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企业组网工程中线缆猫的配置和使用
 
慧聪网   2006年1月20日10时43分   信息来源:赛迪论坛    

  有线电视HFC网络是一个宽带网络,具有实现用户宽带接入的基础。1998年3月,ITU组织接受了MCNS的 DOCSIS标准,确定了在HFC网络内进行高速数据通信的规范,为线缆调制解调器(CableModem)系统的发展提供了保证。 通过 CableModem系统,用户可在有线电视网络内实现国际互联网访问、IP电话、视频会议、视频点播、远程教育、网络游戏等功能。
  
  1.CableModem的特点及其系统连接
  
  CableModem和非对称数字用户线路(ADSL)是实现用户宽带接入的两种技术,它们传输数据的速度可达到几至几十Mb/s。这两种技术的工作原理完全不同,有着各自的特点。ADSL技术采用普通电话线传输数据,用户与前端的通信为点对点方式,前端需为每一个拨入的用户提供一个接口电路板,因此前端设备会随着用户数量的增加而逐用有线电视电缆传输数据,用户与前端的通信为总线方式,一台前端设备可为多个用户提供服务。例如,一台CMTS1000型前端设备可以连接500~2000个CableModem用户,其体积仅为一台标准的19”机箱大小。
  
  CableModem系统包括前端设备CMTS和用户端设备CableModem(CM),两设备通过双向HFC网络连接。
  
  系统的主要性能分为上行通道和下行通道两部分。下行通道的频率范围为88~860MHz,每个通道的带宽为 6MHz,采用64QAM或256QAM调制方式,对应的数据传输速率为30.342Mb/S或42.884Mb/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 320~5120kb/s或640~10240kb/s。
  
  系统的每一个下行通道可支持500~2000个CableModem用户,工作时每个CableModem用户实时分析下行数据中的地址,通过地址匹配确定数据的接收。当用户数量较多时,下行数据量增大,每个用户的平均速度下降。例如,一个下行通道中有1000个用户,平均速度为40Mb/s/1000=40kb/s。这个速度是指每个用户同时下载数据的情况,实际传输中,系统可以动态地分配带宽,使某个用户在很短的时间内,占用一切可用的带宽完成数据的下载。因此,平均速度只是一个最小数据。在前述情况中,每个用户的实际传输速度应为40kb/s-- 40Mb/s。
  
  在上行通道中,数据传输速率比下行通道低,整个通道被分成多个时间片,每个CableModem根据前端设备提供的参数,确定使用相应的时间片。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,QP-SK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。
  
  在CMTS设备中,为了减小上行通道的干扰,一个下行通道一般对应有多个不同频率的上行通道,CMTS根据信道的噪声状况自动跳频到干扰较小的通道,而用户察觉不到跳频的过程。
  
  2.CableModem系统的配置、使用和管理
  
  CableModem和前端设备的配置是分别进行的。CableModem设备有用于配置的Consol接口,可通过VT终端或Win9x的超级终端程序进行设置。
  
  CableModem加电工作后,首先自动搜索前端的下行频率,找到下行频率后,从下行数据中确定上行通道,与前端设备CMTS建立连接,并交换信息,包括上行电平数值、动态主机配置协议(DHCP)和小文件传送协议(TFTP)服务器的IP地址等。 CableModem有在线功能,即使用户不使用,只要不切断电源,则与前端始终保持信息交换,用户可随时上线。CableModem具有记忆功能,断电后再次上电时,使用断电前存储的数据与前端进行信息交换,可快速地完成搜索过程。
  
  从以上可看出,在实际使用中,CableModem一般不需要人工配置和操作。如果进行了设置,例如改变了上行电平数值,它会在信,氨交换过程中自动设置到CMTS指定的合适数值上。
  
  每一台CableModem在使用前,都需在前端登记,在TFTP服务器上形成一个配置文件。一个配置文件对应一台CableModem,其中含有设备的硬件地址,用于识别不同的设备。CableModem的硬件地址标示在产品的外部,有RF和以太两个地址, TFTP服务器的配置文件需要RF地址。有些产品的地址需通过Consol接口联机后读出。对于只标示一个地址的产品,该地址为通用地址。
  
  前端设备CMTS是管理控制CableModem的设备,其配置可通过Consol接口或以太网接口完成。通过 Consol接口配置的过程与CableModem配置类似,以行命令的方式逐项进行,而通过以太网接口的配置,需使用厂家提供的专用软件,例如北电网络公司的LCN配置软件。
  
  CMTS的配置内容主要有:下行频率、下行调制方式、下行电平等。下行频率在指定的频率范围内可以任意设定,但为了不干扰其它频道的信号,应参照有线电视的频道划分表选定在规定的频点上,例如,选择DS34频道的中心频率682MHz。调制方式的选择震考虑信道的传输质量。此外,还必须设置DHCP、TFTP服务器的IP地址、CMTS的IP地址等。
  
  上述设置完成后,如果中间的线路无故障,信号电平的衰减符合要求,则启动DHCP、TFTP服务器,就可以在前端和CableModem间建立正常的通信通道。
  
  一般地说,CMTS的下行输出电平为50~61dBmV(110~121dBμV),接收的输入电平为一 16~26dBmV;CableModem接收的电平范围为一15~15dBmV;上行信号的电平为8~58dBmV(QPSK)或8~55dBmV (16QAM)。上下行信号经过HFC网络传输衰减后,电平数值应满足这些要求。
  
  CMTS设备中的上行通道接口和下行通道接口是分开的,使用时需经过高低通滤波器混合为一路信号,再送入同轴电缆。实际使用中,也可用分支分配器完成信号的混合,但对CMTS设备内部的上下行通道的干扰较大。
  
  在CMTS和CableModem间的通道建立后,可使用简单网络管理协议(SNMP)进行网络管理。SNMP 是一个通用的网络管理程序,对于不同厂家的CMTS和CableModem设备,需将厂家提供的管理信息库(MIB)文件装入到SNMP中,才能管理相应的设备。也可使用行命令的方式进行管理,但操作不直观,容易出现错误。
  
  3.多台CMTS设备组成的网络结构
  
  系统中一个下行通道最多支持2048个用户,不同厂家的CMTS支持的下行通道数也不同,一台北电网络公司的 CMTS1000支持一个下行通道,Cisco的UBR7246有4个插槽,全部插满时可支持4个下行通道。当用户数较多或传输的数据量较大时,必须考虑使用多个下行通道,可将多台CMTS设备连成网络。
  
  在这个结构中,一个CMTS对应一个CableModem用户群,采用一对光纤连接,CMTS间通过交换机实现全网的连接。各CMTS可使用相同或不同的下行频率。如果使用不同的下行频率,则可将多个CMTS的下行输出混合成一路信号,送入HFC网络,而在前端 TFTP服务器的配置文件中,将同一个用户群内的CableModem编排分配在同一个网络内,并将其下行频率设成相同的数值。
  
  在这种结构中,可在分中心配置一些服务器,例如视频服务器等,以减少用户对总中心的访问量,提高整个网络的访问速度。分中心可以将适合自己特点的信息源放入服务器,供本区用户访问。网络中各CMTS是独立的。其下行频率可以不同。
  
  在用户端,CableModem后通常接一台PC机,但考虑到价格因素,也常接多台PC机,这时需在 CableModem后接一台以太网集线器(HUB)或交换机(Switch)。多数CableModem具有带16个PC用户的能力,每个用户均可通过一条双绞线连到HUB的一个RJ45接口。这种使用方法的不足之处是,需要重新布线,没有发挥原有同轴电缆入户的优越性。
 
 
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