王小明　高寶陽

摘要：針對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬的瓶頸限制，該文提出一種帶寬改造方案，對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造，設(shè)計(jì)的依據(jù)是電話線傳輸上行鏈路信號(hào)，閉路電視傳輸下行鏈路信號(hào)。利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)既可以實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)功能，又可保持原有電話線路和電視線路的功能，減少重新布線造成的資源浪費(fèi)，對(duì)解決光纖入戶的帶寬瓶頸問題和今后的家庭智能化提供一種方式。該文改造方案可以增加帶寬，提高傳輸速率。

關(guān)鍵詞：xDSL技術(shù)；Cable Modem；復(fù)合 Modem

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）16-3750-04

Abstract： An scheme of bandwidth-improvement to improve the existing network for the bottleneck limitation of the networks transmission bandwidth was presented here in the paper . It depends on a principle that telephone line transmit up-links signals and CATV transmit down-links signals . The use of the existing network can be realized basic functions of telephone and television at the same time， extra function of surfing the Internet . This design presented in the paper can effectively reduce the resource wast and provide a good way to solve the bandwidth bottleneck in FTTB（Fiber To The Building） and intelligent home in the future . The scheme in the paper can effectively increase bandwidth and increase the transmit data bit rate.

Key words： xDSL；Cable Modem；multi-modem

隨著移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，電話網(wǎng)絡(luò)在多數(shù)地方已經(jīng)成為一種線路部署到位，而利用率不高的網(wǎng)絡(luò)，而在其覆蓋區(qū)域采用調(diào)制解調(diào)器上網(wǎng)，速率提升有限且代價(jià)昂貴。而電視網(wǎng)絡(luò)在我國部署早，普及的范圍廣泛，但功能單一。文獻(xiàn)[1]中對(duì)三網(wǎng)融合的終端機(jī)頂盒的功能進(jìn)行了應(yīng)用研究，但此方案沒有具體明確操作方法。而文獻(xiàn)[2]、[3]中提出的改造方案和系統(tǒng)設(shè)計(jì)只是針對(duì)現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行業(yè)務(wù)擴(kuò)展。該文針對(duì)傳輸帶寬瓶頸問題結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)提出的提升帶寬方案，利用已有設(shè)備，采取在終端改進(jìn)的方式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

1 改造的必要性

城鄉(xiāng)大部分地區(qū)網(wǎng)絡(luò)只能用已經(jīng)覆蓋的電話線路，而對(duì)廣電網(wǎng)絡(luò)分布沒有很好的利用，導(dǎo)致傳輸帶寬不能提升，重新部署光纖網(wǎng)絡(luò)代價(jià)又特別大，而且進(jìn)行重復(fù)投資，對(duì)資源浪費(fèi)，這樣的情況下，我們提出了兩網(wǎng)合并，既可以達(dá)到三網(wǎng)合并的目的，又能減少資源浪費(fèi)，還可承載網(wǎng)絡(luò)。

1.1 電話網(wǎng)絡(luò)傳輸特點(diǎn)

電話網(wǎng)絡(luò)成熟的技術(shù)是xDSL技術(shù)，是美國貝爾通信研究所為VOD業(yè)務(wù)開發(fā)和利用雙絞線傳輸高速數(shù)據(jù)的成熟技術(shù)。隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的快速速發(fā)展，對(duì)固定鏈路的高速用戶業(yè)務(wù)需求日益高漲，基于雙絞線的xDSL技術(shù)以其低廉成本實(shí)現(xiàn)用戶高速獲取數(shù)據(jù)而備受青睞。

xDSL是DSL的統(tǒng)稱，是以普通電話線為傳輸介質(zhì)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸?shù)膶拵Ы尤爰夹g(shù)。它可以在一根銅線上傳送數(shù)據(jù)和語音信號(hào)，其主要優(yōu)勢(shì)在于利用現(xiàn)有的電話網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，而不需要對(duì)現(xiàn)有接入系統(tǒng)進(jìn)行改造，即可方便地開通寬帶業(yè)務(wù)，被認(rèn)為是解決“最后一公里”的最佳選擇之一。

