电缆电视（CATV）多媒体网络解决方案——有线调制解调器（Cable Modem）

电缆电视（CATV）多媒体网络解决——有线调制解调器（Cable Modem） 电缆电视(CATV)多媒体网络解决方案—— 有线调制解调器(Cable Modem) 箜麟/CJL/, 漆 肖癌宝qeT7b 1.引言 (华中 摘要泰文详细介绍了电蜕电视(CATV)多媒体同培设计中的关健技术一有鹱调制解谰器 (CaleModem)技术,并给出了几个切实可行的,基于CableModem的CATV多媒体同蝽 的粪现方案.为用户捉供了一种简易,低许,可靠的多媒体传转工具. 关键词CATVCab/eModemLcpLcwLcb 众知周知.世界上一半以上网络用户访问lntcrnet和 lntrar~et是采用传统的电话线,在中国这十比例更是大大 超过了5O%.电话线的优点是普及率较高.几乎每十人 都可以在办公室,家庭用电话调制解调器访问Internct, 使用浏览器,进行电子邮件传输及文件传输.但截至日前 为止电话调制解调器的侍输速度最高还限制在 28.8kbl~…,虽然已有厂商在研制56kbl~甚至更高的电 话调制解调器,但进入市场应用还有一段时间.而其他的 俦输技术日前不可能延伸到千家万户,另一方面这些技术 睬以太网外其传输速率也不尽人意,如基带ISDN只有 144K.而且上述技术只有ISDN可能延伸到千家万户 由于以上凛固.固此世界的研究,发展的重点便走向 了基于两点的发展方向,井从此找出高速传辅信道的解决 方案. , 速率尽可能高.好像以太网的JOMb~. , 尽可能在现有的通信基础设掩上传输数据信号. 因此赢线电视网络(CATV)便成为目前唯一的选 择井且有线再现网的俦输有比毛话线较大的优势.首 先,它同样延伸到手家万户,比如在中国-,它的昔及率则 远远超过了传统的电话昔及率.其次,有线电视布线系统 比电活来得简单,它属于共享舟质一类,即一条光纤或同 轴电缆延伸到一个街道里弄甚至居住社区而且有线电视 有比电话线高得多的频率带宽,如中国的有线电视传辅系 统高频区(UHF)可到958M/-~】. 2.有线调制鹪调器(CableModem)的基本原理 基于上述理由,在有线电视网上传输数据信号就成了 数据通信工业新一代的发展方向,世界就此研制开发出了 新一代的产品有线调制解调器(CableModem). 有线调制解调器fCableModera),就是在cab】e中将 数据进行调制,然后在有线网(Cable)的某个频率范围 内进行传辅.接收一方再在同一频率范届内对竣巳调制的 信号进行解调,解析曲数据,传送给接收方.事实上,其 在物理层上的传输机理与电话线上的调制解调器无什么不 同.廊样也是通过调频或调幅肘数据进行编冯与解玛.但 由于有线电视网是共用传输系统(电话在用户与交换机之 间是独立的),所以有线调制解调器(CableModem)是在 有就电视网的某十传输频率上进行数据的调制解调的.由 此我f『]可以对有线调制解调器(Cabk’Modem)得出下述 推论: - 有钱调制解调器fCab】eModem)属于共享是质系 统.与共享以太网属于同一传输方式. , 有线调嗣解调器(cab】cModem)是在有线电视网上 的某段或几段频率上进行数据调制解调的.其他频段仍然 用于有线电视信号的传输. 目前国际上的有线调制解调器有多种产品.主要分为 三大类 ? LCp(LANciwPersona1):最基车的CanleModem. 它有一十接有线电视的射频接口,另外有一十接以太网的 IOM双坟续接口. - LCw(LANdtyWorroup):它除了可以支持1,4 个以太网用户外,其他与Icp一样.所以LCw连接到以 太网的用户端为AuI(粗缆)接口. , LCb(LANcityBusiness):它是用于一组用户的ca. bleModem,可以连接一个到多个以太网用户. LC:,p,LCw,LCb的唯一不同是在以太网一端所接的 用户个数.需要指出的是:Lcp,LCw,LCb均是一个 RF接13,一十以太网接13,所接不同用户数是通过以太 网一端另接粗细缆或一十HUB完戚的. LCe(LANcityEnd}的主要功能是在上行和下行数据 之间进行传输频率转换,将Cable1v和以太网连接在一 定,进行数据频率分配,以及提供整个网络上的时间,频 率和幅度的参考点.