概述

　　CableModem應用的是有線電視網(wǎng)。CableModem的基本原理很簡單：有線電視電纜可以同時傳輸許多個頻道，我們利用電纜帶寬的一部分來傳送數(shù)據(jù)，然后使用CableModem把數(shù)據(jù)信號從電纜中分離出來，這樣就達到了對數(shù)據(jù)的傳輸。使用混合同軸／光纖有線電視線路來提供最高可達6Mbps的下載速率－－幾乎四倍于T1線路，以及640Kbps的上載速率。

有線電視HFC網(wǎng)上的CableModem

　　有線電視HFC網(wǎng)（HybirdFiber-Coaxial：混合光纖同軸）傳輸?shù)氖悄M信號，假如用它來傳送數(shù)字信號，就要使用CableModem(線纜調(diào)制解調(diào)器)，它是一種專門為在有線電視網(wǎng)上開發(fā)數(shù)據(jù)通信業(yè)務而設計的用戶接入設備。在發(fā)送端，CableModem首先將數(shù)據(jù)進行調(diào)制，然后利用CATV同軸電纜中的某個頻率范圍進行傳輸，接收端再在同一頻率范圍內(nèi)對已調(diào)制的信號進行解調(diào)，還原出數(shù)據(jù)。對于有線電視用戶來說，增加CableModem服務每月將多花一筆費用，但是有線Internet服務和有線電視服務卻可以同時進行，使您能夠在看電視的同時上網(wǎng)沖浪。

　　有線Internet服務有兩種類型。第一種服務是使用有線電視線纜進行下行通信，而利用撥號Modem向Internet傳輸數(shù)據(jù)。現(xiàn)在人們更傾向于選擇第二種服務——雙向光纖電纜，也就是說，傳輸和接收數(shù)據(jù)都通過線纜進行。這兩種系統(tǒng)都是非對稱的，上行和下行的速度不同，往往是下行速度要快得多。從理論上講，線纜系統(tǒng)的下行速度最快能夠達到40Mbps。上行速度根據(jù)系統(tǒng)的不同也有所區(qū)別，最快也能達到10Mbps左右。

　　CableModem通常是保持連接的，用戶無需撥號上網(wǎng)，無需擔心碰到忙音，上網(wǎng)時也不會占用電話線。假如服務商并沒有提供靜態(tài)的ip地址，當用戶登錄到系統(tǒng)時將會得到動態(tài)分配的IP地址。CableModem和有線電視線纜共享同一個網(wǎng)絡，可以在一個光節(jié)點內(nèi)通過同軸電纜連接500～2000個相鄰的用戶。光節(jié)點上的數(shù)據(jù)轉發(fā)器通過光纜與主要的有線電視線路相連。為了提供Internet服務，有線電視數(shù)據(jù)轉發(fā)器必須能夠處理雙向通信以及對Internet上的數(shù)據(jù)進行路由。

　　需要指出的是，有線電視運營商利用CableModem系統(tǒng)建成的寬帶Internet接入網(wǎng)絡實際上是一個龐大的“Intranet”，即端到端的IP網(wǎng)絡。因為網(wǎng)絡的連接速率取決于其中最慢的鏈路，假如由有線電視前端接入Internet的速率只有幾十Kbps，那么下行傳輸速率再高也沒有任何意義。為了避免Internet的接入成為寬帶網(wǎng)絡的瓶頸，可以在本地Internet服務器上設置緩存，存儲常用的Web內(nèi)容，將Internet上的內(nèi)容盡可能地推近前端。有條件的話，前端系統(tǒng)還應用盡可能高的連接速率接入Internet。

　　一般而言，電視信號不會受到用戶數(shù)增加的影響，因為所有的用戶使用的信號相同。但是所有的網(wǎng)上沖浪者所需的數(shù)據(jù)都各不相同，增加的用戶勢必會分享有效的帶寬。隨著用戶數(shù)的不斷增加，網(wǎng)絡性能也會隨之下降。有線電視經(jīng)營商考慮到負載的增加，采取了兩種辦法提高性能：增加有線電視連接信道，將其速度提高到42Mbps；將光節(jié)點分裂成兩個節(jié)點從而在相同的服務器上創(chuàng)建更小的組。

技術詳述

　　CableModem是一種通過有線電視網(wǎng)絡實現(xiàn)高速接入的裝置。CableModem不僅僅是傳統(tǒng)意義上的調(diào)制解調(diào)器，實際上它更多地是作為局域網(wǎng)接口運行(一般是通過TCP/IP運行)。用戶所在地和電纜公司之間的同軸電纜能夠按照用戶的需求向遠處延伸，它不像ISDN和ADSL那樣傳輸距離僅限于5500米。

　　CableModem與安裝在電纜公司的CableModem端接系統(tǒng)(CMTS)相通，CMTS端接來自用戶處的電纜連接輸出信號，并把這些信號匯聚成電纜提供商網(wǎng)絡分配設備的輸出。

　　CMTS還是頭端的組成部分。頭端由幾個服務器、網(wǎng)關和路由器組成，這些設備連接在一起，通過因特網(wǎng)提供多種業(yè)務。這些業(yè)務包括數(shù)據(jù)/視頻傳輸、接收衛(wèi)星頻道廣播和標準的射頻(RF)廣播。

　　電纜公司還可能有具備提供先進組網(wǎng)能力的設備。例如，他們可能利用Web高速緩存服務器存儲網(wǎng)站上經(jīng)常供讀者訪問的內(nèi)容。

　　CableModem通過分離的信道對下行和上行通信提供網(wǎng)絡接入，但是，這些信道是非對稱的。下行信道的容量和數(shù)據(jù)率比上行信道的高，電纜公司通過下行信道著重對用戶提供內(nèi)容數(shù)據(jù)；反之，電纜公司對上行信道要求不高，因為上行信道只需傳輸鍵盤輸入和鼠標/光標移動信號即可。

