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基于DOCSIS1.1的新一代Cable Modem

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

  摘要:以Broadcom公司生产的CableModem专用芯片BCM3345为基础,开发了一种基于DOCSIS1.1的高性能CableModem产品实现方案,同时给出了该方案硬软件的具体实现方法,并设计搭建了相应的调试平台。该方案采用CMOSTUNER设计,相比以前同类设计,结构更简单,成本也大大降低。
  关键词:电缆调制解调器宽带接入网混合光纤同轴电缆网络媒体接入控制
  
  现场通信网络的光纤化、数字化不断发展与成熟,其主干网基本实现了光纤宽带化和数字化,容量有了新的突破,已能够满足当前多媒体信息传输的宽带、实时、高速的要求。然而,因为技术和成本的原因、为广大用户提供接入服务的接入网,大部分却还处于传统的铜缆双绞线接入方式,远远不能满足人们对日益增长的Internet业务的需求。因此,寻找一种可以的宽带接入网就成为当前网络研究中的一个热点问题。混合光纤同轴(HFC)网络作为目前唯一的宽带入户网络,其真正的宽带介质和独特的网络结构,具有不可替代的优势。
  
  1HFC接入网
  
  1.1HFC网络介绍
  
  混合光纤同轴网(HFC)的概念最初由贝尔实验室提出。它的基本特征是在目前有线电视网的基础上,以模拟传输方式综合接入应用模拟和数字传输技术、光纤和同轴电缆技术、网络技术等多种业务信息。HFC网具有速度快、收费低廉、永久连接、覆盖范围广等优势,且能同时支持目前的模拟和数字服务,可以平滑过渡到今后的光纤到户和全数字化服务。它是光纤逐步推向用户的一种新的发展策略。
  
  HFC网络主要采用CableModem技术来实现数据传输。一个CableModem系统由局端的中心设备CMTS(CableModemTerminalSystem即CableModem终端系统)和用户端的CM(CableModem)两部分设备组成,构成了一个网络桥接设备,主要用来实现以太网与HFC网络在媒体访问控制(MAC)层的桥接以及IP网络层的路由功能。其他的一些管理功能(如频谱管理,软件下载等)则加载到IP上。
  
  1.2HFC网络协议标准
  
  为了约束HFC网中数据传输设备的研制,从而保证由不同的厂商所开发的数据传输设备的一致性、兼容性、开放性以及通用性,CableModem的研制与开发必须遵循一定的国际标准。当前HFC网的国际标准主要包括IEEE802.14、DOCSIS、DAVIC等。其中DOCSIS规范相对来说比较完善,实现起来较为灵活,已经成为HFC领域应用最广泛的国际标准。目前国际上大部分CM以及前端设备CMTS的研制工作都是基于DOCSIS规范的。本文所讨论的CableModem的开发工作就是在DOCSIS1.1规范的基础上所展开的。
  
  DOCSIS标准由MCNS组织制定。对CableModem的各种接口、操作方式及网络管理、安全控制等方面给出了详细的规定。与IEEE802.14不同,MCNS从市场的角度出发,充分考虑如何做到最小的投资和最短的产品周期,在MAC层协议规范上采用了基于IP的可变长度分组包方案,为用户提供IP透明的数据传输。并可同时与ATM兼容,从而使网络的灵活性

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