64-QAM和256-QAM兩種調(diào)制方式之歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編

歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編目前用的比較廣的基于有電視網(wǎng)絡(luò)的Cable系統(tǒng)其基本架構(gòu)圖2所示。有線視網(wǎng)絡(luò)通過Cable終端統(tǒng)（CMTS與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接用戶通過二分器將從CMTS得到信號(hào)分為兩，路直接到用戶的視中用于用戶看有線電視目另一路連接用戶的CableModem上通過Modem調(diào)制調(diào)與用戶的算機(jī)連接，戶以使用計(jì)算通過瀏互聯(lián)網(wǎng)。歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編

歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編在這工作模式下CableModem通過正交調(diào)幅（QAM）的方調(diào)制解調(diào)信，過有線電視軸電纜上和載據(jù)。這種技實(shí)際上是從線視同軸電纜模擬信號(hào)帶中離出作載建立下行通。根據(jù)用的調(diào)制方的同以不同的度傳輸數(shù)據(jù)。Modem一般采用的是和256-QAM兩調(diào)方式其特性表1。時(shí)間：2021.03.03

創(chuàng)作：歐陽(yáng)學(xué)

信道信碼率帶寬（sym/sec

理想傳輸實(shí)傳輸速率速（b/s（b/s）調(diào)制方式歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編

歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編

6MHz6MHz

5.057M5.361M

30.34M42.88M

同樣，為了抑制上行的噪聲積累，一般采用者QPSK調(diào)制方式。其特性如表2所示：信號(hào)碼率（）

信道帶寬

理實(shí)傳輸速率傳速率（）（）

理傳實(shí)傳輸速率（）輸速率（）160k320K640K

0.2MHz0.4MHz0.8MHz1.6MHz

~0.6MHz~1.2MHz~2.3MHz~4.6MHz

~0.3MHz~0.6MHz~1.2MHz~2.3MHz由此

上行符號(hào)速率QPSK數(shù)速率16QAM數(shù)據(jù)速率

所用帶

可以看出工作其本

(kbps)(kbps)(KHz)32064020064012804002560800

這種模式質(zhì)就是利用現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡(luò)帶寬來(lái)傳遞互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。在這種模式下工作時(shí)，Cable終端系統(tǒng)（）在整個(gè)系統(tǒng)中起到非常重要的作用，它不但是Cable的控制中心，而且它還是有線電視網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的接口部分。用戶通過CMTS與互連網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)如圖所示。它其實(shí)與一般的互聯(lián)網(wǎng)接入方案沒有太大的區(qū)別，系統(tǒng)包括路由器、以太網(wǎng)交換機(jī)、用戶賬號(hào)管理服務(wù)器、數(shù)據(jù)緩存服務(wù)器。但與一般的互聯(lián)網(wǎng)歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編

歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編接入方案不同的是，它增加了modem控制服務(wù)器和將與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)交互的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為RF信號(hào)并嵌入有線電視信號(hào)的部分。這種工作方式所帶來(lái)的好處是顯而易見的，有線電視用戶不用鋪設(shè)新的數(shù)據(jù)通道，利用現(xiàn)有的有線電視線路，即可以與互連網(wǎng)絡(luò)交互數(shù)據(jù)。并且根據(jù)表1所示，用戶使用時(shí)的數(shù)據(jù)下載速率和現(xiàn)有的DSL、等寬帶接入方案不相上下。用戶甚至可以無(wú)需繳納網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi)用，當(dāng)然這要取決于有線電視網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商是否愿意提供這項(xiàng)服務(wù)。但這種工作方式的缺點(diǎn)正如表示，由于信噪比的原因，數(shù)據(jù)上行的速度就遠(yuǎn)遠(yuǎn)慢于數(shù)據(jù)下行的速度。這從以瀏覽為主的用戶而言并不是什么問題，但對(duì)一些需要大量上傳數(shù)據(jù)的用戶而言這種接入方式就不是很理想了?；谕瑯拥墓ぷ髟恚行S商已經(jīng)開發(fā)出應(yīng)用微波或衛(wèi)星傳輸互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的產(chǎn)品。可用的速率范圍及所用的帶寬示于表歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編

歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編目前應(yīng)用的比較廣泛的是基于有線電視網(wǎng)絡(luò)的Modem系統(tǒng)，其基本架構(gòu)如圖2所示。有線電視網(wǎng)絡(luò)通過CableModem終端系統(tǒng)（）與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接。用戶通過二路分離器將從得到的信號(hào)分為兩路，一路直接接到用戶的電視機(jī)中用于用戶觀看有線電視節(jié)目，另一路連接到用戶的CableModem上，通過CableModem調(diào)制解調(diào)與用戶的計(jì)算機(jī)連接，用戶可以使用計(jì)算機(jī)通過CableModem瀏覽互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。在這種工作模式下，CableModem通過正交調(diào)幅（QAM）的方式調(diào)制解調(diào)信號(hào)，通過有線電視同軸電纜上和下載數(shù)據(jù)。這種技術(shù)實(shí)際上是從有線電視同軸電纜的模擬信號(hào)帶寬中分離出作為載頻建立下行通道。根據(jù)采用的調(diào)制方式的不同以不同的速度傳輸數(shù)據(jù)。Modem一般采用的是64-QAM和256-QAM兩種調(diào)制方式，其特性如表1。調(diào)制方式道帶信號(hào)碼（sym/sec）理想傳速率（）實(shí)際傳輸速（b/s64-QAM6MHz256-QAM6MHz

5.057M5.361M

30.34M42.88M

~27M~38M同樣，為了抑制上行的噪聲積累，一般采用或者調(diào)制方式。其特性如表2所示：信號(hào)碼率（sym/sec）160k320K640K1280K

信道帶寬0.2MHz0.4MHz0.8MHz1.6MHz

16-QAM理傳輸速率（）0.64MHz1.28MHz2.56MHz5.12MHz

16-QAM際傳輸速率（）~0.6MHz~1.2MHz~2.3MHz~4.6MHz

QPSK理傳輸速率（）0.32MHz0.64MHz1.28MHz2.56MHz

QPSK實(shí)際傳輸速率（）~0.3MHz~0.6MHz~1.2MHz~2.3MHz由此可以看出這種工作模式其本質(zhì)就是利用現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡(luò)帶寬來(lái)傳遞互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。在這種模式下工作時(shí)，Modem終端系統(tǒng)（CMTS）在整個(gè)系統(tǒng)中起到非常重要的作用，它不但是Modem的控制中心，而且它還是有線電視網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的接口部分。用戶通過CMTS與互連網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)。歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編

歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編CMTS結(jié)構(gòu)如圖3所示。它其實(shí)與一般的互聯(lián)網(wǎng)接入方案沒有太大的區(qū)別，系統(tǒng)包括路由器、以太網(wǎng)交換機(jī)、用戶賬號(hào)管理服務(wù)器、數(shù)據(jù)緩存服務(wù)器。但與一般的互聯(lián)網(wǎng)接入方案不同的是，它增加了modem控制服務(wù)器和將與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)交互的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為信號(hào)并嵌入有線電視信號(hào)的部分。這種工作方式所帶來(lái)的好處是顯而易見的，有線電視用戶不用鋪設(shè)新的數(shù)據(jù)通道，利用現(xiàn)有的有線電視線路，即可以與互連網(wǎng)絡(luò)交互數(shù)據(jù)。并且根據(jù)表1所示，用戶使用時(shí)的數(shù)據(jù)下載速率和現(xiàn)有的DSL、LAN等寬帶接入方案不相上下。用戶甚至可以無(wú)需繳納網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi)用，當(dāng)然這要取決于有線電視網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商是否愿意提供這項(xiàng)服務(wù)。但這種工作方式的缺點(diǎn)正如表2所示，由于信噪比的原因，數(shù)據(jù)上行的速度就遠(yuǎn)遠(yuǎn)慢于數(shù)據(jù)下行的速度。這從以瀏覽為主的用戶而言并不是什么問題，但對(duì)一些需要大量上傳數(shù)據(jù)的用戶而言這種接入方式就不是很理想了?；谕瑯拥墓ぷ髟?，有些廠商已經(jīng)開發(fā)出應(yīng)用微波或衛(wèi)星傳輸互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的產(chǎn)品。歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編

歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編圖4所示為應(yīng)用衛(wèi)星系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。用戶和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商采用廉價(jià)的電信線路（例如電話線、無(wú)線電）連接，用戶利用此線路通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商向INTERNET出請(qǐng)求。INTERNET響應(yīng)后，通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商將數(shù)據(jù)經(jīng)過調(diào)制后傳輸給衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射設(shè)備。衛(wèi)星信號(hào)通過通訊衛(wèi)星傳輸給用戶端的衛(wèi)星信號(hào)接收設(shè)備。調(diào)制解調(diào)設(shè)備將接收到的衛(wèi)星信號(hào)解調(diào)后得到數(shù)據(jù)再傳送給請(qǐng)求數(shù)據(jù)的用戶使用。利用衛(wèi)星信號(hào)，可以給用戶提供寬帶的接入方式。在這種工作模式中，可以明顯看出上行數(shù)據(jù)速度和下行數(shù)據(jù)速度是不平衡的，我們甚至可以認(rèn)為這只是一個(gè)單向下行的接入方式，而且這種工作模式占用衛(wèi)星線路的資源。但是這種工作方式非常適用于地形條件惡劣的地區(qū)，如山區(qū)、極地等不適合鋪設(shè)高速數(shù)據(jù)線路的地區(qū)。另外，它還適用于海上作業(yè)等許多的移動(dòng)目標(biāo)接收數(shù)據(jù)。如果我們將數(shù)據(jù)嵌入衛(wèi)星轉(zhuǎn)播的電視信號(hào)之中，在用戶衛(wèi)星信號(hào)接收解碼后使用類似于CableModem的調(diào)制解調(diào)設(shè)備接收數(shù)據(jù)。那么它對(duì)于衛(wèi)星電視用戶來(lái)說(shuō)將更加節(jié)省資源。利用微波系統(tǒng)傳輸INTERNET網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的方式與上面介紹的利用衛(wèi)星系統(tǒng)的方式基本相同，只是使用微波發(fā)射接收設(shè)備替代衛(wèi)星信號(hào)發(fā)送接收設(shè)備。二者的工作原理是完全一致的。以上介紹了在電視技術(shù)領(lǐng)域和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域數(shù)據(jù)交互的幾種技術(shù)，下面我們要介紹在電視技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的數(shù)據(jù)交互技術(shù)，即所謂的交互電視。但通過分析我們將會(huì)看到上面介紹的這幾種技術(shù)在交互電視技術(shù)領(lǐng)域中所起到的作用。(待續(xù))本文主要介紹了HFC雙向傳輸系統(tǒng)中的CM和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、工作原理、接入方式、電平調(diào)整和設(shè)備的選型。并對(duì)它們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用及傳輸歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編

歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編過程做了簡(jiǎn)要介紹，還對(duì)CM在傳輸中的技術(shù)問題進(jìn)行了探

討。1

綜

述廣播電視新技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，加速了我國(guó)有線電視系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，HFC光纖電纜混合網(wǎng)的傳輸技術(shù)目前已成為世界各國(guó)的主流，如何把建成高速寬帶多媒體雙向傳輸網(wǎng)絡(luò)是各大有線臺(tái)正在實(shí)施和考慮的問題。因?yàn)楣饫w電纜混合網(wǎng)采用的是模擬技術(shù)來(lái)傳送有線電視，要想達(dá)到傳輸數(shù)字信號(hào)的目的，就要進(jìn)行寬帶調(diào)制，也就是要采用CableModem電纜調(diào)制解調(diào)器的傳輸技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的傳遞工作。而雙向傳輸中的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備CMTS和Modem在網(wǎng)絡(luò)中占主導(dǎo)作用，對(duì)它們的熟悉和了解以及在網(wǎng)絡(luò)中如何應(yīng)用好數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備非常重要，因此對(duì)Cable和CMTS所執(zhí)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工作原理、接入方式、設(shè)備選型以及在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中電平的調(diào)整等方面問題做了介紹，并對(duì)傳輸中的技術(shù)問題進(jìn)行了討

論。2Modem的傳輸標(biāo)準(zhǔn)和頻配置歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編

歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編2

．

1

傳

輸

標(biāo)

準(zhǔn)國(guó)際電聯(lián)電信標(biāo)準(zhǔn)部年月通過了J．建議于VI.、Vl.l標(biāo)準(zhǔn)的（以下簡(jiǎn)稱）系統(tǒng)，下行采用64QAM或256QAM調(diào)方式；上行采用／調(diào)制方式。CM在一個(gè)6MHz（NTSC）或8MHz（PALD的寬帶中，若用64QAM調(diào)傳輸?shù)剑?.8MHz的帶寬時(shí)，當(dāng)采用／16QAM調(diào)制技術(shù)時(shí)，為10Mbps到，但是它的、下行寬為用戶享。CM提供的速率是非對(duì)稱的。下行信道是連續(xù)的，數(shù)據(jù)流以信元或者打包的方式來(lái)進(jìn)行信息的傳輸，它可根據(jù)數(shù)據(jù)流信元或者數(shù)據(jù)包信息中的地址信息來(lái)認(rèn)可某個(gè)終端來(lái)接收數(shù)據(jù)，而上行數(shù)據(jù)和信通需一個(gè)媒體接入控制，用于形成和控制用戶數(shù)據(jù)包或信元進(jìn)入公用道。以上調(diào)制方式采用編碼技術(shù)進(jìn)行前向到錯(cuò)，上行信號(hào)的傳輸采用QPSK／調(diào)制技術(shù)，能大幅度提高系統(tǒng)的抗干擾能力，而且能有效的使脈沖干擾的持續(xù)時(shí)歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編

歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編間較短，一般情況下只能造成一段碼流的誤碼率增高。2

．

2

頻

率

配

置根據(jù)／廣播電視技術(shù)規(guī)范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，5～為上行頻率配置；6587MHz為過渡頻率帶；87～為調(diào)頻廣播范圍；108為模擬、數(shù)字、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)下行帶寬。根據(jù)IEEE802．14F規(guī)定，5～45MHz為CM上行頻率配置，～450MHz用于傳輸下行模擬信號(hào)～用于數(shù)字傳。由此可見CM有豐富的頻率帶寬資源，當(dāng)信息量的需求越來(lái)越大時(shí)，它將顯示自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，是電信網(wǎng)無(wú)法比

擬

的。3CMTS和Medem在雙向傳輸中的作用3

．

1是電纜調(diào)制解調(diào)器的頭端設(shè)備，它能對(duì)終端設(shè)備CM進(jìn)行認(rèn)證、配置和管理，它還能為CM供連接骨干網(wǎng)和Internet的通道，而且能在客戶端和HFC網(wǎng)絡(luò)之間提供透明的輸通道。多媒體寬帶可利用來(lái)進(jìn)行傳輸，它的基本傳輸模式是：發(fā)送下行和接收上行數(shù)據(jù)信號(hào)，能給用戶提供高速因特網(wǎng)和網(wǎng)，能完歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編

歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編成有線電視網(wǎng)絡(luò)的路由連接。CMTS提供端口與計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的交換機(jī)相連，把

HFC寬帶網(wǎng)、省網(wǎng)

、

國(guó)

家

光

纖

干

線

網(wǎng)

聯(lián)

接。和有兩種標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口，設(shè)備設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)用于連接以大網(wǎng)的交換機(jī)／以太網(wǎng)接口或ATM的－3接口、路由器或者ATM交換機(jī)。還沒有接口，又分為上行RF和下行RF通道，一般情況下它的下行通道的速率分別為

和。3

．

2CMCM是用戶終端數(shù)字接收設(shè)備，稱電纜調(diào)制解調(diào)器，它能承載～個(gè)用戶，也可為單獨(dú)用戶使用，它負(fù)責(zé)接收CMTS送來(lái)的下行數(shù)據(jù)信息，并把接收的信息調(diào)制成用戶所需的信號(hào)，還具備路由器和網(wǎng)橋功能。與相聯(lián)的終端設(shè)備就是機(jī)，分內(nèi)置和外置式兩種，內(nèi)置式通過口與PC機(jī)相連，外置式可通過串行接口或以太網(wǎng)接口與

機(jī)相連。CM的網(wǎng)絡(luò)接口分別為RF和CPE（Premise歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編

歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編）接口，傳輸上行數(shù)據(jù)時(shí)都要通過這兩個(gè)接口，如果采用電話回傳CM就只有下行數(shù)據(jù)通過RF接口；而網(wǎng)絡(luò)接口主要是連接用戶PC機(jī)和本地以太網(wǎng)的USB標(biāo)準(zhǔn)接口，其速率可達(dá)10Mbps，CPE是終端用戶的前提設(shè)備，它由PC機(jī)，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)等組成，除此之外為適合更多的功能，還應(yīng)具備、的電話接，這樣用戶可通過HFC網(wǎng)絡(luò)開展電話通話業(yè)務(wù)。3．CMTS

和

CM

的應(yīng)用和CM配合在一起可在HFC網(wǎng)絡(luò)中展開音、視頻會(huì)議、網(wǎng)上炒股，打（IP）電話、遠(yuǎn)程教育、網(wǎng)上雙向游戲；還能提供快速的接入、瀏覽、發(fā)電子郵件和開展網(wǎng)上購(gòu)物；由和CM構(gòu)的有線數(shù)據(jù)系統(tǒng)能開展和提供多項(xiàng)目的服務(wù)功能，如

過濾器、防欺詐特性、服務(wù)級(jí)別、HFC靜態(tài)路徑服務(wù)；除此之外還能開展工商、行政、稅務(wù)、銀行、教育、證券等項(xiàng)目

的

服

務(wù)

工

作。由于CMTS為頭端設(shè)備，它可覆蓋整網(wǎng)絡(luò)，可設(shè)在前端機(jī)房，也可設(shè)在分中心或者片區(qū)光節(jié)點(diǎn)，這要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)擁有用戶的多少來(lái)考慮CMTS能在有線電視網(wǎng)和數(shù)據(jù)歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編

歐陽(yáng)學(xué)創(chuàng)編網(wǎng)

之

間

起

到

網(wǎng)

關(guān)

的

作

用。每臺(tái)CM都擁有一個(gè)48位的物理地址外，還有一個(gè)14位的服務(wù)標(biāo)識(shí)（ID），并由分配，每個(gè)服務(wù)標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)一種服務(wù)類型，通過服務(wù)標(biāo)識(shí)在

CM與