ADSL是以普通電話線作為傳輸介質(zhì)，雖然傳統(tǒng)的Modem也是以電話線路傳輸?shù)?，但它只用?～4kHz的低頻信號(hào)段，而通過實(shí)驗(yàn)電話線上有接近2MHz帶寬，ADSL正是使用了電話線路中沒有使用的26kHz以后高頻帶信號(hào)段才能提供如此高的速率?；竟ぷ髁鞒淌牵航?jīng)ADSL Modem編碼后的信息通過電話線傳到局端，再通過一個(gè)信號(hào)識(shí)別/分離器，如果是音頻信號(hào)就傳送給端局交換機(jī)進(jìn)行語音通信處理，如果是數(shù)字信號(hào)就接入到因特網(wǎng)中[4]。

當(dāng)用戶和終端局兩端連接ADSL Modem時(shí)，在這段電話線上產(chǎn)生了三個(gè)信息通信信道：一條信道為速率1.5～8Mb/s的高速下行鏈接通道，用于傳輸下行鏈路信息流；一條為速率l6kb/s～1Mb/s的中速雙工通信信道，用于ADSL傳輸控制信息流和上行的數(shù)據(jù)流；一條普通的電話業(yè)務(wù)信道；且這三條信道在互不干擾的情況下可以同時(shí)工作。該信道具有一條高速下行數(shù)據(jù)流傳輸信道（到用戶端），一條中速雙工數(shù)據(jù)流信道和一個(gè)POTS（Plain Ordinary Telephone Switching，普通電話交換）傳輸信道（4kHz），POTS信道用以保證即使在ADSL連接失敗的情況下，語音通信信道仍能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。高速和中速通信信道可利用復(fù)用技術(shù)創(chuàng)建多條低速數(shù)據(jù)通道。ADSL的信道結(jié)構(gòu)如圖1所示。[6]

1.2廣電網(wǎng)絡(luò)傳輸特點(diǎn)

有線電視網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)初期是以滿足用戶廣播電視業(yè)務(wù)的。因此它先天即是一個(gè)單向網(wǎng)絡(luò)，這從根本上限制了有線電視網(wǎng)絡(luò)為用戶提供如VOD點(diǎn)播、收發(fā)郵件、在線聊天等雙向傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)。而這種雙向交互式的業(yè)務(wù)卻是當(dāng)今發(fā)展最快，用戶使用最廣泛的業(yè)務(wù)，這一服務(wù)的缺失限制了有線電視網(wǎng)絡(luò)用戶的發(fā)展。另一方面，諸如IPTV、VOIP、VOD、視頻會(huì)議、VPN等業(yè)務(wù)是未來通信網(wǎng)絡(luò)利潤空間最大的地方，如果有線電視線路無法提供這些業(yè)務(wù)，就會(huì)降低有線電視網(wǎng)絡(luò)用戶的ARPU值、減少了有線電視運(yùn)營商的抗風(fēng)險(xiǎn)能力，在今后的市場(chǎng)競爭中將處于不利地位。endprint

任何事物都要兩面性看待，就如同有線電視網(wǎng)一樣，其局限性的一面同時(shí)也是其發(fā)展的優(yōu)勢(shì)所在。有線電視網(wǎng)絡(luò)主要具有以下特點(diǎn)：

1） 全國聯(lián)網(wǎng)。有線電視局域網(wǎng)通過光纜、微波、衛(wèi)星線路實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，構(gòu)成實(shí)現(xiàn)有線電視網(wǎng)絡(luò)各種功能的物理基礎(chǔ)。

2） 多功能的傳輸業(yè)務(wù)。由于廣播電視的寬頻帶寬和普及率高，有線電視系統(tǒng)發(fā)展方向必然從單一的電視廣播擴(kuò)展為多功能的傳輸業(yè)務(wù)，包括語音、圖像、電視信號(hào)和數(shù)據(jù)等。

