金煜

摘 要：本文主要介紹了有線寬帶的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，有線寬帶使用的DOCSIS系統(tǒng)與相關(guān)協(xié)議以及CM的上線過程，供廣大同行參考。

關(guān)鍵詞：DOCSIS；CMTS；CM

1 有線寬帶的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

江蘇有線蘇州分公司主要管理蘇州市區(qū)和二十多個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的有線電視網(wǎng)絡(luò)，擁有近有線電視用戶近百萬戶，有線寬帶用戶近八萬戶，整個(gè)公司管理的有線寬帶用戶的上網(wǎng)出口是在省網(wǎng)的數(shù)據(jù)中心，省網(wǎng)數(shù)據(jù)中心通過萬兆光纖傳送到蘇州分公司的骨干數(shù)據(jù)機(jī)房，骨干數(shù)據(jù)機(jī)房的BOSS等計(jì)費(fèi)認(rèn)證設(shè)備負(fù)責(zé)對(duì)用戶信息進(jìn)行管理認(rèn)證，允許合法用戶上網(wǎng)，將上網(wǎng)流量通過骨干交換機(jī)分發(fā)到各分中心機(jī)房與廣電站機(jī)房的接入交換機(jī)上，分各分中心機(jī)房的CMTS頭端設(shè)備掛接在接入交換機(jī)下，將IP數(shù)據(jù)調(diào)制成射頻信號(hào)對(duì)通過HFC野外射頻分配網(wǎng)傳送用戶端，用戶終端的CM再將射頻信號(hào)解調(diào)，以實(shí)現(xiàn)寬帶上網(wǎng)。

整個(gè)網(wǎng)絡(luò)主要分為以下幾部分：

⑴用戶終端，用戶終端主要有電腦、CM、雙向機(jī)頂盒和寬帶路由器等。用戶終端主要通過CM實(shí)現(xiàn)了射頻信號(hào)和電腦上網(wǎng)IP數(shù)據(jù)的調(diào)制與解調(diào)。

⑵野外射頻分配網(wǎng)，它主要包括雙向光機(jī)與雙向放大器等設(shè)備，主要實(shí)現(xiàn)光信號(hào)與射頻信號(hào)的轉(zhuǎn)換及射頻信號(hào)的放大。

⑶分中心及廣電站機(jī)房，分中心及廣電站機(jī)房主要包括接入交換機(jī)、CMTS、IPQAM、無源CMTS混合模塊、雙向光收發(fā)模塊等。接入交換機(jī)為思科的3560等1U的設(shè)備，有網(wǎng)線口與光口，主要提供CMTS和其它數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的IP數(shù)據(jù)的輸入，并且通過光口連接至其它機(jī)房，組成IP城域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)、數(shù)據(jù)專線等IP數(shù)據(jù)的傳輸。CMTS是電纜調(diào)制解調(diào)器的簡稱，它是有線寬帶上網(wǎng)的核心設(shè)備，它將CM傳過來的射頻信號(hào)解調(diào)為原來的IP數(shù)據(jù)，并可對(duì)CM進(jìn)行管理。

⑷骨干數(shù)據(jù)機(jī)房，骨干數(shù)據(jù)機(jī)房匯聚了所有分中心的交換網(wǎng)絡(luò)，BOSS計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)及CNR等認(rèn)證設(shè)備和網(wǎng)管設(shè)備都在此機(jī)房中，用戶的上網(wǎng)數(shù)據(jù)在此通過認(rèn)證以后經(jīng)由骨干路由器連接至省網(wǎng)，通過省網(wǎng)出口實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)。

2 有線寬帶使用的系統(tǒng)及相關(guān)協(xié)議

公司是使用DOCSIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)寬帶上網(wǎng)的，DOCSIS是Data Over Cable System Interface Specification的縮寫，即有線電視系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)接口規(guī)范，俗稱CM系統(tǒng)，它主要有兩個(gè)設(shè)備，即CMTS與CM。