我们可以认为有线电视数据同(通过 CableModem)是整十[nternet的接入网,LCe不仅提供了 有线电视数据网的用户访问]nten~et的数据通道f比如通 过路由器),还提供了效个有线电视频道之间互连(比如 通过Switch).LCe所分配的频道目前是将上行数据放在5 -- 42M/-~.下行数据放在54-750MHz , ‘ 斑霞讨_算就尊苇卯糖j9舅$I研究与开发 【c口lj 图1典型的有线电视数据羽络 LCn(LAcityNode)事实上是整个有线电视数据同的 中心控制器.由于有线电视同原本是属于集中控制管理模 式,lcn所提供的功能就包括了管理几乎所有必要的参 数,其中主要有; ? 集中并且自动控制所有要上同的CableModem的参 数lP地址,访问数据和务质量等 ? 可以选择性的对多个连接到CableModem上的计算 机进行参数(如lP地址)的设置. - 充当时间和数据服务器的功能. ? 坯可以利用SNMP进行网络管理. 回回 [][] 3.以CableModem为基础的CATV多媒体网络 我们可用上述介绍的LCp;LCc;LCn等构成一个 完整的网络系统,它还应包括HUB,Switch,ATM, Router.同络管理等.据此,我们可设计出一十典型的 有线电视数据同络结构,如图l所示. 采用图1所示结构,各有线电视台就可以向其传统用 户提供下述服务: ? 作为ISP向用户提供lntcrnet服务 ? 可视会议系统 - 远程采购服务 - 远程医疗诊断 实用技术理理f弊魄卷梁6口静19981 LCb[=]wE三jE三LCbE三三E三E三E| LOp 500 凰2城域网WAN筒单设计结构图 事实上.几乎所有在计算机阿络上建立起来的服务均 可通过基于CableModem的有绒电视数据阿提供,只是由 于绒电视数据网络系统既有比传统电话线高得多的效率, 又有像电话一样延伸到千家万户的特点.这使得原来各种 不可能在电话阿上提供的数据服务,如远程导购服务,可 视会议系统,远程医疗诊断等等成为可能,并且大大增加 了在家中工作的可能性. 有线调村解调器(CableModem)使在家中工作变得 更加可行.在家中工作的前提之一是访同]ntemet的功 能,而传统的电话线所提供的144kbps(28.8kbps)传输 速率可能会使在家中工作的大量时间是在等待传输数据. 而CableModem的10Mbps和将来更高的传输速度必然会 使大量公职人员愿意在家中工作.CableModem的另一个 用途是电话会议,这也使是在家中工作变得更加台理化. 有线调糊解调器(CableModem)的出现.使个人 WEB服务器成为可能.传统的WEB服务器是政府,企 业,公司,学校等团体的WEB服务器,而当个人家中拥 有cahieModem连接到有钱电视数据阿上后,他可以有一 个特定的lP地址,可以自行开发一个个人(家庭)或以 此为基础的服务/功能介绍WEB服务器这在以前的In- tel*net上是难以实现的,困为过去的技术不是在性能上就 是在价格上无法m?j.这也是传 统的联阿技术所无法做到的.如图2所示. 4.结束语一 目前,在我国大,中,,』,城市及大部分县镇都建有线 电视(CATV),普及率大大超过了传统上的电话.但它 发展虽然十分迅速,其应用都远远不足,绝大部分仅仅只 是提供闭路电视.在Intemet正在并即将大量进入家庭的 情况下,电信阿将远远不能满足h~temet对传输信道的要 求.困此CATV作为一种高带宽的传榆,舟质,有着电 信网难以拟的优势,并有其广阔的发展前途.困此.利用 现有的有鳕电视网培(CATV)和有线调制解调(Cable Midem)技术开发出符合我国国情,具有自己特色的 CATV网络多媒体系统便有着非常现实,探远的意义. 参考文献 l,齐由石 出版牡 2.陈文 学台 3.张芳兰 电缆电视系统设计与安装.北京:人民邮电 城镇电缆电视系统技术资料.武慢电缆电视 计算机互连大全北京:电子工业出版社 (转43万) 31 实用技术瑶缝ff冀机器尊6O舒j9盼l 主要用于模拟信道传喻数字信号的场合.