封装成MPEG2-TS 帧的形式,再经过64QAM调制后,通过HFC网传输到各CM。
上行则有指CMTS接收到CM进行了QPSK调制的数据,再解调并转换成以太帧的形式传给路由器。
如力图2.为了减小上行通道的干扰,一个下行通道一般对应有多个不同频率的上行通道,CMTS可根据信道的噪声状况自动跳频到干扰较小的通道,而用户察觉不到跳频的过程。
【VIP专享】CM与EOC优点缺点比较
Cable Modem与EOC有什么区别,从技术和应用角度讲,各有什么优点和缺点 2009-04-15 21:23分类:默认分类字号:大中小DOCSIS(基于电缆的数据业务接口规范)标准是由MCNS(多媒体电缆网络系统合作组织)制定的通信协议标准,目前大多CM-CMTS系统都是基于DOCSIS1.1或者DOCSIS2.0标准来设计的。
一、DOCSIS CM-CMTS系统的组成DOCSIS CM-CMTS系统由前端设备CMTS(Cable Modem Termination System)和用户端设备CM(Cable Modem)通过双向HFC网络连接组成。
CMTS是作为前端路由器、交换机与CM之间的连接设备,CM通过双向HFC 网络连接到CMTS实现与城域网连接。
二、CM与CMTS的交互原理CMTS是管理和控制CM的设备,它的主要配置有:下行频率、下行调制方式、下行电平、DHCP和TFTP与TOD服务器等。
其中DHCP服务器用作动态分配给每个CM的IP地址,TFTP服务器作用是记录每一个CM的配置文件,即给每个CM分配一个服务标识(Servite ID),服务标识在CMTS与CM之间建立一个映射,CMTS将基于该映射给每个CM分配带宽。
CMTS也可给CM分配多个服务标识来支持不同服务类型,每个服务标识对应不同服务类型,ToD称为时间服务器,给CM提供当前时间。
CMTS把每个上行信道看成是一个由小时隙(mini-slot)组成的流,每个小时隙作为基本的带宽单位,通过控制各个CM对这些小时隙的访问进行带宽分配。
CMTS进行带宽分配的基本机制是分配映射(MAP),MAP是一个由CMTS发出的MAC管理报文,描述了上行信道的小时隙如何使用。
每个MAP可以描述不同数量的小时隙数,从最小1个小时隙到最大持续几十ms所有的MAP要描述全部小时隙的使用方式。
数据包在CMTS中被封装成MPEG-2 TS帧的形式经过QAM调制后通过双向HFC网传给各CM。
CMTS_CM技术实现有线电视网络双向传输原理
技术实现有线电视网络双向传输原理桂 松( 中广有线信息网络有限公司芜湖分公司, 安徽 芜湖 241004)CMTS +CM 摘要: 用 C M TS+ C M 技术实现宽带接入是有线电视的主流方向。
本文对其传输的原理、技术指标、改造注意事项及综合性能进行了 分析。
关键词: C M T S+ C M ; 有线电视; 双向传输; 原理 中图分类号: TP 393 文献标识码: A 文章编号: 1009- 3044(2007)15- 30697- 02The P r incip le of C a b le Ne t work Two- wa y Tra n s m is s i on B a s e d on CMTS & CMGUI S ong(China Cable N e twork Co.Ltd. Wuhu Branch,Wuhu 241004,China)Ab s t ra c t:It ’s becoming the essential direction to have breadth ' s taking to connect into cable T V with carrying out the technique of C M T S+ C M. T his text analyses the delivering principle, technique index sign, reformation regulation and comprehensive function of the tech- nique on using C M T S+ C MKe y wo rd s :C M T S+ C M ; Cable T V ; T wo- way T ransmission ; P rinciple1 概述开展增值业务是有线电视网络未来发展运 营 中 的 重 要 工 作 之一, 其中宽带接入业务也将作为工作重点。
CM与CMTS之间的交互原理及调制技术分析
CM与CMTS之间的交互原理及调制技术分析
关小敏
【期刊名称】《有线电视技术》
【年(卷),期】2002(9)23
【摘要】如何在有线电视网上开展多功能业务,充分发挥宽带网的优势,使有线电视网真正成为一个综合性的服务网,其关键技术就是将单向有线电视网改为双向有线电视网.有双向网就可进行数字信号交换.本文给出了DOCSIS协议层与OSI协议层的对比,其主要不同点是在物理层与数据链路层DOCSIS MAC子层上.DOCSIS MAC子层不是采用目前计算机网络中任一种局域网MAC子层协议,而是采用了CM与CMTS交互工作方式.参照DOCSIS1.1版本中Radio Frequency Interface 规范,论述了CM与CMTS之间交互工作原理,并阐述了数字信号的调制技术--QPSK与QAM调制,以及它们在CATV双向网中各展所长的互补关系.
