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知识路径： > 计算机网络原理 > 网络设备与网络软件 > 调制解调器 >
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相关知识点：2个
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在HFC（Hybrid Fiber Coax，光纤和同轴电缆相结合）网络中，有线电视台的前端设备通过路由器与数据网相连，并通过局用数据端机与公用电话网（PSTN，Public Switched Telephone Network）相连。有线电视台的电视信号、公用电话网的话音信号和数据网的数据信号送入合路器形成混合信号后，由这里通过光缆线路送至各个小区节点，再经过同轴分配网络送至用户本地综合服务单元，并分别将信号送到电视机和电话。数据信号经服务单元内的Cable Modem，送到各种用户终端（通常为PC）。如果是多个用户共享一个Cable Modem，则需在本地的Cable Modem中添加一个以太网集线器；如果是通过一个LAN与Cable Modem相连，则需在Cable Modem和LAN之间接一个路由器。反向链路则由用户本地服务单元的Cable Modem将用户终端发出的信号调制复接送入反向信道，并由前端设备解调后送往网络。其中，反向信道可以采用电话拨号的形式，也可利用经过改造的HFC网络的反向链路。
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和其他网络相比，HFC网络系统具有高速率接入、不占用电话线路、无需拨号专线连接的优势，但要实现HFC网络，必须对现有的有线电视网进行双向化和数字化的改造。这将引入同步、信令和网管等难点，其中反向信道的噪声抑制是主要的技术难题。并且由于HFC接入方案采用分层树型结构，这种技术本身是一个较粗糙的总线型网络，这就意味着用户要和邻近用户分享有限的带宽，当一条线路上用户激增时，其速度将会减慢。大部分情况下，HFC方案必须兼顾现有的有线电视节目，而占用了部分带宽，只剩余了一部分可供传送其他数据信号，所以，Cable Modem的理论传输速率实际上只能达到一小半。
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Cable Modem与以往的Modem在原理上都是将数据进行调制后在电缆的一个频率范围内传输，接收时进行解调，传输机理与普通Modem相同，不同之处在于它是通过有线电视CATV的某个传输频带进行调制解调的。普通Modem的传输介质在用户与交换机之间是独立的，即用户独享通信介质。Cable Modem属于共享介质系统，其他空闲频段仍然可用于有线电视信号的传输。Cable Modem彻底解决了由于声音图像的传输而引起的阻塞，其速率已达10Mb/s以上，下行速率则更高。而传统的Modem虽然已经开发出了速率56kb/s的产品，但其理论传输极限为64kb/s。
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Cable Modem启动后，扫描所有下行频率，寻找可识别的标准控制信息包。这些信息包中含有来自线缆终端服务器为新连入的Cable Modem发送的下行广播信息，其中有一条命令指定上行发送频率。Cable Modem取得它的上行频率后开始测距，通过测距判定它和前端的距离。这是实现同步的定时信息以及控制发射功率所需要的。所有MAC协议拥有一个系统级时钟，以便Cable Modem知道何时发送信息。Cable Modem测距的操作是发送一个短信息给前端，然后测量发送与接收信息的间隔。测距后，Cable Modem准备接受一个IP地址和其他网络参数。Cable Modem根据DHCP协议分得地址资源。当用户申请地址资源时，Cable Modem在反向通道上发出一个特殊的广播信息包（DHCP请求）。前端路由器收到DHCP请求后，将其转发给一个它知道的DHCP地址服务器，服务器向路由器发回一个IP地址。路由器把地址记录下来并通知用户。经过测距，确定上下行频率及分配IP地址后，Cable Modem就可以访问网络了。
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