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO 于1981年正式推薦了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)——七層參考模型，它們由低到高分別是物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層、應(yīng)用層。CM與CMTS之間要進(jìn)行通信，通信必須有通信協(xié)議支持，CM與CMTS之間需要傳輸?shù)氖荌P信號(hào)，RF調(diào)制只是物理層的傳輸手段，解調(diào)后仍為IP信號(hào)，IP信號(hào)屬于因特網(wǎng)的范疇，CM與CMTS屬于因特網(wǎng)的局域網(wǎng)部分，它們之間傳輸?shù)男盘?hào)是以太網(wǎng)信號(hào)，CM與CMTS之間的信號(hào)處理屬于物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的范圍。

CM的物理層包括PDM子層和TC子層兩部分，PDM子層即物理介質(zhì)相關(guān)子層，主要功能是提供物理接口、信號(hào)調(diào)制與解調(diào)、比特流同步等。TC子層即傳輸會(huì)聚子層，提供與MAC的接口、形成信道上傳輸格式、完成同步與測距等功能。

CM的數(shù)據(jù)鏈路層分為LLC層與MAC層，LLC層即邏輯鏈路控制子層，它的主要功能是涉及信息在站之間的控制。MAC層即媒體通路控制層，它的功能主要包括CM接入合法性認(rèn)證、上行信道競爭的沖突分解、CM帶寬請(qǐng)求分配與管理。

CM系統(tǒng)主要包括物理層與數(shù)據(jù)鏈路層，但作為因特網(wǎng)的完整體體系，必須有上層協(xié)議支持才能完成上網(wǎng)，這些協(xié)議主要包括互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，如ARP協(xié)議；傳輸層協(xié)議，如UDP協(xié)議；應(yīng)用層協(xié)議，如SNMP協(xié)議等。

3 CM上線過程

CM加電工作以后就搜索前端的下行頻率，此時(shí)CM必須獲得一個(gè)具有基本功能的下行頻道，此頻道稱為基本下行頻道，如果CM認(rèn)為現(xiàn)在的基本頻道不穩(wěn)定時(shí)，CM就搜索整個(gè)下行頻道頻譜，只到獲得一個(gè)穩(wěn)定的基本下行頻道，并從下行數(shù)據(jù)中確定上行通道，與CMTS建立連接，并交換信息，包括上行發(fā)射電平值，DHCP協(xié)議等，向頭端發(fā)送注冊(cè)請(qǐng)求信息，然后開始認(rèn)證、密鑰交換、測距、初始化，隨后CM向CMTS申請(qǐng)寬帶，向DHCP服務(wù)器發(fā)出IP地址請(qǐng)求，通過認(rèn)證以后獲得合法的IP地址，然后在TFTP服務(wù)器上下載配置文件，完成注冊(cè)并上線。CMTS是管理CM的設(shè)備，其配置可以Consol接口或以太網(wǎng)接口來完成，CM具有在線功能，只要CM不斷電，就始終與CMTS保持通信，用戶可以隨時(shí)上線，在完成CMTS與CM的設(shè)置后，只要網(wǎng)絡(luò)無故障，信號(hào)電平達(dá)到要求，則啟動(dòng)DHCP、TFTP服務(wù)器，就能在前端與CM之間建立正常的通信通道。

4 總結(jié)

江蘇有線蘇州分公司通過傳統(tǒng)的HFC與RFOG相結(jié)合的模式來建設(shè)雙向網(wǎng)，使用CMTS+CM系統(tǒng)發(fā)展有線寬帶用戶八萬多戶，DOCSIS標(biāo)準(zhǔn)是目前有線寬帶上網(wǎng)的唯一國際標(biāo)準(zhǔn)，是真正實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)融合的手段，相信未來的網(wǎng)絡(luò)一定能實(shí)現(xiàn)一根電纜進(jìn)戶就成為用戶提供話音、數(shù)據(jù)和廣播電視等多種服務(wù)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]《DOCSIS3.0——第三代電纜數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)》.