【总页数】15页(P4-17,74)
【作者】关小敏
【作者单位】北京歌华有线电视网络股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN94
【相关文献】
1.浅谈HFC双向网络中CMTS与CM系统工作原理 [J], 聂克庆
2.CM和CMTS之间交互工作原理浅析 [J], 施蔚
3.CMTS+CM技术实现有线电视网络双向传输原理 [J], 王成江
4.CMTS+CM技术实现有线电视网络双向传输原理 [J], 桂松
5.CMTS回传调制方式动态切换在HFC网络中的实际应用 [J], 张禄卿
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CMTS CM、EPON LAN、EPON EoC、FTTH的优缺点
、CMTS+CMCMTS+CM组网方案在光传输部分,下行数据信号和CATV的下行信号采用频分(FDM)方式共纤传输,上下行数据信号采用空分(SDM)方式共缆不同纤传输,在电缆部分,上下行信号按FDM方式同缆传输。
此方案适合已建HFC网络改造,可利用原网络中预留的光纤和无源分配到户的电缆网络组成双向传输系统;只需要在前端和用户端分别加装CMTS和CM即可实现双向传输。
1.1CMTS+CM优点利用现有的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,前期投入少;技术标准及产品比较成熟。
1.2CMTS+CM缺点需要对HFC光电传输链路部分进行双向改造;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,后续维护工作量较大;CMTS下行通道带宽有限,头端共享38Mbit/s,可开通用户数少;可承载业务有限,大带宽业务无法满足;后续系统扩容成本巨大。
2、EPON+LANOLT上联接入数据网,ONU直接接入或者通过下联的交换机接入STB(机顶盒),提供IPTV/HDTV视频业务,具体应用方案如图2所示EPON+LAN组网方案。
2.1EPON+LAN优点运营商不承担用户终端的投入,网络升级改造方便;网络接入带宽:1000M到小区,1000M/100M到楼道,100M到户,接入带宽高;可扩充性好,可以承载全业务运营;不占用同轴电缆的频率资源,光传输采用EPON技术,传输链路中实现没有有源设备;两张网同时运营,维护方便,单网故障相互不影响;目前的LAN产品异常丰富,价格也非常低;EPON产品支持厂家众多,相关产品兼容性好,价格也在大幅降低。
2.2EPON+LAN缺点需重新入户施工,施工量及施工难度都较大;两张网络分开运营,维护人员素质要求高。
3、EPON+EOCEPON+EOC中的EOC技术主要包括3种:无源EOC、低频有源EOC、高频有源EOC。
3.1无源EOC无源EOC技术将以太数据信号IP DATA和有线电视信号TV RF采用频分复用技术,使这两个信号在同一根同轴电缆里共缆传输,在楼宇内利用HFC网络入户的同轴电缆将IP DATA和TV RF混合信号直接传送至客户端,再在客户端分离出TV RF射频信号连接至电视机或DVB机顶盒;分离出IP DATA数据信号连接至计算机。
CMTS+CM接入技术
CMTS
混
合
器
光发
射机
光接
收机
IPQAM
有线电视
信号
汇聚点/分中心光传输链路
光接收机
带反向光模块
用户接入端
电传输链路
用
户
分
配
器CMTS
Cable
modem
电缆
双向放大器
用户盒
带高低通滤波
Cable
modem
用户盒
带高低通滤波
光发
射机
光接收机
带反向光模块
电缆
用
户
分
配
器
用
户
分
配
器
用
户
分
配
器
光缆上行信号
图例说明双向链路反向链路正向链路
单元
幢
CMTS+CM
Cable
modem
Cable
modem
优劣势分析:
优点:
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;
大面积覆盖底开通率情况下成本较低,少量前期投入即可在全网受理业务;
技术标准及产品比较成熟;
缺点:
需要对HFC光电传输链路部分进行双向改造;
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,后续维护工作量较大;
CMTS下行通道带宽有限,38Mbps,可开通用户数较少;
可承载业务有限,大带宽业务无法满足,无法提供全业务承载;
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。
CASA_CMTS介绍和CM上线基本配置说明_1
2. 3.
