64-QAM和256-QAM兩種調(diào)制方式之歐陽學創(chuàng)編

歐陽學創(chuàng)編目前用的比較廣的基于有電視網(wǎng)絡的Cable系統(tǒng)其基本架構圖2所示。有線視網(wǎng)絡通過Cable終端統(tǒng)（CMTS與互聯(lián)網(wǎng)絡連接用戶通過二分器將從CMTS得到信號分為兩，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)與用戶的算機連接，戶以使用計算通過瀏互聯(lián)網(wǎng)。歐陽學創(chuàng)編

歐陽學創(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)。這種技實際上是從線視同軸電纜模擬信號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。時間：2021.03.03

創(chuàng)作：歐陽學

信道信碼率帶寬（sym/sec

理想傳輸實傳輸速率速（b/s（b/s）調(diào)制方式歐陽學創(chuàng)編

歐陽學創(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：信號碼率（）

信道帶寬

理實傳輸速率傳速率（）（）

理傳實傳輸速率（）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)絡帶寬來傳遞互聯(lián)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)。在這種模式下工作時，Cable終端系統(tǒng)（）在整個系統(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)絡與互聯(lián)網(wǎng)絡的接口部分。用戶通過CMTS與互連網(wǎng)絡交換數(shù)據(jù)。結構如圖所示。它其實與一般的互聯(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、用戶賬號管理服務器、數(shù)據(jù)緩存服務器。但與一般的互聯(lián)網(wǎng)歐陽學創(chuàng)編

歐陽學創(chuàng)編接入方案不同的是，它增加了modem控制服務器和將與互聯(lián)網(wǎng)絡交互的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為RF信號并嵌入有線電視信號的部分。這種工作方式所帶來的好處是顯而易見的，有線電視用戶不用鋪設新的數(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)絡交互數(shù)據(jù)。并且根據(jù)表1所示，用戶使用時的數(shù)據(jù)下載速率和現(xiàn)有的DSL、等寬帶接入方案不相上下。用戶甚至可以無需繳納網(wǎng)絡使用費用，當然這要取決于有線電視網(wǎng)絡服務商是否愿意提供這項服務。但這種工作方式的缺點正如表示，由于信噪比的原因，數(shù)據(jù)上行的速度就遠遠慢于數(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。基于同樣的工作原理，有些廠商已經(jīng)開發(fā)出應用微波或衛(wèi)星傳輸互聯(lián)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的產(chǎn)品?？捎玫乃俾史秶八玫膸捠居诒須W陽學創(chuàng)編

歐陽學創(chuàng)編目前應用的比較廣泛的是基于有線電視網(wǎng)絡的Modem系統(tǒng)，其基本架構如圖2所示。有線電視網(wǎng)絡通過CableModem終端系統(tǒng)（）與互聯(lián)網(wǎng)絡連接。用戶通過二路分離器將從得到的信號分為兩路，一路直接接到用戶的電視機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)與用戶的計算機連接，用戶可以使用計算機通過CableModem瀏覽互聯(lián)網(wǎng)絡。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，通過有線電視同軸電纜上和下載數(shù)據(jù)。這種技術實際上是從有線電視同軸電纜的模擬信號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)制方式道帶信號碼（sym/sec）理想傳速率（）實際傳輸速（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)絡帶寬來傳遞互聯(lián)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)。在這種模式下工作時，Modem終端系統(tǒng)（CMTS）在整個系統(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)絡與互聯(lián)網(wǎng)絡的接口部分。用戶通過CMTS與互連網(wǎng)絡交換數(shù)據(jù)。歐陽學創(chuàng)編

