很多朋友对Cable Modem属于()类型网络，cable modem还不了解，今天小绿就为大家解答一下。
线缆调制解调器，线缆调制解调器的原理是什么？调制解调器的概念，我们常说的modem，其实就是调制器和解调器的缩写，中文叫Modem。有人根据Modem的谐音称之为“猫”。我们知道，计算机中的信息是由“0”和“1”组成的数字信号，但在电话线上只能传输模拟信号。所以当两台电脑要通过电话线传输数据时，需要一台设备负责数模转换。这个数模转换器就是我们这里要讨论的调制解调器。当计算机发送数据时，调制解调器首先将数字信号转换成相应的模拟信号。这个过程叫做“调制”。在调制信号通过电话载波传输到另一台计算机之前，接收器的调制解调器负责将模拟信号恢复为计算机可以识别的数字信号。这个过程称为“解调”。正是通过这样一个“调制”“解调”的数模转换过程，实现了两台计算机之间的远程通信。调制解调器的分类一般来说，根据调制解调器的形式和安装方式，大致可以分为以下四类：1。外部调制解调器外部调制解调器放置在机箱外部，通过串行通信端口连接到主机。这款调制解调器方便、智能、易于安装，闪烁的指示灯方便监控调制解调器的工作状态。但是，外置调制解调器需要使用额外的电源和电缆。2.内置调制解调器安装时，内置调制解调器需要拆开机箱，还要设置中断和COM口，安装比较复杂。这种调制解调器占用主板上的扩展槽，但不需要额外的电源和线缆，价格也比外置调制解调器便宜。3.PCMCIA Plug-in Modem Plug-in Modem主要用于笔记本电脑，体积纤薄。有了手机，可以方便地实现移动办公。4.机架式调制解调器机架式调制解调器相当于将一组调制解调器集中在一个盒子或外壳中，由统一的电源供电。机架式调制解调器主要应用于Internet/Intranet、电信局、校园网、金融机构等网络的中心机房。除了上述四种常见的调制解调器之外，还有ISDN调制解调器、电缆调制解调器和ADSL调制解调器。另外，modem可分为内置型和外置型，两者各有利弊，可根据各自需求确定选择。调制解调器的工作原理调制解调器由发送、接收、控制、接口、控制面板和电源组成。终端设备以二进制串行信号的形式提供传输的数据，通过接口转换成内部逻辑电平发送给发送方，再由调制电路调制成线路所需的信号发送给线路。接收部分接收来自线路的信号，经过滤波、反调制和电平转换后，恢复成数字信号，送到数字终端设备。电话线能让相隔几千公里的通信双方互相通话，是因为每隔一段距离就有中继放大装置保证语音清晰。如果在这些设备上配置了调制解调器，就可以在电话可以到达的地方传输数据。一般电话线的语音带宽在300 ~ 3400 Hz范围内。当它用来传输数字信号时，它的信号频率也必须在这个范围内。有三种常见的调制方法：频移键控(FSK)、相移键控(PSK)和相位幅度调制(PAM)。调制解调器通常有三种工作模式：挂机模式、在线模式和在线模式。如果电话线未接通，则为挂机模式；电话交谈是双方沟通的方式；调制解调器已连接，数据传输在线。数模转换也有三种调制方式：(1)频移键控(FSK)。使用特殊的音频范围来区分发送数据和接收数据。例如，FM ModemBell-103发送和接收数据的二进制逻辑指定为：发送，信号逻辑0，频率1070Hz，信号逻辑1，频率1270Hz接收，信号逻辑0，频率2025Hz，信号逻辑1，频率2225Hz。(2)相移键控(PSK)。高速调制解调器通常使用四相系统和八相系统。四相系统使用四个不同的相位来表示四个二进制数00、01、10和11，如相位调制ModemBell-212A。