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四.全面实现广电IPTV
1. 充足的下行带宽资源支持以组播方式在现有的 DOCSIS2.0 Cable Modem IP接入技术上实现IPTV,甚 至数字高清业务。 2. 支持Multicast QoS和动态负载均衡,有效的利用各个下 行通道
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CASA对组播的支持(有线IPTV方案)
5-65MHz(EuroDOCSIS)
输入电平 -4dBmV-26dBmV 数据速率 0.32-30.72Mb/s
通道复用方式 TDMA,ATDMA,SCDMA
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其他功能:
1. 多层交换与路由:支持二层网络的Ethernet交换和三层网 络的IP交换和路由;支持静态路由,RIPv2,OSPFv2, PIM-SM,IS-IS, BGP,MPLS VPN,支持 L2VPN VLAN 集成上变频器:调频范围52-999MHz; 通过packetcable1.5认证 支持上下行动态负载均衡,静态负载均衡 支持DHCP转发,多个DHCP服务器 支持接入控制列表 成熟的频谱管理使其适用于目前复杂的HFC网络环境;
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CASA CMTS cli 使用
• • • • • • Tab : 可自动完成 ?: 可提示命令 Show 命令可在任何模式下使用 修改配置的命令一般在 config下执行 当信息很长时,可分页显示 所有的show 命令支持过滤功能
– C2800#show interface docsis-mac | include Include lines that match exclude Exclude lines that match count-only Count lines outputted while surpressing output count Count lines outputted begin Begin with the line that matches
4CMTS和CM的工作原理
4CMTS和CM的工作原理CMTS(Cable Modem Termination System)和CM(Cable Modem)是用于有线宽带接入的设备,它们的工作原理如下:CMTS是一个重要的网络交换设备,负责将光纤或同轴电缆传送的数据信号转换为数字信号,然后将其发送到网络中。
CMTS有两个基本功能:一个是将用户请求的数据发送到互联网上,另一个是将互联网上的数据送达到用户。
具体工作原理如下:1. Downstream(下行):CMTS接收到来自互联网上的数据,解析并将其分发给连接在CMTS上的各个CM。
首先,CMTS会将数字信号转换成射频信号,并通过同轴电缆或光纤将其传输至CM。
然后,CM接收到射频信号,将其转换回数字信号,并通过以太网端口将数据发送到用户的设备上。
这样就实现了下行数据的传输。
2. Upstream(上行):当用户使用互联网上传数据时,CM会将其转换为电信号,并通过用户的同轴电缆或光纤传输至CMTS。
CMTS会接收到所有传来的数据,并对其进行解析和调度。
然后,CMTS选择合适的频段,并将数据通过同轴电缆或光纤发送回互联网。
这样就实现了上行数据的传输。
CM是用户的终端设备,用于将用户的计算机或其他设备连接到有线宽带网络。
它负责将数字数据转换为电信号,并通过同轴电缆或光纤传输给CMTS。
具体工作原理如下:1. Downstream(下行):CM接收到来自CMTS的信号,将其转换成数字信号,并通过以太网端口将数据发送到用户设备,例如计算机、路由器等。
CM还会对接收到的信号进行调制解调,以确保信号的稳定性和质量。
2. Upstream(上行):当用户使用互联网上传数据时,CM会将数据转换为电信号,并通过以太网端口发送给CMTS。
CM还会对发送的数据进行调制,以确保信号的稳定性和质量。
CM和CMTS之间的通信是通过同轴电缆或光纤实现的。
同轴电缆具有较大的带宽和传输距离,适用于长距离传输;光纤则具有更高的传输速度和更低的干扰,适用于高速宽带接入。