歐陽學創(chuàng)編CMTS結構如圖3所示。它其實與一般的互聯(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、用戶賬號管理服務器、數(shù)據(jù)緩存服務器。但與一般的互聯(lián)網(wǎng)接入方案不同的是，它增加了modem控制服務器和將與互聯(lián)網(wǎng)絡交互的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為信號并嵌入有線電視信號的部分。這種工作方式所帶來的好處是顯而易見的，有線電視用戶不用鋪設新的數(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)絡交互數(shù)據(jù)。并且根據(jù)表1所示，用戶使用時的數(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。用戶甚至可以無需繳納網(wǎng)絡使用費用，當然這要取決于有線電視網(wǎng)絡服務商是否愿意提供這項服務。但這種工作方式的缺點正如表2所示，由于信噪比的原因，數(shù)據(jù)上行的速度就遠遠慢于數(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)出應用微波或衛(wèi)星傳輸互聯(lián)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的產(chǎn)品。歐陽學創(chuàng)編

歐陽學創(chuàng)編圖4所示為應用衛(wèi)星系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的系統(tǒng)結構圖。用戶和互聯(lián)網(wǎng)絡服務提供商采用廉價的電信線路（例如電話線、無線電）連接，用戶利用此線路通過互聯(lián)網(wǎng)絡服務提供商向INTERNET出請求。INTERNET響應后，通過互聯(lián)網(wǎng)絡服務提供商將數(shù)據(jù)經(jīng)過調(diào)制后傳輸給衛(wèi)星信號發(fā)射設備。衛(wèi)星信號通過通訊衛(wèi)星傳輸給用戶端的衛(wèi)星信號接收設備。調(diào)制解調(diào)設備將接收到的衛(wèi)星信號解調(diào)后得到數(shù)據(jù)再傳送給請求數(shù)據(jù)的用戶使用。利用衛(wèi)星信號，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，我們甚至可以認為這只是一個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)等許多的移動目標接收數(shù)據(jù)。如果我們將數(shù)據(jù)嵌入衛(wèi)星轉(zhuǎn)播的電視信號之中，在用戶衛(wèi)星信號接收解碼后使用類似于CableModem的調(diào)制解調(diào)設備接收數(shù)據(jù)。那么它對于衛(wèi)星電視用戶來說將更加節(jié)省資源。利用微波系統(tǒng)傳輸INTERNET網(wǎng)絡數(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)射接收設備替代衛(wèi)星信號發(fā)送接收設備。二者的工作原理是完全一致的。以上介紹了在電視技術領域和互聯(lián)網(wǎng)絡技術領域數(shù)據(jù)交互的幾種技術，下面我們要介紹在電視技術領域內(nèi)的數(shù)據(jù)交互技術，即所謂的交互電視。但通過分析我們將會看到上面介紹的這幾種技術在交互電視技術領域中所起到的作用。(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)傳輸設備的執(zhí)行標準、工作原理、接入方式、電平調(diào)整和設備的選型。并對它們在網(wǎng)絡中的應用及傳輸歐陽學創(chuàng)編

歐陽學創(chuàng)編過程做了簡要介紹，還對CM在傳輸中的技術問題進行了探

討。1

綜

述廣播電視新技術的不斷更新和發(fā)展，加速了我國有線電視系統(tǒng)網(wǎng)絡的建設，HFC光纖電纜混合網(wǎng)的傳輸技術目前已成為世界各國的主流，如何把建成高速寬帶多媒體雙向傳輸網(wǎng)絡是各大有線臺正在實施和考慮的問題。因為光纖電纜混合網(wǎng)采用的是模擬技術來傳送有線電視，要想達到傳輸數(shù)字信號的目的，就要進行寬帶調(diào)制，也就是要采用CableModem電纜調(diào)制解調(diào)器的傳輸技術來實現(xiàn)數(shù)字信號的傳遞工作。而雙向傳輸中的數(shù)據(jù)傳輸設備CMTS和Modem在網(wǎng)絡中占主導作用，對它們的熟悉和了解以及在網(wǎng)絡中如何應用好數(shù)據(jù)傳輸設備非常重要，因此對Cable和CMTS所執(zhí)行的技術標準、工作原理、接入方式、設備選型以及在網(wǎng)絡運行中電平的調(diào)整等方面問題做了介紹，并對傳輸中的技術問題進行了討