这种技术可以让3 00bps的Modem传输600bps的信息，所以在不增加线路调制速率的情况下提高信号传输速率是有意义的，但是控制复杂，成本高，八相系统更复杂。(3)相位幅度调制(PAM)。为了在不提高调制速率的情况下尽可能提高传输速率，采用了相位调制和幅度调制相结合的方式。它可以使用16种不同的相位和幅度电平使1200bps调制解调器传输19200bps数据信号。这种调制解调器一般用于高速同步通信。调制解调器通电后，通常先进入挂机模式，然后通过电话拨完线后进入通话模式，最后通过调制解调器的‘握手’过程进入在线模式。正常使用时，用户可以通过控制电话或调制解调器前面板上的按钮和内部开关来实现三种模式之间的转换。调制解调器与计算机的连接是数据电路通信设备DCEDATTACIRCUTTING设备与数据终端设备DTE(DataTerminalEquipment)之间的接口问题。DCE与DTE的接口是计算机网络使用中的一个重要问题。任何通信站总是包含DCE和DTE，因此确定一个统一的标准接口意义重大，尤其是对于公用数据网。终端DTE是产生数字信号的数据源或接收数字信号的数据宿，或两者的组合，如计算机终端、打印机、传真机等。连接DTE和模拟信道的设备叫做DCE(数据电路通信设备)，就像调制解调器是DCE一样。DTE与DCE的连接标准是CCITTV.10/X.26，兼容EIA RS-423-A，是一种具有电气特性的半平衡接口。普通调制解调器通常通过RS-232C串口信号线与计算机相连。电缆调制解调器的概念和原理电缆调制解调器是在有线电缆上使用的调制解调器。传统调制解调器或电缆调制解调器的原理相同，只是电缆调制解调器使用一种称为QAM(正交调幅)的传输方法。这种QAM传输模式是为模拟射频网络发明的最有效的数字数据传输模式。一般来说，当我们使用有线电视网络传输数据时，系统会将数字数据放在模拟载波上，以典型的NTCS频道大小传输，带宽约为6MHZ。另一方面，QAM使用幅度和相位混合的载波，因此可以在最小的空间中放置更多的数据。当幅度和相位混合时，可以显示0和1的不同值，这是计算机识别的数字信号。电缆调制解调器使用16-QAM、64-QAM和256-QAM作为数据传输模式。QAM前面的数字代表转换组中的点数，即值或电平(所谓转换组是相位和幅度的特殊组合)。如果电缆调制解调器在下载数据时的速度是64-QAM，最大速度是30Mbit/s，那么256-QAM就是40Mbit/s/。但是一般的CABLE MODEM在传输数据的时候，必须要留一些带宽用于返回前向纠错(FEC)，所以剩下的带宽大概是27Mbit/s和36 Mbit/s，我们在使用CABLE MODEM传输数据的时候，使用的是现有电缆中的某一个信道。目前广泛使用同轴电缆，可以将整条电缆分成三个宽带。分别用于电缆调制解调器数字信号上传、数字信号下载和电视节目模拟信号下载。一般同轴电缆的带宽为5 ~ 750 MHz，而数字信号的带宽为5 ~ 42 MHz，模拟信号的带宽为50 ~ 550 MHz，数字信号的带宽为550 ~ 750 MHz。这样数字数据和模拟数据就不会互相冲突，当然也可以同时传输。这就是为什么你可以一边上网一边看电视节目。正如电视节目以频道来区分一样，有线MODEMCABLE的数据传输也是以频道来区分的。前面提到的27兆比特/秒或36兆比特/秒是指一个信道可以达到的最高速率。如果速度不够快，大同再加一条新通道，速度立马翻倍。这也是CABLE MODEM最大的优点之一。
CABLE MODEM上传时，除了一般的16-QAM模式外，还可能使用QPSK模式。无论是使用16-QAM还是QPSK，最快速度都是768 kbit/s ~ 10 mbit/s，导致CABLE MODEM上传比下载慢。使用单向传输时，上传速度只能达到33.6Kbit/s(即一般调制解调器上传速度)。单向和双向服务对于CABLE MODEM来说，有一个特殊的“单向”和“双向”服务的概念。当然，众所周知，互联网不仅仅是用来下载数据的。很多时候，我们需要向互联网发送数据，例如发送电子邮件等。但下载时间通常远远多于上传时间。因此，电缆调制解调器不仅必须将从同轴电缆上传的模拟数据转换成数字数据，还必须将计算机的数字数据转换成模拟数据并从同轴电缆传输出去。因为机房(CMTS)和客户端(CM)的设备能力不一样，用户的数据转换能力比机房差，所以上传的速度和下载的速度没法比，而且上传的带宽比较窄，所以整体速度肯定比下载慢。不过上传的数据量一般不会太大，对于普通个人用户来说还是可以接受的。那么什么是单向服务呢？