基于CMTS+CM网络的RFoG(RFPON)双向网络解决方案
3 R F P ON双 向网络 方 案介 绍
3 . 1 传统 双 向 H F C网络
每个 光 节 点都 需 要 至 少 两根 光 纤 来 保证 双 向业 务 的 开通 ,同 时在 机房 需 要 一一 对 应 的 回传 光接 收
机 。随着 双 向交互 业 务的增 加 , 需要 缩小 光节 点 所带
用户 , 所需 的光 节点 、 回传光 接 收机 、 光 纤 数量 将成 倍
增加, 建设 成本 将继 续成倍 增 长 。
3 . 2 RF P ON双 向网络 解决 方案
带 宽达 1 G; 由于在反 向通 道采 用独 特 的 “ 突发 ” 技术 , 极 大改善噪声性 能 ,整个反 向通道 都能用 于开展 增值 业务 , 不 但能 支持 D O C S 1 S标准 , 还 能支持 6 4 Q A M, 极 大增 加反 向通 道带宽 ; 网络结构简 单 , 线路 上有源设 备 少, 提高 了网络可靠性并 降低 了运 营成本 。
输 。整 个方 案 中只需 对光 节点 进行 改造 , 在 前端 机房 最 多可 达 3 2个 光 节点 合 用 一 台超 低 功 率光 接 收 机 , 光 纤 干 线 网 回传通 道 也 只需 要 一 根 光纤 就 可 以 实 现 与 前端 通信 的双 向业务 功能 。 图 2中 , 采用 WD M 技术 , 将 整个 正 向信 号 、 回传 信号 通过一 根光 纤进行 双 向传输 。 光 纤 比 电缆 可靠 得 多, 湿度 、 温度 、 雷击 、 腐蚀 等对 H F C网造成 危害 的因 素在 光缆 网都不存 在 , 采用 R F P O N方案 使得 网络 比 传统 H F C网络能 降低 9 0 %的维护 量 。
CMTS与CM详解
随着信息时代的到来,网络在人们的生活中显得越来越重要。
随着全球互联网的迅猛发展,上网人数正以几何级数快速增长,以因特网技术为主导的数据通信在通信业务总量中的比列迅速上升,因特网业务已成为多媒体通信业中发展最为迅速、竞争最为激烈的领域。
目前,Internet通过电信拨号的接入速度极其缓慢,一般电话的Modem只能提供几十Kbit/S的传输速率,其速率和带宽不可能很好地支持多媒体信息等宽带业务。
随着多媒体通信的发展,因特网接入宽带化的需求日益迫切。
而有线电视网拥有丰富的带宽资源,同时,目前我国有线电视用户已经达到了8000万户,有线电视网络的里程超过了240万公里,中国已经成为世界第一大有线电视用户国。
有线电视网络具有巨大的产业开发价值,构筑基于有线电视网的Internet 宽带信息网,不仅仅是广大用户的企盼,更是有线电视网实现第二次腾飞的关键所在。
我国的城市有线电视网络经过近年来的升级改造,正逐步从传统的同轴电缆网升级到以光纤为主干的双向HFC网,大大提高了网络传输的可靠性、稳定性,而且扩展了网络的传输带宽。
HFC的数字通信系统可通过电缆调制解调器(Cable Modem)系统实现,可以使Internet高速接入,有由窄带向宽带过渡。
通过HFC网络可获得高于电话Modem几百倍的接入速度。
一、Cable Modem与普通Modem的比较Cable Modem的通信和普通Modem一样,是数据信号在模拟信道上交互传输的过程,但也存在差异,普通Modem的传输介质在用户与访问服务器之间是独立的,即用户独享传输介质,而Cable Modem的传输介质是HFC网,将数据信号调制到某个传输带宽与有线电视信号共享介质;另外,Cable Modem的结构较普通Modem复杂,它由调制解调器、调谐器、加/解密模块、桥接器、网络接口卡、以太网集线器等组成,它无须拨号上网,不占用电话线,可提供随时在线连接的全天侯服务。
有线电视CMTS系统
有线电视CMTS系统第一节系统简介一、 CMTS系统组成CMTS系统由三部分组成:局端系统(CMTS)、中间传输系统(HFC网络)、用户终端系统(包括CM、用户端计算机、机顶盒等)。
二、 CMTS系统的工作原理CMTS和CM设备通过将在同轴电缆(HFC网络)中传输的电信号转化为符合以太网协议规定格式的数据信息,从而实现数据通讯功能。
CMTS和CM设备将下行和上行数据在不同的载波频率上进行调制后在Cable(电缆)的一个频率范围内传输,接收时进行解调,以避免相互干扰。
CMTS属于共享介质系统,其它空闲频段则用于有线电视信号的传输。
