HFC工作原理与技术介绍

    下图更详细的介绍了HFC数据通讯部分

#$[*192540.jpg*#HFC数据通讯(点击看大图）*#0*#0*#center*]$#

计算机出来的数字信号经Cable Modem调制成同轴电缆可以传输的模拟信号，经房间和楼内的同轴电缆经分配器和信号放大电路到达光节点，由光节点转换成光信号在光纤干线中传输，最后到达CMTS（电缆调制解调器终端系统），再经路由器连入Internet。

    其中CMTS是线缆调制解调器终端系统的英文缩写，是一个位于有线电视网前端的设备系统，允许有线电视运营商向家庭计算机提供高速Internet接入。CMTS通过有线电视网发送和接收数字线缆调制解调器信号。它接收从用户的线缆调制解调器发来的信号，将信号转换成IP包，然后将信号按一定路由发送给ISP，连接Internet。CMTS还能将信号下行发送到用户的线缆调制解调器。线缆调制解调器之间不能互相直接通信，必须通过CMTS才能沟通。 CMTS提供的许多功能类似DSL系统中的DSLAM（数字用户线接入复用器，DSLAM通过ATM或快速以太网与ISP相连）提供的功能。

    Cable Modem工作原理介绍

    Cable Modem是利用HFC网络进行高速访问的一个重要的通信设备，下图表示了Cable Modem的内部结构。

#$[*192548.jpg*#Cable Modem的内部结构（点击看大图）*#0*#0*#center*]$#

    由图可知，Cable Modem的结构要比传统的Modem更为复杂。它的内部结构主要包括双工滤波器、调制解调器、去交织／FEC模块、FEC／交织模块、数据成帧电路、MAC处理器、数据编码电路和微处理器。同时，在Cable Modem中还有一些扩展口，用于插入一些新的功能模块以支持多种应用。例如，用于工程和野外应用的维护模块、用于单项网络操作的电话恢复模块，以及支持二路电话线的二路电话模块。利用现有模块和扩展模块Cable Modem，不仅可以对Internet进行高速访问，还可以提供音频、视频、访问CD-ROM服务器以及其他服务。

    工作过程

    当启动后，Cable Modem扫描所有下行频率，寻找可识别的标准控制信息包。这些信息包中含有来自线缆终端服务器（既上面介绍的CMTS）为新连入的Cable Modem发送的下行广播信息，其中有一条命令指定上行发送频率。Cable Modem取得它的上行频率后开始测距，通过测距判定它和前端的距离。这是实现同步的定时信息以及控制发射功率所需要的。所有MAC协议拥有一个系统级时钟，以便Cable Modem知道何时发送信息。Cable Modem测距的操作是发送一个短信息给前端，然后测量发送与接收信息的间隔。测距后，Cable Modem准备接受一个IP地址和其他网络参数。Cable Modem根据动态主机配置协议（DHCP）分得地址资源。当用户申请地址资源时，Cable Modem在反向通道上发出一个特殊的广播信息包——DHCP请求。前端路由器收到DHCP请求后，将其转发给一个它知道的DHCP地址服务器，服务器向路由器发回一个IP地址。路由器把地址记录下来并通知用户。经过测距，确定上下行频率及分配IP地址后，Cable Modem就可以访问网络了。

    内部的数据传输

    通过内部的双工滤波器接收来自ＨＦＣ网络的射频信号，将其送至解调模块进行解调，HFC网络的下行信号所采用的调制方式主要是64QAM（正交幅相调制）或256QAM方式，用户端Cable Modem的解调电路通常兼容这两种方式。信号经解调后再由去交织／FEC模块进行去交织和纠错处理，送至成帧模块成帧，最后通过网路接口卡到达用户终端。在上行链路中，先由MAC模块中的访问协议对用户的访问请求进行处理，当前端允许访问后，PC产生上行数据，并通过网络接口卡（NIC）把它们送给线缆调制器。在线缆解调器中，先对数据进行编码，再经交织／FEC模块处理，送入调制模块进行调制（上行链路通常采用对噪声抑制能力较好的QPSK或S-CDMA调制方式），已调信号通过双工滤波器送至网络端。