　　傳統(tǒng)的同軸電纜電視網(wǎng)絡工作頻率為330MHz或450MHz。新的混合型光纖同軸系統(tǒng)工作頻率為750MHz，每個信道占用6MHz的頻帶。因此，400MHz的電纜系統(tǒng)能提供約60個信道，700MHz的系統(tǒng)能提供多達110個信道。

　　每個6MHz的信道在下行頻率上能夠提供40Mbps的傳輸速率，上行傳輸速率為500kbps～10Mbps。從CableModem到PC的最大傳輸速率目前為10Mbps，這是由于CableModem采用了10BaseT以太網(wǎng)接口所致。

　　電纜型標準“電纜系統(tǒng)傳輸接口數(shù)據(jù)規(guī)范”(DOCSIS)規(guī)定，電纜網(wǎng)絡應能支持36Mbps的最大傳輸速率，但由于整個電纜網(wǎng)絡要處理共享媒體，所以要達到這一速率是不可能的，而實際最有可能支持的速率約為400kbps～3Mbps。這一數(shù)據(jù)率完全取決于網(wǎng)絡怎樣分段，并根據(jù)每個網(wǎng)段能夠容納多少用戶場所而定。用戶場所連入節(jié)點，而節(jié)點由網(wǎng)段連接起來。每個節(jié)點的用戶場所越少，網(wǎng)段上供用戶使用的帶寬就越寬。按電纜產(chǎn)業(yè)標準要求，每個網(wǎng)段可容納125～2000個用戶場所。

應用問題

　　CableModem在上行信道上產(chǎn)生噪聲，而且由于信道為用戶所共享，這種噪聲將通過所有的節(jié)點進一步匯聚在連接CMTS的每個網(wǎng)段上。我們知道，這種噪聲會干擾毗鄰信道，有時業(yè)余無線電和民用波段電臺等也會產(chǎn)生干擾。廠家現(xiàn)已開發(fā)出了專門為消除上行信道干擾而設計的硅芯片。

　　但是，令用戶擔心的最大問題也許是CableModem的安全。此外，CableModem的共享性質(zhì)也令人擔心:發(fā)送端的網(wǎng)段上每個調(diào)制解調(diào)器發(fā)送的私人信息會直接引起安全問題。

　　CableModem的幾個相關要素可以解決令用戶擔心的問題。首先，所有依從DOCSIS的系統(tǒng)必須符合基本的隱私規(guī)范(BaselinePRivacySpecifications)，因為這一規(guī)范能使企業(yè)應用實現(xiàn)真正的端到端安全通信。除這些規(guī)范外，CableModem使用數(shù)據(jù)加密標準(DES)40和56位加密密鑰與CMTS通信。IEEE802.14標準包括DES和TripleDES標準的128位加密算法。相反，DSL則沒有加密的安全規(guī)范。

　　最后，還有一個長期令人擔心的問題是關于CableModem的可靠性。CATV網(wǎng)絡在業(yè)務高峰期提供不同服務方面口碑不好，用戶經(jīng)常受無故的周期性中斷之苦。經(jīng)過電纜提供商的改進，HFC大大提高了CATV網(wǎng)絡的能力，改善了對用戶的服務質(zhì)量。這些新的HFC網(wǎng)絡必將按照規(guī)定服務等級的合同提供服務。

　　由于線纜是共享網(wǎng)絡，因此存在著兩個潛在的安全問題。其他用戶可以通過共享線纜訪問您正在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，或者直接訪問您硬盤中的數(shù)據(jù)。盡管新的DOCSIS（DataOverCableServiceInternetSpecification）標準中加入RSA公鑰加密算法保護線纜網(wǎng)絡上的通信安全，但是這并不能保護您的硬盤數(shù)據(jù)，所以建議您最好關閉Windows的文件共享屬性以阻止非授權的訪問。

CableModem傳輸步驟

　　電纜沒有距離上的限制，是已安裝有線電視家庭的自然選擇。有線電視電纜具有寬帶的優(yōu)勢，盡管與大約100個電視頻道共享帶寬，CableModem仍然可以3Mbps～10Mbps的速率接收數(shù)據(jù)。不僅如此，為滿足家庭用戶更高的上網(wǎng)要求，技術人員還可以給用戶分配多個頻道專門用于上網(wǎng)，這樣，家庭上網(wǎng)用戶獲得的數(shù)據(jù)傳輸速度將是驚人的。大多數(shù)情況下，您的CableModem連接服務商也承擔著ISP的職責。CableModem傳輸包含了幾個步驟：

　　1．信息從Internet傳輸?shù)絀SP的光纖骨干網(wǎng)上；

　　2．網(wǎng)絡監(jiān)控中心（NetworkOperationsCenter：NOC）對網(wǎng)絡狀況實時監(jiān)控；

　　3．區(qū)域性數(shù)據(jù)中心緩存常用網(wǎng)站信息和本地內(nèi)容，并提供郵件和新聞服務；

　　4．信息經(jīng)光纜轉送到電纜訪問單元（CableaccessUnit：CAU）上；

　　5．CAU服務器經(jīng)同軸電纜向多個家庭用戶傳輸信息；

　　6．最簡單的連接是CableModem解碼用戶數(shù)據(jù)，并傳送到PC中；

　　7．較復雜連接是使用分離器分割電視信號和數(shù)據(jù)信號，然后把電視信號送往電視機，把數(shù)據(jù)信號傳送到PC中。