論。2Modem的傳輸標準和頻配置歐陽學創(chuàng)編

歐陽學創(chuàng)編2

．

1

傳

輸

標

準國際電聯(lián)電信標準部年月通過了J．建議于VI.、Vl.l標準的（以下簡稱）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6MHz（NTSC）或8MHz（PALD的寬帶中，若用64QAM調(diào)傳輸?shù)剑?.8MHz的帶寬時，當采用／16QAM調(diào)制技術時，為10Mbps到，但是它的、下行寬為用戶享。CM提供的速率是非對稱的。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進行信息的傳輸，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認可某個終端來接收數(shù)據(jù)，而上行數(shù)據(jù)和信通需一個媒體接入控制，用于形成和控制用戶數(shù)據(jù)包或信元進入公用道。以上調(diào)制方式采用編碼技術進行前向到錯，上行信號的傳輸采用QPSK／調(diào)制技術，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)時歐陽學創(chuàng)編

歐陽學創(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)／廣播電視技術規(guī)范行業(yè)標準規(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～用于數(shù)字傳。由此可見CM有豐富的頻率帶寬資源，當信息量的需求越來越大時，它將顯示自己獨特的優(yōu)勢，是電信網(wǎng)無法比

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)器的頭端設備，它能對終端設備CM進行認證、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)絡之間提供透明的輸通道。多媒體寬帶可利用來進行傳輸，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，能給用戶提供高速因特網(wǎng)和網(wǎng)，能完歐陽學創(chuàng)編

歐陽學創(chuàng)編成有線電視網(wǎng)絡的路由連接。CMTS提供端口與計算機局域網(wǎng)的交換機相連，把

HFC寬帶網(wǎng)、省網(wǎng)

、

國

家

光

纖

干

線

網(wǎng)

聯(lián)

接。和有兩種標準網(wǎng)絡接口，設備設置的網(wǎng)絡用于連接以大網(wǎng)的交換機／以太網(wǎng)接口或ATM的－3接口、路由器或者ATM交換機。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)字接收設備，稱電纜調(diào)制解調(diào)器，它能承載～個用戶，也可為單獨用戶使用，它負責接收CMTS送來的下行數(shù)據(jù)信息，并把接收的信息調(diào)制成用戶所需的信號，還具備路由器和網(wǎng)橋功能。與相聯(lián)的終端設備就是機，分內(nèi)置和外置式兩種，內(nèi)置式通過口與PC機相連，外置式可通過串行接口或以太網(wǎng)接口與

機相連。CM的網(wǎng)絡接口分別為RF和CPE（Premise歐陽學創(chuàng)編

歐陽學創(chuàng)編）接口，傳輸上行數(shù)據(jù)時都要通過這兩個接口，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)絡接口主要是連接用戶PC機和本地以太網(wǎng)的USB標準接口，其速率可達10Mbps，CPE是終端用戶的前提設備，它由PC機，網(wǎng)絡計算機等組成，除此之外為適合更多的功能，還應具備、的電話接，這樣用戶可通過HFC網(wǎng)絡開展電話通話業(yè)務。3．CMTS

和

CM

的應用和CM配合在一起可在HFC網(wǎng)絡中展開音、視頻會議、網(wǎng)上炒股，打（IP）電話、遠程教育、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)上購物；由和CM構的有線數(shù)據(jù)系統(tǒng)能開展和提供多項目的服務功能，如

過濾器、防欺詐特性、服務級別、HFC靜態(tài)路徑服務；除此之外還能開展工商、行政、稅務、銀行、教育、證券等項目

的

服

務

工

作。由于CMTS為頭端設備，它可覆蓋整網(wǎng)絡，可設在前端機房，也可設在分中心或者片區(qū)光節(jié)點，這要根據(jù)網(wǎng)絡擁有用戶的多少來考慮CMTS能在有線電視網(wǎng)和數(shù)據(jù)歐陽學創(chuàng)編

歐陽學創(chuàng)編網(wǎng)

之

間

起

到

網(wǎng)

關

的

作

用。每臺CM都擁有一個48位的物理地址外，還有一個14位的服務標識（ID），并由分配，每個服務標識對應一種服務類型，通過服務標識在

CM與