三、相关技术指标1. 上、下行通道的频谱范围上行通道:5-42MHz(DOCSIS);5-65MHz(Euro-DOCSIC)下行通道:88-860MHz(DOCSIS);85-860MHz(Euro-DOCSIC)2. 调制方式上行通道:64-QAM:抗干扰能力低,传输速率高,适用于结构简单、噪声小的网络环境16-QAM:抗干扰能力较强,传输速率较高,适用于结构简单、噪声较小的网络环境QPSK:抗干扰能力强,传输速率低,适用于结构复杂、噪声较大的网络环境下行通道:256-QAM:抗干扰能力低,传输速率高,适用于结构简单、噪声小的网络环境64-QAM:抗干扰能力较强,传输速率较高,适用于结构简单、噪声较小的网络环境3.频宽上行通道:6.4MHz或3.2MHz,建议使用3.2MHz下行通道:8MHz(国标)4.上行电平不论是CM2.0,还是CM3.0,最佳输出电平为45dbmv。
CM3.0可用的电平:30dbmv~52dbmv,CM2.0可用的电平:15dbmv~52dbmv。
工程验收的电平为:38dbmv~48dbmv,这10db是最佳工作范围。
但如果施工时,把CM输出电平设定超过48dbmv,会存在以下风险:(1)随季节变化或使用时间加长,线路的衰减会增加。
这时CM会提高输出功率,48dbmv~52dbmv,这4db就是为了这个目的保留的。
关于广电CM宽带业务的简介
关于广电CM宽带业务的简介作者:崔德勇来源:《环球市场信息导报》2016年第15期南京江宁广电近几年来大力发展广电宽带业务,也就是Cable Modem(以下简称CM)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。
CM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,它还可能是一个桥接器、路由器、网络控制器或集线器。
Cable Modem工作原理在系统的前端放置CM局端设备(CMTS),CM置于用户端。
CMTS和CM间能够进行数据包双向传输,HFC网络上的数据通信协议确保数据包的传输。
HFC网络是频分复用的,在某一频率上的信道是共享的,CMTS与CM的通讯是频分复用和时分复用的结合。
CMTS直接与本地服务器连接或者通过主干网与远端服务器相连,根据不同用户的要求来安排是基于竞争还是基于专线的服务方式以及提供不同的服务质量,给每个通过CM上行请求的用户分配带宽,对用户CM进行授权。
CM与用户的计算机连接,通过HFC网上行信道与CMTS连接,接收CMTS传来的参数,自动地实现对自身的配置。
Cable Modem网络结构CM系统是建立在双向HFC网络上的,它对HFC网络的下行和上行通道的设计都有一定的要求,在HFC网络中已经完成对下行通道的设计调试,按照省公司FTTH设计规范要求,在市公司指导下,确定组网方式为双纤三波,一纤用来传输数字电视广播信号、一纤传输数据信号和互动电视的上行业务。
目前镇区网改采用二级分光:第一级分光在路边光交、第二级分光在分纤分光箱,用户家中安装低光功率接收机,设计电视链路损耗32dB以内、数据链路损耗26dB以内,入户光功率均在最佳接收范围之类,这样保证了信号优质传输。
在下一步村级FTTH建设中,我们将遵循总体规划、分步实施的原则,根据不同的用户覆盖场景制定相应的设计方案,确保信号的正常传输。
4 CMTS和CM的工作原理
本文主要介绍了HFC双向传输系统中的CM和CMTS数据传输设备的执行标准、工作原理、接入方式、电平调整和设备的选型。
并对它们在网络中的应用及传输过程做了简要介绍,还对CM在传输中的技术问题进行了探讨。
1 综述广播电视新技术的不断更新和发展,加速了我国有线电视系统网络的建设,HF C光纤电缆混合网的传输技术目前已成为世界各国的主流,如何把HFC建成高速宽带多媒体双向传输网络是各大有线台正在实施和考虑的问题。
因为HFC光纤电缆混合网采用的是模拟技术来传送有线电视,要想达到传输数字信号的目的,就要进行宽带调制,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。
而双向传输中的数据传输设备CMTS和Cable Modem在网络中占主导作用,对它们的熟悉和了解以及在网络中如何应用好数据传输设备非常重要,因此对Cable Modem和CMTS所执行的技术标准、工作原理、接入方式、设备选型以及在网络运行中电平的调整等方面问题做了介绍,并对传输中的技术问题进行了讨论。