因为有些CABLE MODEM不支持将数字信号转换为模拟信号的功能，所以在上传时无法使用自身通过线缆传输数字数据。如果你必须上传数据，你必须使用普通的调制解调器通过电话线传输数据，所以你仍然需要支付电话费并占用电话线，这被称为“单向”，或“Telco-Return”。用modem上传最快也只有56Kbit/s，所以整个速度会受到很大影响。CABLE MODEM的网络结构是传统的树形结构，即机房端是树根，用户端是枝叶。使用树形结构的目的是为了方便数据的分发，所以这种结构最适合在用户端下载。但是如果用户要上传数据，机房因为数据源太多，只分析来自哪个用户的信号就要花很多时间，更何况这些上传的数据还会互相干扰？在这种情况下，采取的措施是限制上传速度，这就是为什么有单向方向。如果用户在上传和下载时使用同一根同轴电缆，不需要使用额外的调制解调器通过电话拨号上传，那么这个电缆调制解调器就具有“双向”功能，或者说“双向”。机房和用户的有线调制解调器可以通过有线电视网络连接到互联网，有线调制解调器厂商只需要通过有线电视网络连接主机和用户的设备。这种方式虽然加速了CABLE MODEM的普及，但是也造成了一些问题，最明显的就是用户的速度受到了很大的限制。因为有线调制解调器在下载数据时使用550 ~ 750 MHz的带宽，但为了降低成本，有线电视台在安装同轴电缆时使用550MHz的线路。因此，在使用电缆调制解调器传输数据时，很可能只有一个频道可供下载，这使得一些连接到传统有线电视网络的电缆调制解调器几乎无法使用。如果想让CABLE MODEM的速度再提高，就必须换更大带宽的同轴电缆，比如850MHz、950MHz甚至1GHz。如果所有用户都升级到更高速的同轴电缆，机房承担的数据吞吐量会更大。这样无论使用什么样的设备，都无法再承载用户端的数据量，所以机房的网络必须使用更快的传输介质，比CABLE MODEM更快的传输介质只有光纤。目前大部分CABLE MODEM服务提供商都有机房光纤，用户端同轴电缆的结构(这叫“混合光纤同轴网”，英文叫Hybrid Fiber/Coaxial structure，简称HFC结构)来应对CABLE MODEM网络不断增长的数据量。
另外，大范围机房大多采用环树混合网络，主干光纤具有自动容错能力。即使有中断，也会自动修复，不会影响连接。光纤节点是光信号转换成电信号的地方。在HFC结构中，每1000户设置一个光纤节点。在光纤节点下方，使用750MHz同轴电缆连接到用户家中。从光纤有线电视台末端的机房，提供高速连接到靠近居民的区域，再用同轴电缆接入用户家中。电缆调制解调器的分类电缆调制解调器可分为内置型和外置型。目前有线调制解调器的很多服务都是单向的，所以很多品牌的有线调制解调器都预置了调制解调器功能，这样用户就不用再买一个调制解调器了。从功能上看，线缆调制解调器和普通调制解调器有一个明显的区别，就是连接电脑的插座不一样。因为普通调制解调器慢，电脑的COM口(最快115.2kbit/s)就够了。而且CABLE MODEM的速度远大于这个值，所以不能再用COM口连接。直接插入式电缆MODEMCA只需直接插入主板。PCI(最快速度133MB/S)绝对可以应付有线调制解调器的最快速度——36 Mbit/S，但是外置的有线调制解调器就不一样了。目前大部分厂家的外置线缆调制解调器都很简单。就是将外置的线缆调制解调器连接到网卡上的RJ45插座上，这样线缆调制解调器就可以先连接到网卡上，再用同轴电缆连接到线缆MOEDM上。随着使用USB接口的设备越来越普及，使用USB接口连接线缆MLEDM也是一个不错的选择。USB2.0可以达到480Mbit/s的速度，比100Mb/s/s的网卡还快，即插即用，支持USB接口的操作系统也很多，是目前比较好的外接设备。电缆调制解调器的标准电缆调制解调器和ADSL调制解调器非常相似。Cable Modem最初的标准并不统一，很多厂商还是用自己的标准来运营。然而，从1997年开始，定义了CABLE MOEDM的标准，从早期欧洲的DAVIC/DVB到美国MCSN制定的DOCSIS。