3） 以數(shù)字信道為主。由于數(shù)字信號(hào)無論在存儲(chǔ)、傳輸和交換方而都具有模擬信號(hào)無法替代的優(yōu)勢(shì)，加上各種數(shù)字處理終端的普及，提高了有線電視節(jié)目的質(zhì)量等級(jí)。

4） 寬帶高速。利用有線電視網(wǎng)絡(luò)的寬帶、通信網(wǎng)的廣泛、IP網(wǎng)的靈活等優(yōu)勢(shì)，建設(shè)國家和全球信息基礎(chǔ)設(shè)施.統(tǒng)一規(guī)劃寬帶高速的共享信息網(wǎng)絡(luò)。

2 改造的可行性分析

2.1電話網(wǎng)絡(luò)改造方式

我們的改造思路是在電話線路三個(gè)信道基礎(chǔ)上保留電話線路，將其他的兩個(gè)數(shù)據(jù)流合并成一個(gè)數(shù)據(jù)流，用于傳輸上行數(shù)據(jù)，形成一個(gè)速率為1.6～9Mbps的高速上行通道，一個(gè)普通的電話服務(wù)通道。高速上行數(shù)據(jù)流中傳輸所有上行信息，包括控制信令的傳輸，而調(diào)制可隨著技術(shù)的發(fā)展選擇多種方式，這樣可以提高上行傳輸?shù)乃俾屎蛶?。改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.2電視網(wǎng)絡(luò)改造方式

HFC采用負(fù)載波頻分復(fù)用方式，各種圖像、數(shù)據(jù)和語音信號(hào)通過調(diào)制解調(diào)器同時(shí)在同軸電纜上傳輸，同軸電纜中各種信號(hào)的頻譜安排的典型建議方案如圖3所示。

在圖3中，低頻端的5～42MHz，共37MHz頻帶作為上行通道，即所謂回傳通道。其中5～30MHz可以用來傳輸上行電話線路，30～42MHz用來傳輸其他上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。還可以分配為5～8MHz傳輸狀態(tài)監(jiān)視信息，8～12MHz傳輸VOD信令，15～42MHz傳輸上行電話信息。

48.5～1000MHz頻段用于傳輸下行信息，其中48.5～550MHz頻段用來傳輸已有的模擬CATV信號(hào)，每一條通道的帶寬為6～8MHz，總共可以傳輸各種不同制式的電視信號(hào)60～80路。550～750MHz頻段用來傳輸附加的模擬CATV信號(hào)或數(shù)字CATV信號(hào)或傳輸雙向交互型通信服務(wù)。如采用64QAM調(diào)制方式和MPEG-2圖像信號(hào)則頻譜效率可達(dá)到56ps/Hz，從而可在一個(gè)6～8MHz的模擬通路內(nèi)傳輸約30Mbp速率的數(shù)字信號(hào)，除必須的前向糾錯(cuò)等輔助比特后，大致相當(dāng)于6～8路4Mb/s速率的MPEG-2圖像信號(hào)。因此這200M帶寬至少可傳輸約200路VOD信號(hào)，也可利用這部分頻帶傳輸數(shù)據(jù)或多媒體以及話音信號(hào)。若采用QPSK調(diào)制方式，每3.5MHz帶寬可傳輸90路64kbps速率的語音信號(hào)或128k/p的信令和控制信息，適當(dāng)選取6個(gè)3.5MHz子頻帶置入6～8MHz通路即可提供540路下行電話信道。通常，這200MHz頻段上傳輸?shù)氖腔旌闲蜆I(yè)務(wù)傳輸[5]。

我們的假設(shè)模型在通路中除原來傳輸下行數(shù)據(jù)的信道保留外，其他用于傳輸上行線路的信道調(diào)整為傳輸下行信道以及一些擴(kuò)展的低頻帶信道或者控制信令通過這條信道傳輸，實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用，這樣在不改變?cè)紓鬏斝诺赖那闆r下下行信道增加37MHz，這個(gè)簡單的改造意味著信道中傳輸?shù)姆较虻母淖?，保持原始電視網(wǎng)絡(luò)的前提下滿足新增業(yè)務(wù)的需求。結(jié)構(gòu)如圖4所示。

