Cable Modem 的应用与发展

1、Cable Modem的概况

1.1 Cable Modem的定义

电缆调制解调器(Cable Modem)是一种可以通过有线电视(CATV)网络实现高速数据接入(如接入Internet)设备。Cable Modem通常至少有两个接口，一个用来接墙上的有线电视端口，另一个与计算机相连。

1.2 Cable Modem的起源

在1995年底以前，大部分公司的Cable Modem产品处于研制期，还不成熟，处于实验室阶段(还不能称之为产品);大规模的产品实验是在1996、1997年开始的;而目前，Cable Modem已经形成成熟的技术和产品。

1.3 Cable Modem的类型划分

目前，Cable Modem产品按数据传输的方式可分为对称型业务与非对你型业务;按使用功能分公共信息型和专用信息型。这些区分方法并非一成不变，只是在概念和业务开发上给人一个简单明晰的区分方法。世界上大多数公司开发的Cable Modem从技术上可划分为动态分配带宽速率(采用局域网的介质访问方式如CSMA/CD或Token passing)和固定带宽速率(采用时分多址访问方式TDMA，进行以64kb/s为基本速率的数字通信业务);前者适用于Internet的接入、公共信息查询等与有线电视台关系密切的业务;后者适用于普通数字电话、可视电话、数据专线等业务。

1.4 Cable Modem的速率范围

Cable Modem的速率范围很大。在下行方向(即有线电视台前端到用户端计算机)，速率可以从很低一直达到36Mbps;在上行方向(既用户端计算机到有线电视台前端)，数据速率最高可达到10Mbps;大多数Cable Modem的生产厂家是在2OOkbps--2Mbps之间选择一个较为合理的速率。

2、Cable Modem系统的组成、工作方式及技术参数

2.l Cable Modem系统的组成

由Cable Modem组成的计算机网络系统是一个为CATV网络用户进入数据中心相获取信息服务而设计的基于电缆的数据传输系统;它的特点是借助于有线电视传输网络开展计算机网络的业务，是CATV网上开展的超越原有电视业务的新型综合业务之一，它必将成为有线电视台新的经济增长点。该系统通常是中前端子系统、具有双向传输功能的CATV网相用户端子系统组成的。其中，前端子系统(HES)主要包含网络管理系统(NMS)、调制解调器、变频器和普通商业用路由器(ROUTER)等;双向传输功能的CATV网应具有75OMHz(或大于750MHz)的带宽;用户端子系统主要由Cable Modem、计算机和应用软件组成。

典型的Qbk Modem组成的计算机网络系统中，前端子系统传输下行数据时的电平为5OdBmv，上行数据在进入前端子系统时电平为可6dBmv士l0。

2.2 Cable Modem的工作方式

一个Cable Modem包含调制解调器部分、电视调谐器部分、加密解密装置;根据产品型号的不同，它可能还具有普通以太网集线器功能、桥接器功能、路由器功能、网络控制器功能，甚至它可以成为一个SNMP单元。典型的Cable Modem分别在两个不同的方向上接收和发送数据。在下行方向，数字信号调制在42--75OMHz中的某一个6MHz(或8MHz)带宽的电视载波频道上。调制方式虽然有多种，但普遍采用的两种调制方式是QPSK(速率可达到lOMbps)和64QAM (速率可达到36Mbps)，调制后的信号可以放在一个没有信号的6MHz(或8MHz)带宽的频道上。相对于下行信道而言，上行信道则更加不宜处理，在一个双向CATV网上，上行通道通常设置在4--4OMHz之间。这意味着上行通道处在一个噪声环境中，这些噪声来源于业余无线电、载波电台和家用电器的脉冲噪声干忧。另外，由于接头不牢或低质量的同轴电缆，屏蔽干扰很容易从家里侵入。为此，在上行方向大都采用抗干扰能力较强的QPSK调制方式。各种调制方式及特点。

3、Cable Modem的优势与能够提供的服务

3.l Cable Modem的优势

相对于普通电话Modem而言，Cable Modem有以下几点优势:
(1)Cable Modem比ISDN更高的连接速率。
ISDN以64kbps和128kbps的数据速率工作。Cable Modem可以很容易地接收10Mbps的下行数据和发送2Mbps的上行数据。
(2)给一个用户安装ISDN是一个十分复杂的过程，而Cable Modem的安装、使用将是一个非常简单的过程。
(3)目前Cable Medem的价格较高，但是随着市场的扩大，产品的大规模生产，用户就可以用较低的价格得到较高速率的网络服务。

3.2 Cable Modem能够提供的服务

Cable Modem能够提供的服务可分为基本型服务和扩充型服务两种。基本型服务主要包括lnternet的接入、Internet的建立、局域网互联、本地信息查询等数据业务;扩充型服务主要包括数字音频广播、视频点播、多媒体信息及接入CD-ROM服务器等。

3.3 关于Cable Modem的标准

近几年，随着Cable Modem 的发展，其相关标准呼之欲出。目前关于Cable Modem的标准主要是IEEE802.14协议和MCNS标准。IEEE802.14工作组正在制订CATV网络上数据传输的标准。该标准参考的是半径为8Okm的HFC结构的CATV网络，特别强调的是网络协议要支持ATM以传输不同类型的多媒体数据;而MCNS标准则是一种基于以太网IP协议的标准，目前有不少产品基于此标准。正是由于标准的多样性才使得产品具有多样性，用户更具有选择性，产品有了竞争才会不断的得到完善并发展下去。这是Cable Modem发展的一个十分有利的条件。

4、Cable modem在国内的应用及发展前景

4.l Cable Modem在国内的应用

1996国内就已经出现了CATV先导网，深圳有线电视台在CATV网上首先实现了Cable Modem及电缆电话(Cable Phone)的多功能应用。1997年，随着国内信息产业的迅猛发展，CNII的提出，Cable Modem在国内也出现了较大规模的应用。特别是上海有线电视台，在建设上海信息港时，部分网络使用了Cable Modem，并得到了很好的使用效果。在1998年，随着国内各省市有线电视台对CATV网络改造升级的完成，由Cable Modem将成为有线电视台新的经济增长点，并会大规模地使用。

4.2 Cable Modem在中国的发展前景

日前，国内信息产业正处于飞速发展的时期，有线电视网、邮电网、计算机网络是我国信息化建设的三个网络，而在建设计算机城域网(WAN)时，原有的普通电话Modem有其不利的一面:
(1)电话的普及率远低于有线电视的普及率。
(2)通信基础设施落后 中国目前的Internet接入，95%是采用电话接入方式，通信速率大部分为28.8bps，不能传输多媒体画面。
(3)通信费用过高也是影响我国网络建设和使用的主要问题。

而有线电视网在这方面的优势主要有以下几点:
(1)我国电视机的社会拥有量已近3亿台，有线电视用户达到5000万以上，2000年将达到8000万户。
(2)宽频带大户。我国有线电视电缆大户带宽从30OMHz到75OMHz不等，多数大于45OMHz。这正是信息高速公路所需要的带宽，为综合信息应用提供了重要的条件。
(3)有线电视是国内所有入户的信息工具中收费最低的。

综上所述，我们不难看出在人类社会正从工业社会迈向信息社会的今天，随着信息网络化的发展、数字机上变换器(STB)的应用，Cable Modem在有线电视系统中的应用会获得飞速的发展。