2Cable Modem的传输标准和频率配置2〃1 传输标准国际电联电信标准部1999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DOCSIS VI. 0、DOCSIS Vl.l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)的宽带中,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/16QAM调制技术时,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。
2-DOCSIS技术概览-CMTS网络设计以及与CM的链接过程原理介绍_1
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Baseline Privacy
MODEM的配置文件要求bpi加密,在注册完成后, MODEM要开始bpi如 果过程. modem 与 前 端 注 册 后进 行 Baseline Privacy 对 数据 进 行 编 码 , 包 括 上 行 和 下 行 为 cable运 营 商 提 供 基 本 的 网 络 安 全 保 护
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注册
注册消息交互 – CM发出一个Registration Request (REG-REQ) – CMTS 回复一个REG-RSP – CM给出应答REG-ACK
REG-RSP
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HFC
REG-REQ
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注册
REG-REQ包含的参数: – 在所接收到的TFTP配置文件中的
Downstream frequency, Upstream channel ID Network access configuration settings Class of Service(或者SF 信息)
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1
CMTS网络设计
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根据光节点用户的多少,可以混合2至4个光接收机 的回传信号,连接到CMTS的一个回传通道.譬如这 个机房有80个光节点,需要配置20-40个上行通道 , 下行通道可以配置为8个 ,CMTS分为4个MAC区域, 每一个下行端口(最大包含2个下行频点)搭配5-10 个左右上行通道为一个MAC域,这样的一个MAC域下 行速度最大可达100M,这样整台CMTS可以支持最大 400M的下行流量.
CMTS+CM简介及工作原理
CMTS+CM简介及工作原理一、什么是CMTS+CMCMTS(Cable Modem Terminal Systems),CMTS是管理控制Cable Modem(CM)的设备,CMTS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。
CMTS+CM方案与以往的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。
CMTS+CM方案属于共享介质系统,其它空闲频段仍然可用于有线电视信号的传输。
CMTS+CM方案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。
CMTS+CM方案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CMTS+CM技术。
我们可以看出,CMTS+CM方案是未来网络发展的必备之物,但是,目前尚无CMTS+CM方案的国际标准,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CMTS+CM方案标准的出台。
二、CMTS+CM技术原理CMTS+CM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。
