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标题: 有线电视Cable宽带接入DOCSIS2.0技术解密 [打印本页]

作者: admin 时间: 2014-10-13 14:28
标题: 有线电视Cable宽带接入DOCSIS2.0技术解密
有线电视电缆（Cable）方式宽带接入互联网的标准是DOCSIS（DataOverCableService Interface Specification），最近这个标准升级到了2.0，并且Imedia公司在4月份宣布了DOCSIS2.0芯片IM6030和可立即批量生产的参考设计。这意味着新型Cable猫和头端设备的上市时间会大大加快，成本也能保证较低水平，这对Cable宽带接入市场的发展是至关重要的。
改进上行传输速率
新版DOCSIS的主要改进是大大提高了上行信道速率，可达到30Mbps，基本和下行速率达到对称。而以前的1.0和1.1版本则是上行速率10Mbps，下行速率56Mbps（均为峰值）。改进的部分主要是在物理层，链路层以上仍然和以太网相似，为IEEE802LLC。DOCSIS2.0 引入了新的S-CDMA（同步码分多址）调制技术，同旧的A-TDMA（灵敏时分多址）技术相比，新技术更有利于在恶劣的噪声和干扰及低带宽环境下有效地传输数据，并支持更多的用户，同时也能更好地支持业务质量。DOCSIS2.0同时包含了 S-CDMA和A-TDMA两种调制方式，以保证同旧有设施的兼容性。
S-CDMA允许多个Cable猫同时传输数据，因此能获得高的接入速率。这些Cable猫必须在相位和频率上进行同步，以保证各个数据流维持相互正交、互不干扰，同步时钟则由头端设备来提供。为了维持和TDMA设备在MAC层的兼容性，原有的时间帧仍然保留，不过由一维变为二维，S-CDMA的帧就成了时间帧的矩阵，矩阵的一个方向是时间，另一个方向是码字。一条通道内可分配128个相互正交的码字，每个时间帧使用两个码字，这样就允许同时64个Cable猫进行传输。S-CDMA还包括了前向错误修正功能，一定程度上可避免重传，这在视频等实时业务中是有用的。此外，S-CDMA还包括一些优化参数，以获得更好的传输性能。
三大接入技术孰优孰劣
既然是宽带接入，就应该是出入都是宽带，即下行是宽带，而上行也是宽带。就这一点来说，ADSL显然有些过时，它是适应前些年的上网浏览和视频点播等不对称业务的，而现在的应用增加了上行传输的比重，如对等通信、互动游戏，以及团体用户等。所以，从技术上讲，DOCSIS2.0和以太网应该是用户的首选接入方式。简言之，Cable接入有以下的优点：
基础设施已经广泛存在，并且拥有光纤主干；
具有比传统电话线和无线连接更大的带宽；
无需拨号，无需复杂的信令协议；
媒体属于共享类型，不用电路交换，因此费用低，并且资费不以连接时间为基础，这符合Internet的精神。
对于新建的智能小区来说，以太网方式肯定是理想的选择，不仅成本低，可用速度高，更重要的是符合大的技术走向，适应未来城域网把以太网作为基础的发展方向。但对于特别分散的用户，ADSL则是唯一的选择。对于Cable来说，最大优势是有线电视网相当普及，已经有了庞大的基础设施，无须额外过多的布线工程（但也需要进行单向改双向的改造，即在头端增加Cable猫终结系统）。因而对于较老的小区用户以及比较分散的上网人群来说，Cable接入是最优选择。另一个技术上的原因是有线电视电缆属于共享线路方式，如果用户非常集中，每一个Cable用户的加入都会增加噪声、占用频道、减少可靠性以及影响线路上已有的用户服务质量，最终导致宽带不宽的局面。交换式以太网和ADSL则不会发生这种情况。
陈绍强博士技术观察
从纯技术的角度讲，Cable接入原本并非为数据双向传输业务所设计，所以在技术上有其固有缺陷，如带宽较窄，树型结构导致噪声的叠加效应和单故障点失效，易于受到干扰和外力破坏而导致安全性降低等等。为了克服这些障碍，需要引入复杂的技术。S-CDMA就相当复杂，为了利用有限带宽，以及为了保持后向兼容，不得不采用复杂的编码格式和帧格式。这和以太网简洁的基带调制方式相比，当然就意味着高成本和低效率了。这些技术上的限制也限制了Cable技术进一步发展的空间。
就目前应用情况来看，我国有部分城市已经使用Cable接入方式，另有一些城市已经明确表示将放弃Cable方式，而全面转向以太网，这当然是有成本的原因，但更深层的原因在于以太网的美好前景和技术发展空间。不过，应当看到，Cable技术也在不断发展和完善，况且Cable方式有着良好的光缆基础，将来对于最终的光纤入户也未尝不会做出贡献。
Cable的触角最长
我国目前有1亿以上的家庭拥有电视，三分之一的家庭拥有有线电视，并以每年500万户速度增长。全国有线电视网线路长度已经超过250万公里，光缆干线超过30万公里，可以说中国是最大的Cable宽带接入市场。关键的一点是要建立一个良好的经营和获利模式，这是设备厂家和运营部门应该联合起来，共同研究的问题。
在北美，Cable接入是较有市场的，基本和ADSL打成平手，一方面是因为人口分布不是特别密集，另一方面也是因为美国电信运营政策相对较为宽松。在我国，Cable接入的形势要严峻得多，其成功的关键在于尽快利用现有的HFC基础设施，抓住市场机会，推出能为广大用户所接受的业务。这取决于三个因素：一，体制上有所变化。目前负责提供数据网络服务的主要还是电信部门，电信的重点当然是放在ADSL和LAN上，需要尽快扭转这一局面。二，技术上克服问题。主要是标准的国产化，将DOCSIS标准适应中国的特殊情况做相应改动。三，降低成本。这是最终用户的硬性需求，现在Cable猫的成本已经低至50美元，厂家们仍在努力进一步降低成本。

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