是数据终端设备 (DTE)与数据控制设备(DCE)之问传送数字信号时的 接口.RS232C的最大传输距离为15米;RS422A最 大传辅距离为l千米;Rs485最大传辅距离为I2千米{ 多个R32C,RS422A,RS485通信口适合于简单的分 布式网络互连.? (2)拨号网路 拨号同络是指利用现有的公用电话交换网传送数字信 息的经济实惠的联网方案.调剖解调器(MODEM)是最 重要的DCE设备它与信道(电话线,专线,光缆,电 力载波线等有线信道以及短波,超短披,微波,卫星信遭 等无线信遭)联接利用模拟fa臣苣实现投宇信号的传括 MODEM的物理接口包括RS232C,RS422,V35,X. 2l等.AT指令集是MODEM重要的拨号协议. (3)局域同 局域网(LAN)的目的是在一个有限的区域内,将计 算机或外围设备以某种网络结构连接起来.实现被此通 信,相互传精数据,共享资源的目的局域同的硬件包 括:服务器(Server),工作站(Workstation),阿卡 (Adapter),电缆(Cable)和接头(Connector).软件则为 网络操作系统及其相应软件.IEEES02是LAN的主要协 议.LAN操作系统包括:Windows系列(WindowsNT, Windows95,Windows3x,Work[orGroup等等), Novell系列等等. (4)网蝽王连 不停车收费系统网络包括车道控制计算机予阿,收费 站子同和收费中心计算机子网 A.车道控制计算机通过通信线组网,纽成车道系统 同络.共享车遭系统的硬件设备.系统负责过车数据的收 集和车辆的通行控制.系统利用Windows的通信接口功 能.实现敷据通信 B.收费监控计算机通过局域网访问车遭计算机.实 现数据交换系统利用WindowsNT和Windows实现数 据通信. C.收费监控计算机通过局域网向收费站赋有的Nov— d1系统传递数据.提供其他系统分析与管理的数据源o D.收费站通信计算机通过拨号网络与中心通信计算 机交换数据.系统利用Windows的通信接口功能.中心 通信计算机通过拨号网络利用WindowsNT向收费公司局 域网文件服务器提供处理数据. E.中心计算机通过局域网向Unix系统植验方式既保证数据准确性. 叉确保处理 速度. C.全自勘工作方式,原始记录实行多重异地数据备 份 (2)敷捂传输控甜 A.定时存取数据.数据多重加密.专用协议自动收 发数据,所有人工操作日志登记 B.自上至下控制存取分布式控制系统的上级控翻 下级的数据收发过程. C.无差错海量数据存取.专用按验方式.保证数据 准确性和处理速度. 关键技术:加密技术与算法;高速数据传输控制技 术. 主要难点:大批量数据的无差错高速传输. 4.结束语 实现电子自动收费(ETC)的优点是最大限度地提高 收费站的通行速度,实现电子化贸易.ETC的应用,大 大地节省了用户的收费等待时同,节省了用于收费的人, 财,物力,有效地实现收费体最的整体监督与管理.同时 减步了停车收费带来的环境污染,资源浪费和贪污舞弊等 一 系列问题.总之.ETC带来了无比的经济敛益与社会 效益.符合我国路桥收费实际的精茼型ETC系统目前已 在广东顺德等地收费站使用.井于1997年6月通过了变 通部组织的技术鉴定,成果谜到国内先进水平,建议尽快 推广该系统. (嫂稿日期:1997.12.29) (接3l面) Abstract Keywords CATVMultimediaNetworkPlansbasedonCableModem Thisarticlespecifica1]yintroducethekcytechnologyintheproee~ofdesigni ngCATVMultimediaNetworkCable Modem.andprovideseveralpracticalCATVMultimediaNetworkplat~mba sedonCableModem.whichprovidethe口er3 withaset.feasilyconstructed.1owcoatanddependablemultimediatranak’rt c~Is CATV.CableModem,I.Cp,LCw.LCb (收稿日期:1997.12.5) 43