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在注册过程中主SID必须总是分配给第一个预 先分配的上行服务流(它可以是注册过程中使用的一 个临时SID,也可以不是)。主服务流在注册时必须被 立即激活,它必须总是在注册后被用作站点维护。主 服务流可用来传输数据。所有单播服务流必须使用与 主服务流定义相关的安全性。
所有的SFID在单独的MAC子层域中是唯一的。 在单独的MAC子层域内,单播的SID对一个激活的、 已承认的服务流的映射必须唯一。SFID长32比特, SID长14比特。
有线电视技术
CMTS
CM
clock time to send SYNC clock time to send UCD
SYNC…..——} UCD…-·——--
clock time to send SYNC
clock time to send SYNC
clock time to send SYNC clock time to send SYNC clock time to send UCD
SYNC…一——··
SYNC…—,
SYNC…-,—·
SYNC…..—·
UCD…”—}
i在CM上电之前 }UCD循环举例
;
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j
clock time to send SYNC clock time to send SYNC clock time to send SYNC
SYNC…··—+
SYNC….—’
万方数据
802.2/DIX LLC
链路安全
瓢电缆MAC
熊l PMD
攀 透明桥
黼撬
PMD
挑眦 X
一瑚眦 —X
802.3 10Base-T
电缆网络传输
CMCI接口去,来 用户前端设备
图3 CM与CMTS之间的数据转发协议栈原理图
综述
始化的各个步骤之间的总体流程图。它显示了无错路 径,并简单提供了整个过程的纵览。
综述
有线电视技术
CM与CMTS之间的交互原理
。
及调制技术分析
。
关小敏 北京歌华有线电视网络股份有限公司
摘要:如何在有线电视网上开展多功能业务。充分发挥宽带网的优势。使有线电视网真正成为一个综合性的服务 网。其关键技术就是将单向有线电视网改为双向有线电视网。有双向网就可进行数字信号交换。本文给出了DOCSIS 协议层与OSI协议层的对比,其主要不同点是在物理层与数据链路层DOCSIS MAC子层上。DOCSI¥MAC子层不 是采用目前计算机网络中任一种局域网MAC子层协议。而是采用了CM与CMTS交互工作方式。参照DOCSISl.1 版本中Radio Frequency Interface规范。论述了CM与CMTS之间交互工作原理,并阐述了数字信号的调制技 术—二QPSK与QAM调制,以及它们在CATv双向网中各展所长的互补关系。
CMTS堆栈
综述
求授权。进一步说,在使用恒定比特率(Constant Bit Rate)类型应用的服务流上传送其它种类的数据是不 合适的。
即使是在那些复杂的Modem中,也有必要为 MAC管理、SNMP管理、密钥管理等发送某种上行包。 为了使网络正常运行,所有的CM必须支持至少一个 上行和一个下行服务流。这些服务流必须总是被预先 分配以允许CM请求和发送可能的最大非连续的 MAC帧。这些服务流是指上行和下行主服务流,分配 给上行主服务流的SID也作为主SID。
关键词:CA_n,双向网CM CMTS交互
1引言
我国有线电视事业正在飞速发展,它除了能提供 更丰富、质量好的电视节目外,还有着足够的频带资 源来提供其它各种非广播业务。如人们在CATV网广 泛开展的信息传递、数据传输、综合服务等交互式数 据业务。DOCSIS正是为有线电视网传输高速数据制 定的技术标准。本文主要讨论Radio Frequency In— terface规范中Cable Modem(CM)与Cable Modem Termination System(CMTS)交互原理,并对数字信号 的调制技术作了进一步的分析。
图l为DOCSIS协议层,并与OSI协议层进行比 较。由图可见,DOCSIS与OSI的最主要区别是在物理 层与数据链路层的DOCSIS MAC子层上。
OSI协议层 高层
l传输层 网络层
l嬲瞄路层.
