線纜調(diào)制解調(diào)器從下行的模擬信號中劃出 6MHz 頻 帶，將信號轉(zhuǎn)化為符合以太網(wǎng)協(xié)議的格式，與電腦實(shí) 現(xiàn)通訊。用戶需要給電腦配置以太網(wǎng)卡和相應(yīng)的網(wǎng)卡 驅(qū)動(dòng)程序。 同軸電纜中的 6MHz 頻帶用于提供數(shù)據(jù)通訊。 電視 和電腦可以同時(shí)使用，互不影響。 射頻信號在用戶和前端之間沿同軸電纜上行或下 行。 上行和下行信號共享 6MHz 頻帶， 但是調(diào)制在不同 的載波頻率上，以避免相互干擾。

　　1 物理層

　　下行通道的頻率范圍為 88～860MHz，每個(gè)通道的 帶寬為 6MHz(NTSC 6 G-MHz，PAL 8MHz)，采用 64QAM 或 256QAM 調(diào) 制 方 式 ， 對 應(yīng) 的 數(shù) 據(jù) 傳 輸 速 率 為 30?342Mbit/s 或 42?884Mbit/s。 上行通道的頻率范圍 為 5～65MHz，每個(gè)通道的帶寬可為 200、400、800、 1600、3200kHz，采用 QPSK 或 16QAM 調(diào)制方式，對應(yīng) 的 數(shù) 據(jù) 傳 輸 速 率 為 320 ～ 5120Kbit/s 或 640 ～ 10240Kbit/s。 上行通道的帶寬可根據(jù)所需的數(shù)據(jù)傳輸 速率設(shè)定。 在同樣的帶寬內(nèi)， QPSK 調(diào)制的速率比 16QAM 調(diào)制方式低，但其抗干擾性能好，適用于噪聲干擾較 大的上行通道，而 16QAM 調(diào)制適用于信道質(zhì)量好且要 求高速傳輸數(shù)據(jù)的場合。 CMTS 設(shè)備中， 在 為了減小上 行通道的干擾，一個(gè)下行通道一般對應(yīng)多個(gè)不同頻率 的上行通道，CMTS 設(shè)備根據(jù)信道的噪聲狀況自動(dòng)跳頻 到干擾較小的通道，而用戶察覺不到該跳頻過程。

　　2 媒體通路控制層 MAC(Media Access Control Layer)和邏輯鏈接控制層 LLC(Logical Link Layer)和邏輯鏈接控制層 Control Layer)

　　這兩個(gè)協(xié)議層規(guī)定了不同信號和用戶怎樣共享公 共帶寬。由于目前還沒有統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，故不同的 Cable Modem 廠家采用不同的協(xié)議，較常見的協(xié)議有： 用于以太網(wǎng)的公共 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection，載波復(fù)用通路/沖突檢 測)和先進(jìn)的 ATM(Asynchronous Transfer Mode，異 步傳輸模式)協(xié)議。 這些協(xié)議都可以有效地使用上行通 道，可以根據(jù)需要分配帶寬，保證通訊質(zhì)量。

　　3 有線電視前端

　　在上行方向，Cable Modem 從電腦接收數(shù)據(jù)包， 把它們轉(zhuǎn)換成模擬信號，傳送給網(wǎng)絡(luò)前端設(shè)備。該設(shè) 備用于分離出數(shù)據(jù)信號，轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)包，并傳送給 Internet 服務(wù)器。同時(shí)該設(shè)備還可以剝離出語音(電 話)信號，并傳送給交換機(jī)。

　　Cable Modem 與以往的 Modem 在原理上都是將數(shù) 據(jù)進(jìn)行調(diào)制后在 Cable(電纜)的一個(gè)頻率范圍內(nèi)傳 輸， 接收時(shí)進(jìn)行解調(diào)。 其傳輸機(jī)理與普通 Modem 相同， 不同之處在于它是通過有線電視的某個(gè)傳輸頻帶進(jìn)行 調(diào)制解調(diào)的。而普通 Modem 的傳輸介質(zhì)在用戶與交換 機(jī)之間是獨(dú)立的，即用戶獨(dú)享通訊介質(zhì)。Cable Modem 屬于共享介質(zhì)系統(tǒng)，其它空閑頻段仍然可用于有線電 視信號的傳輸。

　　Cable Modem 徹底解決了由于聲音圖像的傳輸而 引起的阻塞， 其傳輸速率上行已達(dá) 10Mbit/s 以上， 下 行傳輸速率更高。而傳統(tǒng)的 Modem 雖然已經(jīng)開發(fā)出傳 輸速率為 56Kbit/s 的產(chǎn)品，但其理論傳輸極限為 64Kbit/s，再想提高已不大可能。

　　Cable Modem 也是組建城域網(wǎng)的關(guān)鍵設(shè)備，光纖 同軸電纜混合網(wǎng)(HFC)主干線用光纖， 光結(jié)點(diǎn)小區(qū)內(nèi)用 樹枝型總線同軸電纜網(wǎng)連接用戶，其傳輸頻率可達(dá) 550/750MHz。在 HFC 網(wǎng)中傳輸數(shù)據(jù)就需要使用 Cable Modem。