2.3技術(shù)分析

1）調(diào)制方式。結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù)，我們選定已有的DMT調(diào)制技術(shù)作為電話網(wǎng)絡(luò)和有線電視網(wǎng)絡(luò)公用的調(diào)制方式，隨著技術(shù)的提升，也可為后面擴(kuò)展提供更多的新業(yè)務(wù)。DMT調(diào)制技術(shù)的原理是將頻帶在0～1.104MHz上的一條完整信道分割成256條帶頻率標(biāo)識(shí)的正交子信道（每個(gè)子信道占用4kHz帶寬），輸入信號(hào)經(jīng)過正交子信道比特分配和緩存，使輸入信號(hào)分成比特塊，經(jīng)TCM（Trellis Coded Modulation，網(wǎng)格編碼調(diào)制）編碼后對(duì)其再進(jìn)行一次512點(diǎn)離散傅里葉逆變換（IDFT）實(shí)現(xiàn)頻域信號(hào)到時(shí)域的轉(zhuǎn)換，此時(shí)比特塊已轉(zhuǎn)換成256個(gè)QAM子字符。進(jìn)一步處理再對(duì)每個(gè)比特塊加上用來消除碼間干擾的循環(huán)前綴符比特，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器變換，通過發(fā)送濾波器將信號(hào)傳輸?shù)叫诺?。在接收端利用相反變換進(jìn)行相反的操作對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收解碼。

2）同步方式。系統(tǒng)采用有線電視網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步方式，即在有線電視和固話網(wǎng)中采用統(tǒng)一的時(shí)鐘控制同步方式，以有線電視網(wǎng)絡(luò)控制信令實(shí)現(xiàn)同步，電話網(wǎng)路只提供相關(guān)的服務(wù)和保障，確保信道傳輸回路建立。

3）信令控制方式。采用有線電視網(wǎng)絡(luò)控制模式，利用復(fù)合 Modem控制回路并在此基礎(chǔ)上完成電話線路的調(diào)制，確保電話線路的暢通的前提下利用調(diào)制方式實(shí)現(xiàn)信道的綜合利用。

4）分離方式。在復(fù)合調(diào)制解調(diào)器中加入單向控制回路，強(qiáng)制信道中的上行鏈路通過電話線路傳輸，下行鏈路數(shù)據(jù)通過電視線路傳輸，同時(shí)還能確保信息不會(huì)出現(xiàn)倒灌造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。在后續(xù)線路中集成Hub和無線路由器方便功能擴(kuò)充，其模型如圖5所示。

3 改造方案

3.1改造原理

原理是基于當(dāng)前擁有成熟電話、閉路電視用戶的基礎(chǔ)上，不增加線路的情況下，對(duì)原有線路進(jìn)行改造，利用電話線路傳輸帶寬小，而用戶端下載和瀏覽帶寬大的特點(diǎn)，結(jié)合二者的優(yōu)勢(shì)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造，使其滿足用戶需求。

上下行鏈路分離在不同的物理傳輸介質(zhì)中，既可以減少相互占用帶寬而需要對(duì)傳輸鏈路進(jìn)行控制產(chǎn)生的多余帶寬，又可以盡最大限度發(fā)揮各自在傳輸信道上的所具有的基本優(yōu)勢(shì)，無需再考慮過于復(fù)雜的技術(shù)問題，同時(shí)在解決光纖入戶上的頻帶瓶頸問題是一個(gè)突破。現(xiàn)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)在各自的交換局端已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了光纖互聯(lián)，為量子通信的發(fā)展鋪平了道路，但光纖進(jìn)戶的成本制約用戶提升網(wǎng)絡(luò)使用和后期實(shí)現(xiàn)家庭智能化的障礙。

3.2利用現(xiàn)有技術(shù)

