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基于CATV网的Internet数据传输方案的研究（聂敏、周海明）
一、概述
近几年来；我国的有线电视网以惊人的速度发展。到1998年底 CATV网的用户已经
发展到6700万，本世纪末将达到85005，预计到2005年用户数将突破一亿，届时我国的
有线电视网将成为世界第一大网。很显然，这是一种非常宝贵的信道资源。如果在以
HFC为主要传输信道的CATV网中采用ATM技术，结合HFC宽带电缆调制解调器（CM）接入，
就可以在低投入的情况下构筑起良好的宽带局域网。这种考虑对综合业务数字网（ISDN）
的实现有非常深远的意义。
目前，Internet正以惊人的速度发展，越来越多的办公室和家庭计算机与该网相
连。但是，Internet极其缓慢的接入速度需要用户有足够的耐心。因为一般电话的mod
em只能提供几十Kbit／S的传输速率，其速率和带宽不可能支持视频图象和多媒体信息
等宽带业务，而完备的有线电视HFC网络除了可提供丰富多采的电视节目外，还有足够
的频带资源来支持其它业务的开展。通过CM在HFC网络上实现数字信号传输，可为用户
提供Internet的高速接入。由于国内的CM市场尚未形成，因此，进行这方面的研究工
作不仅可以紧跟国际上的相关技术发展趋势，而且对我国有线电视技术的发展具有推
动作用。
二、工作原理
CM系统是建立在双向HFC网络基础上的。其工作原理如下：上行数据采用OPSK或
160AM调制，在200KHZ－3.2MHz的频率范围内，传输速率可达320Kbit／S－10Mbt／S；
下行数据采用640AM或 2560AM调制，在一个6MHZ带宽内，传输速率可达27Mbit／S－
36Mbit／s。电缆调制解调传输系统（CMTS）从外界网络接收的数据帧封装在MPEG－TS
帧中，通过下行数字调制和RF输出到用户端，同时接收上行出来的数据转换成以太网
的帧。在用户端，CM的基本功能是将上行数字信号调制成RF信号，将下行的RF信号解
调为数字信号，并从MPEG一TS帧中抽出数据，形成以大网的数据，最后通过10Base的
口输出。在HFC网上采用FDM，而在某一频率上的信道则是多用户共享。通过MAC控制用
户信道分配与竞争‘同时支持不同等级的业务。通过网络管理系统对HFC网络中的CM
进行配置，以及实施状态监控水口诊断。
在CM系统中，采用双向非对称技术。在下行方向6MHZ带宽内，通过640AM调制和
2560AM数字调制，传输速率为27MbPS和36MbPS。系统中的用户共享这一传输带宽。但
这一共享技术不会以牺牲传输速率为代价，例如，系统中有200个用户共享27MbPS，
则每个用户只能得到135KbPS，这与ISDN相差无几。但事实并非如此，CM不同于线路
交换的电话网定向呼叫连接，用户在连接时并不占用一个固定带宽，而是与其它用户
共享，仅在发送和接收数据的瞬间使用网络资源。在毫秒级甚至微秒级的时间内，占
用一切可利用的带宽下载数据包。如果在网络使用的高峰期有阻塞发生，可以通过灵
活地分配附加带宽来解决，这只需要再简单分配一个6MHz频段，就能倍增下行速率。
另一种方法是在用户段重新划分物理网络，按照访问频度给用户合理分配带宽，甚至
专线。
除了下行速率上的优势外，它不占用电话线，上网时不影响正常的电话业务；无
须拨号，永久连接，通过CM连接的用户就像使用局域网一样，尽管始终在网上，但只
有进行数据传输时才收取费用。
三、系统结构
一个完整的接入系统它包括CMTS、cable net work、CM（cable modem）、网络
管理和安全系统。
CMTS通常放在有线电视前端，采用10Base－T100Base一T或ATMOC－3等接口通过
交换型HUB与外界设备相连，通过路由器与Internet连接。也可以直接与本地服务器
相连淳受本地业务。CM是用户端设备，通过10Base-T接口，与用户的计算机相连。一
般CM有三种类型；单用户的别置式和内置式，SOHO型（Small Office／Home Office）
SOHO型 modem可用于采用 HFC网络进行计算机网络互联，形成 SOHO系统，即小型和
家庭办公系统。
四、现有网络的改造问题
现有的用于CATV的HFC网络是单向传输的，而数据传输系统是双向的，这就需要
对现有的网络进行改造。按照改造的难易程度及投入，分为如下三种情况：
1．采用电话上行，而HFC下行。因为这种方法在CMTS和CM中具有电话线接口，
无须对HFC进行双向改造；所以这是一种以低成本迅速占领市场的策略。这种方法目
前比较适合我国有线电视网的国情，但缺点是影响原有的电话业务，而且电话频带
有限，与系统扩展不利。
2、对现有的单向HFC网络进行改造，增加反向传输模块，将原有链路中的单向
放大器改为双向放大器。目前，现有的HFC网已初具规模，主要是双向改造问题。
3、铺设新的双向HFC网络。即在新建的住宅小区中，直接建设双向网络。
五、业务扩展问题
如果在HFC的数据通信系统CM中采用IP协议，那么就很容易将业务扩展到基于
IP的业务，如 IP的视频点播（VOD）和IP电话。
1交互式有线电视（ITV,InteractiveCATV）；在 CM系统设备中，由于使原来单
向分配的HFC网变成双向的可进行数据传输的交互式系统，因此，可结合原有的电视
业务开展ITV，提供VOD等业务。
2．数字电视（DTV）：在CM系统中，物理层的数字调制与解调技术符合OVB标准，
只须在有线电视前端和用户端增加视频编码解码设备，这样可使CM具有多功能的特
点，避免进行数字电视广播的重复投资。减少用户端设备成本。
3 IP Phone：CM的传输协议采用IP，增加一定的软件和硬件可以实现电话业务。
六、应用前景
在我国城市居民家庭中，有线电视和电话的普及率最高，计算机次之，这是
我们与发达国家不同之处。因此，CATV网提供了一个很宝贵的信道资源。在HFC的数
据通信系统CM中采用IP协议，为视频点播、IP电话、数字电视、可视电话等许多新
业务的实现奠定了基础，对它的深入研究对于未来的综合业务数字网的实现打下了
良好的基础，具有广阔的应用前景。
摘自《邮电商情》
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