1 接入网技术
6.2 CATV网络
CATV—— 传统的有线电视网络
CATV的特点
为特定的业务设计
将广播视频业务传送到家而优化设计
通信方式：单向（下行）、广播式
介质：同轴电缆或以同轴电缆为基础
广播业务使用频段,50～ 550MHz
复用技术,FDM
模拟传输方式
2 接入网技术
组成
网络组成：头端、干线网、配线网、下引线
设备组成：头端设备、放大器、分配器、分支器
拓扑结构：树状、鱼骨状结构（分支结构）
CATV网络的系统结构视频信号接收机合路器信号分配器 分支器配线网头端 干线网单向放大器
15km 下引线主配线
3 接入网技术
CATV网络的局限性
业务单一,视频
单向通信,只能下行通信，不能双向交互
网络结构脆弱,鱼骨形结构，只要一个地方或设备故障，可能导致中断对众多用户的服务传统的 CATV已不能满足现代业务（交互式、综合业务）的要求，双向改造势在必行
4 接入网技术
6.3 HFC网络
HFC,Hybrid Fiber Coax
混合的光纤同轴电缆
在原有 CATV基础上进行双向改造
干线部分：光传输系统代替 CATV中的同轴电缆
用户分配网：仍保留同轴电缆网络结构，但放大器改成双向的
可提供业务
保留原有 CATV单向电视广播业务
利用剩余频带提供宽带数据业务
5 接入网技术
Cable Modem系统概述
Cable Modem：电缆调制解调器（简称 CM）
基于双向 HFC的宽带接入技术
频分复用，实现
数据业务和传统 CATV业务共存
CATV：典型频段,50— 550MHz
CM：典型频段,5— 42MHz,550— 750MHz
CM上、下行双向通信
5— 42MHz（上行） 550— 750MHz（下行）
非对称速率方式
下行 最高 42Mbps
上行 最高 10M bps(QPSK 最高 1.5Mbps)
两种标准
IEEE802.14，基于 ATM传输
DOCSIC，基于 IP传输
6 接入网技术
Cable Modem的系统结构
CMTS,Cable Modem Termination System
头端电缆调解器
CM,Cable Modem
电缆调解器
InternetRouter
CMTS
HFC
C M
7 接入网技术
Cable Modem工作原理
每个 CM都有一个 ID（ 48位，制造商定）。
CM的接收器能调谐到所有 m个下行信道的任何一个接收数据
CM能在所有 1～ n个上行信道中的任何一个发送数据头端
CMTS
m信道
n信道下行上行
1
1
Cable
Modem＃ 1
Cable
Modem＃ 2
Cable
Modem＃ x
上行
8 接入网技术
Cable Modem工作过程描述
加电初始化
与头端 CMTS同步
CM扫描所有下行频道，寻找有效控制信息（广播信息）
一般 CM首选对上次使用过的频道进行搜索（内存保存）
获取上行信道参数并请求注册
CM收到头端发来的上行信道传输参数
CM根据参数中指点的上行通路向头端发送注册请求消息
注册认可，开始认证、密钥交换、测距、初始化
预约带宽传送数据
CM向 CMTS申请带宽，由 CMTS分配
CM在分配的带宽里上传数据，实现与网络的交互只要不断电,CM就一直处于在线状态
9 接入网技术
CM的 MAC层 —— 运行机制
上行总带宽由许多小时隙（ minslot）表示
minslot为一个最小带宽单位
上行带宽预约请求，无竞争传送数据
请求带宽发生冲突时，进行冲突分解
IEEE802.14 采用基于树的分解算法和 P坚持
DOCSIS采用二进制指数退避算法
10 接入网技术
CM的 MAC层 —— 上行带宽请求与分配
CM与 CMTS交互实现
CM向 CMTS请求，由 CMTS进行分配与管理
专门请求＋捎带请求相结合
CM有数据要发时
CM先向头端 CMTS申请带宽（小时隙数量）
CMTS给 CM指定上行发送小时隙
CM在指定上行时隙内发送
CM在发送数据时有新数据要发时
直接在发送数据时捎带对新数据发送带宽的请求
11 接入网技术
CM的 MAC层 ——
上行带宽请求与分配
带宽请求与分配过程描述
待发数据的 CM，从下行信道获取头端对上行带宽分配的广播信息 (MAP PDU),从中选取一个空闲的
minislot,CM通过上行信道在选取的 minslot内发送一个 request
如果请求冲突，则按某种算法进行冲突分解，并再次请求
请求成功，会收到正确的 ACK，对 CM的发送时刻及允许发送的 minislot个数（可能与申请的个数相同，也可不同）
CM根据分配信息，在指定的上行时隙内发送 data
PDU （发送数据时是不会产生冲突的）
