第七章《Cable Modem接入技術》小結 陳柏年

2021-09-29 02:51:58 字數 4488 閱讀 2025

(3)cmtri介面:**線回傳介面,cm和**回傳通道間的介面,用於不具備回傳通道的電纜網路。

(4)rfi介面:射頻介面,包括:

①電纜數據機和電纜網路之間的介面

②cmts與電纜網路之間的下行介面(去往使用者的方向)

③cmts與電纜網路之間的上行介面(來自使用者的方向)。

(5)bpi介面:基線加密介面,電纜資料傳輸安全規範。

5、docsis協議堆疊

6、docsis下兩層的分層

傳輸匯聚子層僅僅定義於下行通道目的:(1)為了增強解調的健壯性,(2)為了利用通常的接收裝置接收**訊號和資料訊號,(3)更重要的是為了將來可能在物理**子層的資料流上傳輸**訊號。

7、docsis1.0/1.1標準物理**子層上行規範要點

(1)採用了fdma/tdma突發調製:

①分頻多重進接(fdma):每個使用者使用乙個子頻段和前端之間進行通訊,做到不同使用者能夠同時通訊。

②分時多重進接(tdma):多個使用者通過不同的時隙來共享同乙個通道的方法,不同的使用者可以通過時分的方法共享同乙個通道。

(2)提供5種頻寬:200khz、400khz、800khz、1600khz、3200khz

(3)兩種調製方式:qpsk、16qam

8、docsis2.0和docsis1.1/1.0標準的主要區別

docsis2.0和docsis1.1/1.0標準的主要區別在物理**子層的上行規範:(1)上行多址方式,(2)調製種類。

(二)euro docisis

1、euro docsis: docsis的乙個經過修改的版本,物理層經過修改以適於以dvb更流行的歐洲市場。

2、euro docisis rf系統框圖

二、雙向hfc基本組網框圖

三、cmts和cm的主要功能

1、cmts的主要功能:

(1)直接與相關的伺服器連線;並可通過網路與遠端伺服器相連線。

(2)通過hfc網與使用者的cm連線。

(3)給每個cm授權、分配頻寬,解決通道競爭,並根據不同需求提供不同的服務質量。

2、cm的主要功能:

(1)通過hfc網與前端cmts連線。

(2)接受cmts授權,並根據cmts傳來的引數,實現對自身的配置。

(3)在使用者側可與使用者裝置(cpe)連線,包括使用者計算機、hub或區域網;部分地完成網橋、路由器、網絡卡和集線器的功能。

四、雙向hfc相關技術要點

(一)特殊資訊和作用

(1)「測距」:一種保證cm獲得正確的定時偏移、動態調節cm的傳輸與正確的微時隙邊界對齊的機制。測距補償因為cmts 與cm之間的距離不同而引起的傳輸時延差異, 使所有cm 感覺到與cmts 的邏輯距離相等。

(2)大環負反饋電路(長環路agc): cmts 和cm 之間構成的動態agc大環路。 cmts將定時偏移和功率電平調整、頻率偏移調整等資訊傳送到cm,cm據此資訊進行正確調整。

(3)上行頻寬分配對映map:由cmts發出的可變長度的mac管理資訊,用來定義上行通道每個時間單位(可能是多個時隙)的使用引數和用途。

(4)上行通道描述符ucd(upstream channel descriptor ):由cmts定期發出描述上行通道特性的資訊。

(5)同步sync:由cmts定期發出,裡面包含乙個時間戳,精確地標識了cmts是何時發出此資訊的,cm同步它的時基參考時鐘,使上行傳輸的資料正好能夠與分配給它的微時隙相吻合。

(二)cm系統中通道編碼技術

(1)使用rs編碼(里德-所羅門編碼):為了糾正t位元組的錯誤,需要加入2t位元組冗餘糾錯碼。例如cm系統中常用t=8,當t=8時,每188個位元組的一組碼字中加入16個位元組的冗餘碼,最多可以糾正8個位元組的錯誤。

(2)使用交織技術:訊號在傳送前,先送入乙個儲存器中,輸入的訊號序列按行輸入,在讀取的時候按列讀取。在收端將收到訊號按行儲存在記憶體中,再按列讀取出來,從而實現訊號的重組。

(三)cdma原理和s-cdma

1、cdma原理:

(1)傳送端的擴頻調製:

傳送端利用自相關性非常強而互相關性比較弱的週期性碼序列作為位址碼,對被使用者資訊調製過的載波再次進行擴頻調製,使頻帶大為展寬;

(2)接收端的擴頻解調或相關檢測:

經通道傳輸後,在接收端從本地產生的已知位址碼為參考,根據相關性的差異對收到的所有訊號進行鑑別,從中將位址碼與本地位址碼完全一致的寬頻訊號還原為窄帶訊號選出,其它與本地位址碼無關訊號則被保持或擴充套件為寬頻訊號而濾除。

2、s-cdma:同步分碼多重進接,使用相同相位時相關值很小或為零的擴頻序列,並使不同使用者傳送訊號的擴頻序列保持精確同步的分碼多重進接技術。

技術原理:使用相同相位時相關值很小或為零的擴頻序列,並使不同使用者傳送訊號的擴頻序列保持精確同步,到達接收端彼此相位相同,使多址干擾大為減少或為零,從而增加系統的容量。

