組網工程中線纜貓的配置和使用

2019-11-04 20:16:34

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供稿：網友

　　有線電視HFC網絡是一個寬帶網絡，具有實現用戶寬帶接入的基礎。1998年3月，ITU組織接受了MCNS的 DOCSIS標準，確定了在HFC網絡內進行高速數據通信的規范，為線纜調制解調器（CableModem）系統的發展提供了保證。通過 CableModem系統，用戶可在有線電視網絡內實現國際互聯網訪問、ip電話、視頻會議、視頻點播、遠程教育、網絡游戲等功能。
　　
　　1.CableModem的特點及其系統連接
　　
　　CableModem和非對稱數字用戶線路（ADSL）是實現用戶寬帶接入的兩種技術，它們傳輸數據的速度可達到幾至幾十Mb／s。這兩種技術的工作原理完全不同，有著各自的特點。ADSL技術采用普通電話線傳輸數據，用戶與前端的通信為點對點方式，前端需為每一個撥入的用戶提供一個接口電路板，因此前端設備會隨著用戶數量的增加而逐用有線電視電纜傳輸數據，用戶與前端的通信為總線方式，一臺前端設備可為多個用戶提供服務。例如，一臺CMTS1000型前端設備可以連接500～2000個CableModem用戶，其體積僅為一臺標準的19”機箱大小。
　　
　　CableModem系統包括前端設備CMTS和用戶端設備CableModem（CM），兩設備通過雙向HFC網絡連接。
　　
　　系統的主要性能分為上行通道和下行通道兩部分。下行通道的頻率范圍為88～860MHz，每個通道的帶寬為 6MHz，采用64QAM或256QAM調制方式，對應的數據傳輸速率為30.342Mb／S或42.884Mb／S。上行通道的頻率范圍為 5～65MHz，每個通道的帶寬可為200、400、800、1600、3200kHZ，采用QPSK或16QAM調制方式，對應的數據傳輸速率為 320～5120kb／s或640～10240kb／s。
　　
　　系統的每一個下行通道可支持500～2000個CableModem用戶，工作時每個CableModem用戶實時分析下行數據中的地址，通過地址匹配確定數據的接收。當用戶數量較多時，下行數據量增大，每個用戶的平均速度下降。例如，一個下行通道中有1000個用戶，平均速度為40Mb／s/1000=40kb／s。這個速度是指每個用戶同時下載數據的情況，實際傳輸中，系統可以動態地分配帶寬，使某個用戶在很短的時間內，占用一切可用的帶寬完成數據的下載。因此，平均速度只是一個最小數據。在前述情況中，每個用戶的實際傳輸速度應為40kb／s-- 40Mb／s。
　　
　　在上行通道中，數據傳輸速率比下行通道低，整個通道被分成多個時間片，每個CableModem根據前端設備提供的參數，確定使用相應的時間片。上行通道的帶寬可根據所需的數據傳輸速率設定。在同樣的帶寬內，QP－SK調制的速率比16QAM調制方式低，但其抗干擾性能好，適用于噪聲干擾較大的上行通道，而16QAM調制適用于信道質量好且要求高速傳輸數據的場合。
　　
　　在CMTS設備中，為了減小上行通道的干擾，一個下行通道一般對應有多個不同頻率的上行通道，CMTS根據信道的噪聲狀況自動跳頻到干擾較小的通道，而用戶察覺不到跳頻的過程。
　　
　　2.CableModem系統的配置、使用和治理
　　
　　CableModem和前端設備的配置是分別進行的。CableModem設備有用于配置的Consol接口，可通過VT終端或Win9x的超級終端程序進行設置。
　　
　　CableModem加電工作后，首先自動搜索前端的下行頻率，找到下行頻率后，從下行數據中確定上行通道，與前端設備CMTS建立連接，并交換信息，包括上行電平數值、動態主機配置協議（DHCP）和小文件傳送協議（TFTP）服務器的IP地址等。 CableModem有在線功能，即使用戶不使用，只要不切斷電源，則與前端始終保持信息交換，用戶可隨時上線。CableModem具有記憶功能，斷電后再次上電時，使用斷電前存儲的數據與前端進行信息交換，可快速地完成搜索過程。
　　