物理层
DOCSIS协议层
应用 TCP或UDP
IP
DOCSIS
控制 信息
IEEE 802.2
DOCSIS MAC
综述
消息。CMrI's就必须给CM返回一个带有所需的额外 微调的另一个测距响应消息。测距请求/响应步骤必 须重复直到响应包含测距成功的通知或是CMrI's中 断测距过程。只要测距成功,CM就可以加入正常的上 行数据流中。
初始化可以分成以下步骤: (I)扫描并与下行信道同步和获得上行信道参数 在初始化过程中或当信号丢失后,CM必须获得 一个下行信道。CM的存贮器中保存上一次的工作参
I扫描下行信道
\ 建立
/下行流同步
l获取上行流 参数
获得 上行流参数
攫i距和自动调整
测距和自动 调整完成
二二[二
建立IP连接
IP完成
二工二
如图5所示,CMrI’s通过在下行信道发送时间同 步(SYNC)MAC管理信息的方法产生一个全局时间 基准。这个消息中包含了一个精确标明何时CM眄传 送消息的时间戳。然后,CM必须用收到消息的实际时 间和时间戳做比较,并且相应地调整它们的本地时钟 基准。
CM则首先建立PMD子层同步。这意味着它已经 锁定在正确的频率上,均衡了下行信道,恢复了任何 PMD子层的帧并且FEC正在运行。在这一点上,一个 有效的比特流正被送到传输汇聚子层,该子层执行自 己的同步。然后,MAC子层寻找时钟同步(SYNC)MAC 管理消息。CM一旦已经收到了至少两个SYNC消息 并已经验证了它的时钟容许偏差在规定的范围内,它 就完成了MAC同步。
clock time to send MAP.…….MAP.…,...。
开始测距过程
图5扫描并获取上行信道参数的信息流
只要连续成功接收SYNC消息,CM就仍然保留 “SYNC”。如果丢失SYNC,并且在规定的时间内仍没 有收到有效的SYNC消息,CM就不能使用上行信道 并且再次尝试重新建立同步。
在同步之后,CM必须等待来自CMTS的上行信 道描述符(UCD)信息,以便得到需配置的上行信道的 传输参数。CMTS周期地为所有可用的上行信道发送 这些信息,并且它们是基于MAC广播地址来寻址的。 CM收集所有的UCD建立一套可用的信道ID,这些 UCD在它们的信道ID区是不同的。如果超时后,没 有发现信道,那么CM必须继续扫描以找到另一个下 行信道。然后,CM从信道描述参数中判定它是否能够 使用这个上行信道。如果这个信道不合适,那么CM 就必须寻找下一个信道ID,直到发现一个可用的信 道。如果这个信道合适,CM就必须从UCD中为这个 上行信道提取参数。接下来它等待下一个SYNC信息 并从这个信息中提取上行微时隙(Mini—Slot)的时间 戳。最后CM等待给选定信道的带宽分配map(MAC 管理信息,它由CMTS产生并定义上行信道的传输机 会)。这样,它就可以按照MAC操作和带宽分配机制 开始上行传输了。
TD(微时隙))I
下行 TDM(MPEG、
5~65MHz
8MHz ITu—T J.83附录A
HFC
图l DOCSIS协议层并与OSI协议层比较
这里简单介绍一下MAC子层的一些定义。 MAC子层域是上行和下行信道的集合,在每个 信道中运行MAC分配和管理协议。它包括一个 CM,I'S和多个CM。CMTs必须为所有的上行和下行信 道服务,每个CM可以访问一个或多个上行信道。对 于任何带有一个源MAC地址,但该MAC地址不是单 播MAC地址的包,CM,I’S必须丢弃它。 MAC子层为每个下行信道定义了一个独立的转 发器一CMrI'S,所有CM侦听所有被发送到下行信道并 已注册的帧,以及接收那些目的地址与CM自己的或 通过CMCI接口到CPE的地址相匹配的帧。CM只能 通过CMrI’S与其它CM进行通信。 上行信道的特点是有许多CM在发帧,但只有一 个CMrI'S在接受帧。上行信道的时间被划分成时隙, 其工作方式为时分复用。CMTS提供时钟基准并控制 每个被允许使用的时隙。时隙可以由特定的CM授权 来传输数据,或由所有的CM来竞争。CM可以竞争请 求转发的时间,在有限的范围内,也可以竞争请求转 发实际的数据。这两种情况下,都会发生冲突并重新 开始竞争。 图2为MAC帧的格式。在上行和下行方向上都 使用相同的基本结构,并且帧的长度是可变的。MAC 帧有三个不同的区域,在MAC帧之前是PMD子层开 销(上行),或是MPEG传送汇聚头(下行)。MAC帧的 第一部分是MAC头。MAC头唯一地定义了MAC帧
上电过程完成
建立PHY同步 &等待UCD
SYNC….s~一鬻燃 clock time to send SYNC……..SYNC........-
clock‘ime‘。send ucD ……ucD…—’获得这个上行信道的
clock time to send
。l。k time to sendSYNc…一SYNc…一息并等暮箍机A执
建立日期
二二工二 >日期建成
传送操作参数
二二1二二
二二丁二 >传送完成 二=丁二 与CMTS注册
>注册完成
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