6.2 CATV网络
CATV—— 传统的有线电视网络
CATV的特点
为特定的业务设计
将广播视频业务传送到家而优化设计
通信方式：单向（下行）、广播式
介质：同轴电缆或以同轴电缆为基础
广播业务使用频段,50～ 550MHz
复用技术,FDM
模拟传输方式
2 接入网技术
组成
网络组成：头端、干线网、配线网、下引线
设备组成：头端设备、放大器、分配器、分支器
拓扑结构：树状、鱼骨状结构（分支结构）
CATV网络的系统结构视频信号接收机合路器信号分配器 分支器配线网头端 干线网单向放大器
15km 下引线主配线
3 接入网技术
CATV网络的局限性
业务单一,视频
单向通信,只能下行通信，不能双向交互
网络结构脆弱,鱼骨形结构，只要一个地方或设备故障，可能导致中断对众多用户的服务传统的 CATV已不能满足现代业务（交互式、综合业务）的要求，双向改造势在必行
4 接入网技术
6.3 HFC网络
HFC,Hybrid Fiber Coax
混合的光纤同轴电缆
在原有 CATV基础上进行双向改造
干线部分：光传输系统代替 CATV中的同轴电缆
用户分配网：仍保留同轴电缆网络结构，但放大器改成双向的
可提供业务
保留原有 CATV单向电视广播业务
利用剩余频带提供宽带数据业务
5 接入网技术
Cable Modem系统概述
Cable Modem：电缆调制解调器（简称 CM）
基于双向 HFC的宽带接入技术
频分复用，实现
数据业务和传统 CATV业务共存
CATV：典型频段,50— 550MHz
CM：典型频段,5— 42MHz,550— 750MHz
CM上、下行双向通信
5— 42MHz（上行） 550— 750MHz（下行）
非对称速率方式
下行 最高 42Mbps
上行 最高 10M bps(QPSK 最高 1.5Mbps)
两种标准
IEEE802.14，基于 ATM传输
DOCSIC，基于 IP传输
6 接入网技术
Cable Modem的系统结构
CMTS,Cable Modem Termination System
头端电缆调解器
CM,Cable Modem
电缆调解器
InternetRouter
CMTS
HFC
C M
7 接入网技术
Cable Modem工作原理
每个 CM都有一个 ID（ 48位，制造商定）。
CM的接收器能调谐到所有 m个下行信道的任何一个接收数据
CM能在所有 1～ n个上行信道中的任何一个发送数据头端
CMTS
m信道
n信道下行上行
1
1
Cable
Modem＃ 1
Cable
Modem＃ 2
Cable
Modem＃ x
上行
8 接入网技术
Cable Modem工作过程描述
加电初始化
与头端 CMTS同步
CM扫描所有下行频道，寻找有效控制信息（广播信息）
一般 CM首选对上次使用过的频道进行搜索（内存保存）
获取上行信道参数并请求注册
CM收到头端发来的上行信道传输参数
CM根据参数中指点的上行通路向头端发送注册请求消息
注册认可，开始认证、密钥交换、测距、初始化
预约带宽传送数据
CM向 CMTS申请带宽，由 CMTS分配
CM在分配的带宽里上传数据，实现与网络的交互只要不断电,CM就一直处于在线状态
9 接入网技术
CM的 MAC层 —— 运行机制
上行总带宽由许多小时隙（ minslot）表示
minslot为一个最小带宽单位
上行带宽预约请求，无竞争传送数据
请求带宽发生冲突时，进行冲突分解
IEEE802.14 采用基于树的分解算法和 P坚持
DOCSIS采用二进制指数退避算法
10 接入网技术
CM的 MAC层 —— 上行带宽请求与分配
CM与 CMTS交互实现
CM向 CMTS请求，由 CMTS进行分配与管理
专门请求＋捎带请求相结合
CM有数据要发时
CM先向头端 CMTS申请带宽（小时隙数量）
CMTS给 CM指定上行发送小时隙
CM在指定上行时隙内发送
CM在发送数据时有新数据要发时
直接在发送数据时捎带对新数据发送带宽的请求
11 接入网技术
CM的 MAC层 ——
上行带宽请求与分配
带宽请求与分配过程描述
待发数据的 CM，从下行信道获取头端对上行带宽分配的广播信息 (MAP PDU),从中选取一个空闲的
minislot,CM通过上行信道在选取的 minslot内发送一个 request
如果请求冲突，则按某种算法进行冲突分解，并再次请求
请求成功，会收到正确的 ACK，对 CM的发送时刻及允许发送的 minislot个数（可能与申请的个数相同，也可不同）
CM根据分配信息，在指定的上行时隙内发送 data
PDU （发送数据时是不会产生冲突的）