(四)docsis物理層重要指標和要求

1、兩個通道:cm系統分為上行和下行兩個通道,兩個通道通過占用不同的頻率來區分。docsis標準中上行頻率範圍為5—42mhz,下行中心頻率範圍為88—857mhz,euro docsis標準中上行頻率範圍為5—65mhz,下行中心頻率範圍為112—857mhz。

2、載波干擾比:整個上行頻率範圍可以劃分為多個上行通道,每個上行通道占用的頻寬不固定。在上行通道中,綜合所有干擾、失真和雜訊定義了載波干擾比指標,docsis標準要求系統中上行通道的載波干擾比大於等於25db,euro docsis標準中要求上行通道的載波干擾比大於等於22db。

3、上行通道:上行通道占用的頻寬不同,上行訊號的符號率也不同。上行通道的載波干擾比越高,就能夠使用更高效的調製方式。

上行訊號的資料速率取決於符號率和調製方式,符號率越高,調製效率越高,資料速率也就越高。

4、下行通道:docsis標準中下行通道的頻寬為6mhz,eurodocsis標準中下行通道的頻寬為8mhz。docsis標準中下行訊號的調製方式為64qam或256qam。

(五)hfc上行資料傳送的步驟

1、cm向cmts發出申請,

2、cmts響應cm的申請,

3、cm得到響應後在授權的時刻傳送上行資料。

(六)cm初始化步驟

1、調諧、測距

(1)調諧:cm 搜尋乙個下行傳輸流頻道,cm 對該下行傳輸流頻道同步,cm 鎖定時鐘的基準時間。

(2)初始測距:cm 接收上行通道描述符 ucd,cm 接收上行頻寬分配對映 map,cm 完成距離修正和其它調整。

2、連線、配置

(1)連線:cm 建立 ip 連線(dhcp),cm 建立日期時間(tod)。

(2)配置:cm 獲得配置檔案(tftp)。

3、註冊、維持

(1)註冊:cm 登入 cmts

(2)維持:cm 投入執行。

五、cm系統下行訊號處理流程和上行訊號處理流程

1、傳送端的處理過程:

ip資料報傳送到cmts,cmts將資料報封裝為乙太網幀後進行資料加密(是否資料加密是可選的),加密後的資料封裝成docsis標準的mac幀,將docsis標準的mac幀封裝成mpeg2幀,將mpeg2幀進行64qam或者256qam調製後送入hfc網路。

2、接收端的處理過程:

cm接收到cmts傳送的資料後,先進行qam解調,解調出來的資料為mpeg2幀,再從mpeg2幀中提取出docsis標準的mac幀,將mac幀中的淨資料解密(只有加密的資料才解密,如果傳送的資料沒有加密,就沒有解密這個步驟)後得到乙太網幀,通過透明的乙太網橋**到cm的使用者側介面,cm和cpe的連線一般為標準乙太網介面,解密後的乙太網幀通過乙太網送給cpe。

六、雙向hfc網路的設計和改造

(一)設計原則和要求

1、上行光鏈路設計原則

(1)光鏈路參考增益準則:選擇乙個最長的回傳光鏈路作為「參考光鏈路」,以它的光鏈路增益或損耗為基準,將其他所有的光鏈路增益或損耗調整到與參考光鏈路相同。

(2)合適的光端輸入等級:回傳光發射機雷射器的輸出光功率一般為-3~+3dbm 光接收機的接收功率為-16~0dbm。

(3)前端長短鏈路混合準則:將長、短不一的4~6路上行光鏈路回傳接收機在前端混合,在混合時,長的鏈路應該和短的鏈路搭配,使所有訊號的載噪比都在乙個合適的範圍。

(4)每hz固定功率法:首先將總的可用功率以1hz增量劃分,然後以每種業務占有的頻寬為依據,將每hz的功率指派到每個業務通道上。

2、光節點規模

在居民住戶比較密集的城市,光節點覆蓋使用者數不宜超過500戶,覆蓋地域範圍不宜超過1km;新建或改造網路一般採用500或250戶建立乙個光節點。

3、同軸電纜部分設計要求

(1)回傳最大無源路徑電損耗控制在32db以內:從最差的使用者至最近的放大器站點回傳電損耗控制在32db以下。

(2)回傳最大的電平差控制在8db以內:盡力減少無源分配網中使用者的電平差,回傳最大的電平差不能超過8db。

(3)每個放大器之間都按「單位增益法」設計:在兩個回傳放大器單位增益設定點之間一段電纜鏈路上,放大器「增益」和電纜「衰減」應當相等,保證回傳系統的電平一致性。

4、雙向hfc網改造要點

(1)主要拓樸結構模式,(2)使用者的共享頻寬,(3)光鏈路,(4)光節點規模,(5)同軸電纜部分,(6)特殊要求。

(二)雙向hfc網基本特性

1、雙向hfc網頻率規劃

2、下行通道的特性

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