通過對(duì)前面固定電話網(wǎng)絡(luò)和有線電視網(wǎng)絡(luò)的分析，相關(guān)性能對(duì)比如表1所示，從改造的成本看只需要將末端的機(jī)頂盒進(jìn)行改造，此改造的成本相對(duì)于用戶來說接受的可能性大，而且對(duì)開發(fā)商來說其利潤空間較大。endprint

3.3復(fù)合Modem工作原理

復(fù)合Modem加電之后，必須進(jìn)行初始化，使恢復(fù)到設(shè)置的正常操作，才能進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，接收CMTS發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)，通過固定電話網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)。其工作過程如下：

①與CMTS建立同步，以搜索下行信道：首先復(fù)合Modem必須與一個(gè)下行信道建立同步。復(fù)合Modem連續(xù)地對(duì)下行鏈路信號(hào)進(jìn)行掃描，直到發(fā)現(xiàn)一個(gè)有效的下行鏈路信號(hào)。復(fù)合Modem與下行信號(hào)同步的準(zhǔn)則為：與QAM碼元定時(shí)同步、與FEC幀同步、與MPEG分組同步并標(biāo)識(shí)下行鏈路訪問控制的同步報(bào)文。

②獲取上行信道傳輸參數(shù)：建立同步后，復(fù)合Modem通過電話網(wǎng)絡(luò)上傳上行信道描述符，以獲得上行信道的傳輸參數(shù)找到UCD，并從同步信息中提取上行定時(shí)參數(shù)，找到MAP。

③校準(zhǔn)同步： 復(fù)合Modem在獲得上行鏈路信道的傳輸參數(shù)后，就可以與CMTS進(jìn)行通信。CMTS會(huì)在MAP中給該復(fù)合Modem分配一個(gè)初始維護(hù)的傳輸過程，用于調(diào)整復(fù)合Modem傳輸?shù)碾娖?、頻率等同步參數(shù)。另外，CMTS還會(huì)周期性地給復(fù)合Modem發(fā)送維護(hù)信息，用于對(duì)復(fù)合Modem進(jìn)行周期性的校準(zhǔn)同步。

④建立IP連接：校準(zhǔn)同步完成后，復(fù)合Modem通過動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（DHCP）服務(wù)器上獲取本機(jī)的IP地址。DHCP服務(wù)器的響應(yīng)中必須包含配置參數(shù)文件的文件名，放置這些配置參數(shù)的TFTP服務(wù)器的IP地址、時(shí)間服務(wù)器的IP地址等相關(guān)信息。

⑤建立時(shí)間（TOD）信息：復(fù)合Modem采用IETF定義的RFC868協(xié)議從時(shí)間服務(wù)器中獲取當(dāng)前的日期和時(shí)間信息。RFC868定義了獲得時(shí)間的兩種方式，一種方式是面向連接的對(duì)應(yīng)獲取，另一種方式是面向無連接的廣播獲取。CMTS采用面向無連接方式從TOD服務(wù)器獲得復(fù)合Modem所需的時(shí)間信息。

⑥建立安全機(jī)制：作為通信的基礎(chǔ)保障，這里可使用RSM模塊建立安全保障。如果沒有安全協(xié)定建立，那么復(fù)合Modem必須與安全服務(wù)器建立安全通道保障安全。安全服務(wù)器的IP地址可從DHCP服務(wù)器的響應(yīng)中獲取。

⑦傳輸操作參數(shù)：復(fù)合Modem須使用TFTP協(xié)議從TFTP服務(wù)器上下載配置基礎(chǔ)信息參數(shù)文檔，獲取所需的各類參數(shù)值。

⑧初始化基本信息保密機(jī)制：在得到基本配置參數(shù)配置后，若RSM模塊沒有檢測(cè)到，復(fù)合Modem需要進(jìn)行初始化基本保密機(jī)制配置。完成初始化后，復(fù)合Modem將使用下載的配置參數(shù)向CMTS申請(qǐng)注冊(cè)，當(dāng)復(fù)合Modem接收到CMTS發(fā)出的注冊(cè)信息后，復(fù)合Modem就進(jìn)入正常的工作模式[4]。