　　我們可以看出，Cable Modem 是未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的 必備之物，但是，目前尚無 Cable Modem 的國際標(biāo)準(zhǔn)， 各廠家產(chǎn)品的傳輸速率均不相同，因此，高速城域網(wǎng) 寬帶接入的組建還有待于 Cable Modem 標(biāo)準(zhǔn)的出臺。

　　線纜調(diào)制解調(diào)器和前端設(shè)備的配置是分別進(jìn)行的。線纜調(diào)制解調(diào)器有用于配置的 Consol 接口，可通過 VT 終端或 Win9x 的超級終端程序進(jìn)行設(shè)置。

　　線纜調(diào)制解調(diào)器加電工作后，首先自動(dòng)搜索前端的 下行頻率，找到下行頻率后，從下行數(shù)據(jù)中確定上行 通道，與前端設(shè)備 CMTS 建立連接，并交換信息，包括 上行電平數(shù)值、動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議(DHCP)和小文件傳 送協(xié)議(TFTP)服務(wù)器的 IP 地址等。線纜調(diào)制解調(diào)器具有 在線功能，即使用戶不使用，只要不切斷電源，就與 前端始終保持信息交換，用戶可隨時(shí)上線。線纜調(diào)制解調(diào)器具有記憶功能，在斷電后再次上電時(shí)，使用斷 電前存儲的數(shù)據(jù)與前端進(jìn)行信息交換，可快速地完成 搜索過程。

　　從上述可看出，在實(shí)際使用中，線纜調(diào)制解調(diào)器一 般不需要人工配置和操作。如果進(jìn)行了設(shè)置，例如改 變了上行電平數(shù)值，則會(huì)在信號交換過程中自動(dòng)設(shè)置 到 CMTS 指定的合適數(shù)值上。

　　每一臺線纜調(diào)制解調(diào)器在使用前，都需在前端登記， 在 TFTP 服務(wù)器上形成一個(gè)配置文件。 一個(gè)配置文件對 應(yīng)一臺 Cable Modem，其中含有設(shè)備的硬件地址，用 于識別不同的設(shè)備。線纜調(diào)制解調(diào)器的硬件地址標(biāo)示在 產(chǎn)品的外部，有 RF 和以太網(wǎng)兩個(gè)地址。TFTP 服務(wù)器 的配置文件需要地址。有些產(chǎn)品的地址需通過 Consol 接口聯(lián)機(jī)后才能讀出。對于只標(biāo)示一個(gè)地址的產(chǎn)品， 該地址為通用地址。 前端 CMTS 是管理控制線纜調(diào)制解調(diào)器的設(shè)備，其配 置可通過 Consol 接口或以太網(wǎng)接口完成。用UL快插端子連接數(shù)據(jù)線進(jìn)行通信， 通過 Consol 接口的配置與線纜調(diào)制解調(diào)器配置類似，以行命令的方 式逐項(xiàng)進(jìn)行，而通過以太網(wǎng)接口的配置，需使用廠家 提供的專用軟件。

　　CMTS 的配置內(nèi)容主要有：下行頻率、下行調(diào)制方 式、下行電平等。下行頻率在指定的頻率范圍內(nèi)可以 任意設(shè)定，但為了不干擾其它頻道的信號，應(yīng)參照有 線電視的頻道劃分表選定在規(guī)定的頻點(diǎn)上。調(diào)制方式 的選擇應(yīng)考慮信道的傳輸質(zhì)量。此外，還必須設(shè)置 DHCP、TFTP 服務(wù)器的 IP 地址，CMTS 的 IP 地址等。

　　上述設(shè)置完成后，如果中間的線路無故障，信號 電平的衰減符合要求，則啟動(dòng) DHCP、TFTP 服務(wù)器，就 可以在前端和線纜調(diào)制解調(diào)器間建立正常的通信通道。

　　一般地說，CMTS 的下行輸出電平為 110～121dB μV，接收的輸入電平為 44～86-dBμV；線纜調(diào)制解調(diào)器接收的電平范圍為 45～75dBμV；上行信號的電平為 68～118dBμV(QPSK)或 68～115dBμV(16QAM)。上下 行信號在經(jīng)過 HFC 網(wǎng)絡(luò)傳輸衰減后，電平數(shù)值應(yīng)滿足 這些要求。

　　CMTS 設(shè)備中的上行通道接口和下行通道接口是 分開的， 使用時(shí)需經(jīng)過高低通濾波器混合為一路信號， 再送入同軸電纜。在實(shí)際使用中，也可用分支分配器 完成信號的混合， 但對 CMTS 設(shè)備內(nèi)部的上下行通道的 干擾較大。

　　在 CMTS 和線纜調(diào)制解調(diào)器間的通道建立后，可使用 簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理。SNMP 是一個(gè) 通用的網(wǎng)絡(luò)管理程序，對于不同廠家的 CMTS 和線纜調(diào)制解調(diào)器設(shè)備，需將廠家提供的管理信息庫(MIB)文件裝 入到 SNMP 中， 才能管理相應(yīng)的設(shè)備。 也可使用行命令 的方式進(jìn)行管理，但操作不直觀，容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。