IEEE也制定了802.14，并不取代上述两个标准，所以IEEE准备制定下一代的CABLE MODEM标准。下面是每个标准的支持。DVB/DAVIC:又称DVB-RCC或ETS 300 800，预计由DAVIC推广，但现在归DVB所有。MCNS/COCSIS:虽然美国制定的标准没有通过任何验证，但是支持这个标准的厂商是最多的。除了美洲市场，还将触角伸向欧洲，在欧洲的版本是EuroDOSIS。IEEE:又称COCSIS1.2，但与DOSIS没有直接关系，目前的影响力也没有上述两个标准大。但是，目前IEEE正在准备制定下一代电缆调制解调器标准。电缆调制解调器，电缆调制解调器的内部结构，是未来网络发展所必需的。但是目前没有Cable Modem的国际标准，不同厂家的产品传输速率不一样。因此，建立高速城域宽带接入网还有待于Cable Modem标准的颁布。各厂商生产的Cable Modem差异很多，但基本架构都差不多。每个模块的具体功能如下：1 .Tuner调谐器直接连接在CATV的插座上，通常内置双工调谐器，这样上行和下行信号可以通过一个调谐器传输。调谐器必须有足够好的质量来接收数字调制的QAM信号。主要供应商是阿尔卑斯、夏普、Temic和松下。同时，硅调谐器的新概念正在研究中。基本就是单片调谐器，价格明显低于常规调谐器。2.物理/MAC模块该模块包括：解调器、突发调制器和MAC模块。各部分主要功能如下：(1)解调器在接收方向，中频信号送到解调器。解调器通常包括A/D转换器、QAM-64/256解调模块、MPEG帧同步模块和RS纠错模块。
因为这个解调部分不仅在有线调制解调器中需要，在数字机顶盒等原创产品中也需要，所以很多厂商都推出了自己的产品。该领域的领先公司Broadcom已经实现了整体解决方案。其他公司，如斯坦福电信，将解调器和突发调制器结合在一起。除了上述两家公司，还有SGS Thomson、VLSI Technologies、LSI Logic、富士通等提供解调芯片的公司。(2)在发送方向，突发调制器的信号通过调谐器发送到上行信道。突发调制器用RS对每个脉冲进行编码，并根据选定的速率对信号执行OPSK/QAM-16调制和D/A转换。同时，可以调整输出信号来补偿未知的电缆损耗。由于Cable Modem和一些双向机顶盒中使用的突发调制器是一种特殊器件，目前只有Broadcom、Stanford Telecom等公司提供相应的芯片。(3) MAC模块在接收和发送链路之间有一个MAC模块，比以太网MAC复杂得多。事实上，如果没有微处理器的帮助，任何MAC模块都无法实现MAC层的所有功能。目前，各厂商常用的微处理器有Intel Pentium系列和摩托罗拉PowerPC X60系列。博通和德州仪器已经有自己的MAC ASIC标准产品，而Connexant推出的MAC主要依靠软件实现各种功能，以提供更大的灵活性。其他公司也在通过软件和硬件开发不同的MAC芯片，分别支持DOCSIS和DVB/DAVIC协议。一些电缆调制解调器制造商甚至开发自己的MAC，以使其产品与众不同，更具竞争力。3.CPU电缆调制解调器可分为外置和内置两种。对于外部电缆调制解调器，微处理器是必要的。因为这种电缆调制解调器可以连接到多台PC，所以它必须具有内部处理能力。通常，这种电缆调制解调器可以用其内部处理器处理几乎所有的进程。内置的线缆调制解调器与使用电话线的模拟调制解调器非常相似，主要依靠PC的处理器来完成处理。对于带以太网接口的Cable Modem，通常使用摩托罗拉的嵌入式PowerPC系列处理器，也使用一些基于RISC的技术。4.接口通过MAC数据进入Cable Modem的PC接口，可能是以太网、USB、PCI总线等。集成MAC、解调器、脉冲调制器、处理器、以太网/PCI/USB接口等更多组件的单个器件不断涌现。在这种设备中，电缆调制解调器的核心将集成在一个芯片上。除此之外，还有存储器、调谐器、模拟设备、电源等。在设备方面，许多制造商仍在研究单芯片解决方案。
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