其工作原理如圖6所示：

4 小結(jié)

現(xiàn)代通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到光纖傳輸，其帶寬和速率高，而最后一公里的進(jìn)戶問題解決中提出了不少方案，但在研制方面基于相互獨(dú)立體系，沒有對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行利用。該文所提的這種解決方案是基于實(shí)用的角度出發(fā)，在分析了相互之間已經(jīng)存在成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)電路部分進(jìn)行改進(jìn)，不需要增加太多的設(shè)備，利用已有的電視、電話線路。交換部分設(shè)備只需要增加部分連接線路，可使電話端局與有線電視網(wǎng)絡(luò)接入Internet，同時(shí)提高了帶寬。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王兆慶.基于三網(wǎng)融合環(huán)境下機(jī)頂盒的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，9：157-159.

[2] 劉文新.有線電視網(wǎng)絡(luò)的雙向改造技術(shù)[J].信息科技，2012，8：224.

[3] 劉靜.基于EPON的三網(wǎng)融合通信服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2011，19（11）：2868-2870.

[4] 姚軍，毛昕蓉.現(xiàn)代通信網(wǎng)[M].北京：人民郵電出版社，2010，9：133-138.

[5] 詹青龍，常承陽，顧劍鋒.網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010，11：278-279.

[6] 王惠玲.有線電視：實(shí)用技術(shù)與新技術(shù)[M].西安：西安電子科技出版社，2010，6.endprint

3.3復(fù)合Modem工作原理

復(fù)合Modem加電之后，必須進(jìn)行初始化，使恢復(fù)到設(shè)置的正常操作，才能進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，接收CMTS發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)，通過固定電話網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)。其工作過程如下：

①與CMTS建立同步，以搜索下行信道：首先復(fù)合Modem必須與一個(gè)下行信道建立同步。復(fù)合Modem連續(xù)地對(duì)下行鏈路信號(hào)進(jìn)行掃描，直到發(fā)現(xiàn)一個(gè)有效的下行鏈路信號(hào)。復(fù)合Modem與下行信號(hào)同步的準(zhǔn)則為：與QAM碼元定時(shí)同步、與FEC幀同步、與MPEG分組同步并標(biāo)識(shí)下行鏈路訪問控制的同步報(bào)文。

②獲取上行信道傳輸參數(shù)：建立同步后，復(fù)合Modem通過電話網(wǎng)絡(luò)上傳上行信道描述符，以獲得上行信道的傳輸參數(shù)找到UCD，并從同步信息中提取上行定時(shí)參數(shù)，找到MAP。

③校準(zhǔn)同步： 復(fù)合Modem在獲得上行鏈路信道的傳輸參數(shù)后，就可以與CMTS進(jìn)行通信。CMTS會(huì)在MAP中給該復(fù)合Modem分配一個(gè)初始維護(hù)的傳輸過程，用于調(diào)整復(fù)合Modem傳輸?shù)碾娖?、頻率等同步參數(shù)。另外，CMTS還會(huì)周期性地給復(fù)合Modem發(fā)送維護(hù)信息，用于對(duì)復(fù)合Modem進(jìn)行周期性的校準(zhǔn)同步。

④建立IP連接：校準(zhǔn)同步完成后，復(fù)合Modem通過動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（DHCP）服務(wù)器上獲取本機(jī)的IP地址。DHCP服務(wù)器的響應(yīng)中必須包含配置參數(shù)文件的文件名，放置這些配置參數(shù)的TFTP服務(wù)器的IP地址、時(shí)間服務(wù)器的IP地址等相關(guān)信息。

