上海千实解读线缆调制解调器的原理

线缆调制解调器，英文名称CableModem，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。线缆调制解调器和模拟Modem工作原理类似，但要比它复杂得多。它的任务就是将数据信号进行调制后在有线网的某一频率范围内传输，接收方再在同一频率范围内对调制信号进行解调。实际上，线缆调制解调器集调制/解调、调谐器、封包/解包设备、代理和以太网集线器于一身。
线缆调制解调器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。
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。 CMTS 设备中， 在 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。
2 媒体通路控制层 MAC(Media Access Control Layer)和逻辑链接控制层 LLC(Logical Link Layer)和逻辑链接控制层 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 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。