　　從以上可看出，在實際使用中，CableModem一般不需要人工配置和操作。假如進行了設置，例如改變了上行電平數值，它會在信，氨交換過程中自動設置到CMTS指定的合適數值上。
　　
　　每一臺CableModem在使用前，都需在前端登記，在TFTP服務器上形成一個配置文件。一個配置文件對應一臺CableModem，其中含有設備的硬件地址，用于識別不同的設備。CableModem的硬件地址標示在產品的外部，有RF和以太兩個地址， TFTP服務器的配置文件需要RF地址。有些產品的地址需通過Consol接口聯機后讀出。對于只標示一個地址的產品，該地址為通用地址。
　　
　　前端設備CMTS是治理控制CableModem的設備，其配置可通過Consol接口或以太網接口完成。通過 Consol接口配置的過程與CableModem配置類似，以行命令的方式逐項進行，而通過以太網接口的配置，需使用廠家提供的專用軟件，例如北電網絡公司的LCN配置軟件。
　　
　　CMTS的配置內容主要有：下行頻率、下行調制方式、下行電平等。下行頻率在指定的頻率范圍內可以任意設定，但為了不干擾其它頻道的信號，應參照有線電視的頻道劃分表選定在規定的頻點上，例如，選擇DS34頻道的中心頻率682MHz。調制方式的選擇震考慮信道的傳輸質量。此外，還必須設置DHCP、TFTP服務器的IP地址、CMTS的IP地址等。
　　
　　上述設置完成后，假如中間的線路無故障，信號電平的衰減符合要求，則啟動DHCP、TFTP服務器，就可以在前端和CableModem間建立正常的通信通道。
　　
　　一般地說，CMTS的下行輸出電平為50～61dBmV（110～121dBμV），接收的輸入電平為一 16～26dBmV；CableModem接收的電平范圍為一15～15dBmV；上行信號的電平為8～58dBmV（QPSK）或8～55dBmV （16QAM）。上下行信號經過HFC網絡傳輸衰減后，電平數值應滿足這些要求。
　　
　　CMTS設備中的上行通道接口和下行通道接口是分開的，使用時需經過高低通濾波器混合為一路信號，再送入同軸電纜。實際使用中，也可用分支分配器完成信號的混合，但對CMTS設備內部的上下行通道的干擾較大。
　　
　　在CMTS和CableModem間的通道建立后，可使用簡單網絡治理協議（SNMP）進行網絡治理。SNMP 是一個通用的網絡治理程序，對于不同廠家的CMTS和CableModem設備，需將廠家提供的治理信息庫（MIB）文件裝入到SNMP中，才能治理相應的設備。也可使用行命令的方式進行治理，但操作不直觀，輕易出現錯誤。
　　
　　3.多臺CMTS設備組成的網絡結構
　　
　　系統中一個下行通道最多支持2048個用戶，不同廠家的CMTS支持的下行通道數也不同，一臺北電網絡公司的 CMTS1000支持一個下行通道，Cisco的UBR7246有4個插槽，全部插滿時可支持4個下行通道。當用戶數較多或傳輸的數據量較大時，必須考慮使用多個下行通道，可將多臺CMTS設備連成網絡。
　　
　　在這個結構中，一個CMTS對應一個CableModem用戶群，采用一對光纖連接，CMTS間通過交換機實現全網的連接。各CMTS可使用相同或不同的下行頻率。假如使用不同的下行頻率，則可將多個CMTS的下行輸出混合成一路信號，送入HFC網絡，而在前端 TFTP服務器的配置文件中，將同一個用戶群內的CableModem編排分配在同一個網絡內，并將其下行頻率設成相同的數值。
　　
　　在這種結構中，可在分中心配置一些服務器，例如視頻服務器等，以減少用戶對總中心的訪問量，提高整個網絡的訪問速度。分中心可以將適合自己特點的信息源放入服務器，供本區用戶訪問。網絡中各CMTS是獨立的。其下行頻率可以不同。
　　
　　在用戶端，CableModem后通常接一臺PC機，但考慮到價格因素，也常接多臺PC機，這時需在 CableModem后接一臺以太網集線器（HUB）或交換機（Switch）。多數CableModem具有帶16個PC用戶的能力，每個用戶均可通過一條雙絞線連到HUB的一個RJ45接口。這種使用方法的不足之處是，需要重新布線，沒有發揮原有同軸電纜入戶的優越性。

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