⑤建立時(shí)間（TOD）信息：復(fù)合Modem采用IETF定義的RFC868協(xié)議從時(shí)間服務(wù)器中獲取當(dāng)前的日期和時(shí)間信息。RFC868定義了獲得時(shí)間的兩種方式，一種方式是面向連接的對(duì)應(yīng)獲取，另一種方式是面向無連接的廣播獲取。CMTS采用面向無連接方式從TOD服務(wù)器獲得復(fù)合Modem所需的時(shí)間信息。

⑥建立安全機(jī)制：作為通信的基礎(chǔ)保障，這里可使用RSM模塊建立安全保障。如果沒有安全協(xié)定建立，那么復(fù)合Modem必須與安全服務(wù)器建立安全通道保障安全。安全服務(wù)器的IP地址可從DHCP服務(wù)器的響應(yīng)中獲取。

⑦傳輸操作參數(shù)：復(fù)合Modem須使用TFTP協(xié)議從TFTP服務(wù)器上下載配置基礎(chǔ)信息參數(shù)文檔，獲取所需的各類參數(shù)值。

⑧初始化基本信息保密機(jī)制：在得到基本配置參數(shù)配置后，若RSM模塊沒有檢測(cè)到，復(fù)合Modem需要進(jìn)行初始化基本保密機(jī)制配置。完成初始化后，復(fù)合Modem將使用下載的配置參數(shù)向CMTS申請(qǐng)注冊(cè)，當(dāng)復(fù)合Modem接收到CMTS發(fā)出的注冊(cè)信息后，復(fù)合Modem就進(jìn)入正常的工作模式[4]。

其工作原理如圖6所示：

4 小結(jié)

現(xiàn)代通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到光纖傳輸，其帶寬和速率高，而最后一公里的進(jìn)戶問題解決中提出了不少方案，但在研制方面基于相互獨(dú)立體系，沒有對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行利用。該文所提的這種解決方案是基于實(shí)用的角度出發(fā)，在分析了相互之間已經(jīng)存在成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)電路部分進(jìn)行改進(jìn)，不需要增加太多的設(shè)備，利用已有的電視、電話線路。交換部分設(shè)備只需要增加部分連接線路，可使電話端局與有線電視網(wǎng)絡(luò)接入Internet，同時(shí)提高了帶寬。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王兆慶.基于三網(wǎng)融合環(huán)境下機(jī)頂盒的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，9：157-159.

[2] 劉文新.有線電視網(wǎng)絡(luò)的雙向改造技術(shù)[J].信息科技，2012，8：224.

[3] 劉靜.基于EPON的三網(wǎng)融合通信服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2011，19（11）：2868-2870.

[4] 姚軍，毛昕蓉.現(xiàn)代通信網(wǎng)[M].北京：人民郵電出版社，2010，9：133-138.

[5] 詹青龍，常承陽，顧劍鋒.網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010，11：278-279.

[6] 王惠玲.有線電視：實(shí)用技術(shù)與新技術(shù)[M].西安：西安電子科技出版社，2010，6.endprint

3.3復(fù)合Modem工作原理

復(fù)合Modem加電之后，必須進(jìn)行初始化，使恢復(fù)到設(shè)置的正常操作，才能進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，接收CMTS發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)，通過固定電話網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)。其工作過程如下：

①與CMTS建立同步，以搜索下行信道：首先復(fù)合Modem必須與一個(gè)下行信道建立同步。復(fù)合Modem連續(xù)地對(duì)下行鏈路信號(hào)進(jìn)行掃描，直到發(fā)現(xiàn)一個(gè)有效的下行鏈路信號(hào)。復(fù)合Modem與下行信號(hào)同步的準(zhǔn)則為：與QAM碼元定時(shí)同步、與FEC幀同步、與MPEG分組同步并標(biāo)識(shí)下行鏈路訪問控制的同步報(bào)文。

②獲取上行信道傳輸參數(shù)：建立同步后，復(fù)合Modem通過電話網(wǎng)絡(luò)上傳上行信道描述符，以獲得上行信道的傳輸參數(shù)找到UCD，并從同步信息中提取上行定時(shí)參數(shù)，找到MAP。

