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cable modem调制解调器


目前国内使用最多的是摩托罗拉的 SB5100E 和 SB5101E 系列的 modem,深圳天威有线电视台使用量是最大的。北京歌华有 线,上海有线通,广州视讯等也在大规模的使用。国内目前的全新的猫零售价是 300 元左右。

Cable MODEM,Cable MODEM 的原理是什么?

各个厂商生产的 Cable Modem 有很多

不同之处,但是基本的体系结构都很近似.

各个模块部分的具体功能如下:

1.调谐器

调谐器直接与 CATV 的插座相连,通常用内置双工调谐器,这样可以通过一个调谐器实现上行和下行两个方向的信号传输。调谐器必须 具有足够好的质量,从而能够接收数字调制的 QAM 信号。主要的提供商有 Alps、Sharp、Temic 和 Panasonic 公司。

同时一种新概念的硅调谐器正在研究之中,它基本上是一个单片的调谐器,和常规的调谐器相比价格明显降低。

2.物理/MAC 模块

该模块包括:解调器、突发调制器、MAC 模块。各部分的主要功能如下:

(1) 解调器

在接收方向上,IF 信号送入解调器。该解调器通常包含 A/D 转换器、QAM-64/256 解调模块、MPEG 帧同步模块,RS 纠错模块。由 于该解调部分不仅在 Cable Modem 中需要,在数字机顶盒这样的原始产品中也需要,所以很多厂商都推出了自己的产品。在此方面技 术领先的 Broadcom 公司, 实现了单片的解决方案。 而其他的公司如 Stanford Telecom 等都将解调器和突发调制器组合在一起实现, 提供解调芯片的厂商除上述两家外还有 SGS Thomson 、VLSI Technologies、LSI Logic、 Fujitsu 等公司。

(2) 突发调制器

在发送方向,突发调制器的信号通过调谐器送入上行信道,该突发调制器对每一个脉冲进行 RS 编码,对信号进行基于所选速率的 OPS K/QAM-16 调制和 D/A 转换。同时输出信号还可通过电平调整来补偿未知的电缆损耗。

由于在 Cable Modem 和某些双向机顶盒中所采用的突发调制器是专用设备,所以目前提供相应芯片的公司只有 Broadcom 、Stanfo rd Telecom 等公司。

(3) MAC 模块

在接收和发射链路之间有一个 MAC 模块,该 MAC 模块与以太网的 MAC 相比要复杂得多,而实际上,没有微处理器的帮助没有一个 M AC 模块能实现 MAC 层的所有功能,目前各厂商常用的微处理器有 Intel 的 Pentium 系列和 Motorola 的 PowerPC X60 系列。

Broadcom 和 Texas Instruments 已经有各自的 MAC ASIC 标准产品, 而 Connexant 推出的 MAC 主要是依靠软件来实现各种功能, 以提供更强的灵活性。其他的公司也在通过软件和硬件来研制不同的 MAC 芯片,分别支持 DOCSIS 和 DVB/DAVIC 协议。一些 Cabl e Modem 的生产商甚至研制自己的 MAC 来使自己的产品有特色从而更有竞争力。

3.CPU

Cable Modem 分外置式和内置式两种。对于外置式 Cable Modem,微处理器是必需的。因为这样的 Cable Modem 可能连接着多个 PC,它必须具有内部处理的能力。通常这种 Cable Modem 利用内部的处理器可以处理几乎所有过程。而内置式的 Cable Modem 很 像模拟的利用电话线的 Modem,主要依赖 PC 的处理器来完成处理。

对于带以太网接口的 Cable Modem,通常使用 Motorola 公司的嵌入式 PowerPC 系列处理器,一些基于 RISC 的技术也被使用。

4.接口

通过 MAC 的数据进入 Cable Modem 的 PC 接口,它可能是 Ethernet、USB、PCI 总线等。

集成 MAC、解调器、脉冲调制器、处理器、Ethernet/PCI/USB 接口和更多组件的单个设备正不断涌现,在这样的设备中,Cable Mo dem 的核心将被集成在单一芯片中。除此之外,在设备中还有存储器、调谐器、模拟器件、电源等,众多厂商还在致力于研制单芯片方 案。

状 Power 态 A 电源 ¤

Receive 接收 ○

Send 发送 ○

Online 在线 ○

Activity 活动 ○

Standby 含义 待机 ○ 正在进行开机检查。持续闪烁,则表明 CM 故障。 正在扫描接收(下行)频道信号。若接收灯长亮,则表明

B



¤







○ 下行频道正常。 正在扫描发送(上行)频道信号。若发送灯长亮,则表明

C





¤





○ 上行频道正常。

D E F G H

● ● ● ○ ○

● ● ● ○ ○

● ● ● ○ ○

¤ ● ● ○ ○

○ ○ ¤ ○ ○

○ ○ ○ ● ○

正在扫描与电脑之间的网络连接。 开机程序完成,CM 正常。 正在传输资料,若活动灯长亮,则表示正在传输大量资料。 与电脑之间的连线中断,CM 处于待机状态。 无电源输入或电源故障。

Cable Modem 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。 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。调制方式的选择应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 Cable Modem 间建立正常的通信通道。 根据 GY-T106 广播电视技术规范行业标准规定:5~65MHz 为上行频率配置,65~87MHz 为过渡频率带,87~108MHz 为调频广播范 围,108~1000MHz 为模拟、数字、数据业务下行带宽。根据 IEEE802-14F 规定:5~45MHz 为 CM 的上行频率配置,50~450MHz 用于传输下行模拟信号,450~750MHz 用于数字传输。


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