③校準(zhǔn)同步： 復(fù)合Modem在獲得上行鏈路信道的傳輸參數(shù)后，就可以與CMTS進(jìn)行通信。CMTS會(huì)在MAP中給該復(fù)合Modem分配一個(gè)初始維護(hù)的傳輸過程，用于調(diào)整復(fù)合Modem傳輸?shù)碾娖?、頻率等同步參數(shù)。另外，CMTS還會(huì)周期性地給復(fù)合Modem發(fā)送維護(hù)信息，用于對(duì)復(fù)合Modem進(jìn)行周期性的校準(zhǔn)同步。

④建立IP連接：校準(zhǔn)同步完成后，復(fù)合Modem通過動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（DHCP）服務(wù)器上獲取本機(jī)的IP地址。DHCP服務(wù)器的響應(yīng)中必須包含配置參數(shù)文件的文件名，放置這些配置參數(shù)的TFTP服務(wù)器的IP地址、時(shí)間服務(wù)器的IP地址等相關(guān)信息。

⑤建立時(shí)間（TOD）信息：復(fù)合Modem采用IETF定義的RFC868協(xié)議從時(shí)間服務(wù)器中獲取當(dāng)前的日期和時(shí)間信息。RFC868定義了獲得時(shí)間的兩種方式，一種方式是面向連接的對(duì)應(yīng)獲取，另一種方式是面向無連接的廣播獲取。CMTS采用面向無連接方式從TOD服務(wù)器獲得復(fù)合Modem所需的時(shí)間信息。

⑥建立安全機(jī)制：作為通信的基礎(chǔ)保障，這里可使用RSM模塊建立安全保障。如果沒有安全協(xié)定建立，那么復(fù)合Modem必須與安全服務(wù)器建立安全通道保障安全。安全服務(wù)器的IP地址可從DHCP服務(wù)器的響應(yīng)中獲取。

⑦傳輸操作參數(shù)：復(fù)合Modem須使用TFTP協(xié)議從TFTP服務(wù)器上下載配置基礎(chǔ)信息參數(shù)文檔，獲取所需的各類參數(shù)值。

⑧初始化基本信息保密機(jī)制：在得到基本配置參數(shù)配置后，若RSM模塊沒有檢測(cè)到，復(fù)合Modem需要進(jìn)行初始化基本保密機(jī)制配置。完成初始化后，復(fù)合Modem將使用下載的配置參數(shù)向CMTS申請(qǐng)注冊(cè)，當(dāng)復(fù)合Modem接收到CMTS發(fā)出的注冊(cè)信息后，復(fù)合Modem就進(jìn)入正常的工作模式[4]。

其工作原理如圖6所示：

4 小結(jié)

現(xiàn)代通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到光纖傳輸，其帶寬和速率高，而最后一公里的進(jìn)戶問題解決中提出了不少方案，但在研制方面基于相互獨(dú)立體系，沒有對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行利用。該文所提的這種解決方案是基于實(shí)用的角度出發(fā)，在分析了相互之間已經(jīng)存在成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)電路部分進(jìn)行改進(jìn)，不需要增加太多的設(shè)備，利用已有的電視、電話線路。交換部分設(shè)備只需要增加部分連接線路，可使電話端局與有線電視網(wǎng)絡(luò)接入Internet，同時(shí)提高了帶寬。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王兆慶.基于三網(wǎng)融合環(huán)境下機(jī)頂盒的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，9：157-159.

[2] 劉文新.有線電視網(wǎng)絡(luò)的雙向改造技術(shù)[J].信息科技，2012，8：224.

[3] 劉靜.基于EPON的三網(wǎng)融合通信服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2011，19（11）：2868-2870.

[4] 姚軍，毛昕蓉.現(xiàn)代通信網(wǎng)[M].北京：人民郵電出版社，2010，9：133-138.

[5] 詹青龍，常承陽，顧劍鋒.網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010，11：278-279.

[6] 王惠玲.有線電視：實(shí)用技術(shù)與新技術(shù)[M].西安：西安電子科技出版社，2010，6.endprint