有线电视网是一个非常宝贵的资源，通过双向化和数字化的发展，有线电视系统除了能够提供更多、更丰富、质量更好的电视节目外，还有着足够的频带资源来提供其他非广播业务。Cable Modem与以往的Modem在原理上都是将数据进行调制后在Cable(电缆)的一个频率范围内传输，接收时进行解调，传输机理与普通Modem相同。不同之处在于它是通过有线电视CATV的某个传输频带进行调制解调的。而普通Modem的传输介质在用户与访问服务器之间是独立的，即用户独享通信介质。Cable Modem属于共享介质系统，其他空闲频段仍然可用于有线电视信号的传输。
  
   　　Cable Modem彻底解决了由于声音图像的传输而引起的阻塞，其速率已达10Mbps以上，下行速率则更高。而传统的Modem虽然已经开发出了速率56Kbps的产品，但其理论传输极限为64Kbps，再想提高已不大可能。
  
   　　Cable Modem也是组建城域网的关键设备，混合光纤同轴网(HFC)主干线用光纤，光结点小区内用树型总线同轴电缆网连接用户，其传输频率可高达550/750MHz。在HFC网中传输数据就需要使用Cable Modem。
  
   　　可以看出Cable Modem是未来网络发展的一种重要选择，但是，目前尚没有Cable Modem的国际统一标准，各厂家产品的传输速率均不相同。因此，高速城域网宽带接入网的组建还有待于Cable Modem国际统一标准的出台。
  
   　　Cable Modem 分类
  
   　　随着Cable Modem技术的发展，也出现了不少Cable Modem类型，大至可以分为以下几种：
  
   　　1．从传输方式上可分为双向对称式传输和非对称式传输。对称式传输速率为2Mbps～4Mbps、最高能达到10Mbps。非对称式传输下行速率为30Mbps，上行速率为500KMbps～2.56Mbps。
  
   　　2．从数据传输方向上有单向和双向Cable Modem之分。
  
   　　3．从网络通信角度看，Cable Modem可分为同步(共享)和异步(交换)两种方式。同步类似以太网，网络用户共享同样的带宽。当用户增加到一定数量时，其速率急剧下降，碰撞增加，登录入网困难。而异步的ATM技术与非对称传输成为Cable Modem技术的发展主流。
  
   　　4．从接入角度来看，可分为个人Cable Modem和宽带Cable Modem(多用户)，宽带Cable Modem可以具有网桥的功能，可以将一个计算机局域网接入。
  
   　　5．从接口角度分，可分为外置式、内置式和交互式机顶盒。外置Cable Modem的外形象一个小盒子，通过网卡连接电脑，所以连接Cable Modem前需要给计算机添置一块网卡，这也是外置Cable Modem的缺点。不过优点是可以支持局域网上的多台计算机同时上网。
  
   　　内置Cable Modem是一块PCI 插卡，这是最便宜的解决方案。缺点是只能用在台式电脑上，在苹果电脑和笔记本电脑上无法使用。
  
   　　交互式机顶盒是真正Cable Modem的伪装。机顶盒的主要功能是在频率数量不变的情况下提供更多的电视频道。通过使用数字电视编码（DVB），交互式机顶盒提供一个回路，使用户可以直接在电视屏幕上访问网络，收发E－mail和浏览网页等。
  
   　　Cable Modem技术原理
  
   　　Cable Modem本身不单纯是调制解调器，它集Modem、调谐器、加/解密设备、桥接器、网络接口卡、虚拟专网代理和以太网集线器的功能于一身。它无须拨号上网，不占用电话线，可提供随时在线的永久连接。服务商的设备同用户的Modem之间建立了一个虚拟专网连接，Cable Modem提供一个标准的10BaseT或10/100BaseT以太网接口同用户的PC设备或以太网集线器相联。
  
   　　Cable Modem的技术实现一般是从42MHz～750MHz电视频道中分离出一条6MHz的信道用于下行传送数据。通常下行数据采用64QAM（正交调幅）调制方式，最高速率可达27Mbps，如果采用256QAM，最高速率可达36Mbps。上行数据一般通过5MHz～42MHz之间的一段频谱进行传送，为了有效抑制上行噪音积累，一般选用QPSK调制，QPSK比64QAM更适合噪音环境，但速率较低。CMTS（Cable Modem头端设备）从外界网络接收的数据帧封装在MPGE-TS帧中，通过下行数字调制和RF(Radio Frequency）输出到用户端，同时接收上行出来的数据转换成以太网帧。用户端Cable Modem的基本功能就是将上行数字信号调制成RF信号，将下行的RF信号解调为数字信号，从MPEG-TS帧中解出数据，形成以太网的数据，通过10-BaseT的端口输出。在HFC网是频分复用的，但在某一频率上的信道则是被很多用户所共享，通过MAC控制用户信道分配与竞争的问题，同时还支持不同等级的业务。可以通过网络管理系统对HFC网络中Cable Modem进行配置、状态、流量监控和诊断。
  
   　　在Cable Modem系统中，采用了双向非对称技术，在下行方向有6MHz的模拟带宽供系统中的用户共享。但这种共享技术不会降低传输速率。Cable Modem不同于线路交换的电话网定向呼叫连接，用户在连接时并不占用一固定带宽，而是与其他活动用户共享，仅在发送、接收数据的瞬间使用网络资源。在毫秒级甚至兆秒级的时间内，抓住一切利用带宽的机会下载数据包。如果在网络使用的高峰期中有拥塞，可以通过灵活的分配附加带宽来解决。只需简单分配一个6MHz频段，就能倍增下行速度。另一种方法是在用户段从新划分物理网络，按照访问频度给用户合理分配带宽，速度可与专线媲美。
  
   　　Cable Modem接入实现
  
   　　有线电视系统中普遍采用HFC(光纤/电缆)结构。采用光缆将信号传输到小区节点，再用同轴分配网络将信号送到用户家中。由于用光纤代替同轴电缆后网络性能获得极大的改进，以致于在实现高效率宽带交互通信时，早期的“光纤到户”目标不再认为是必须的。这样HFC为将宽带信号带入家庭铺平了最后一公里。
  
   　　HFC本身是一个CATV网络，视频信号可以直接进入用户的电视机，采用新的数字调制技术和数字压缩技术，可以向用户提供数字电视和HDTV。同时，话音和高速的数据可以调制到不同的频段上传送，来提供电话和数据业务。这样HFC支持全部现存的和发展中的窄带和宽带业务，成为所谓的全业务宽带网络。而且，HFC可以简单地过渡到FTTH网络，为光纤用户环路的建设提供了一种循序渐进的手段。
  
   　　1． 数 据 传 输 的 实 现
   　　在Cable Modem系统结构中，用户可在PC机中运行视频点播软件，通过HFC网络到运营商CMTS头端设备，由运营商提供视频点播服务。由于在Cable Modem技术中，采用了双向非对称技术，在频谱中分配90到860MHz间的一个频段作为下行的数据信道，传输速率达到27Mbps和36Mbps。同时在频谱中分配5到50MHz中的一个频段作为上行回传， 传输速率达到0.3Mbps至10Mbps的速率。通过上行和下行数据信道形成数据传输的回路。用户也可在PC机中运行浏览器软件，实现Internet冲浪。由此可见，Cable Modem能使用户进入一个虚拟现实世界。采用这种非对称技术，主要考虑到目前数据业务的信息量集中在下行，如Internet网页的浏览，E-mail的收发，视频点播，家用办公等。系统遵照国际标准DOCSIS或DVB/DAVIC的规定，通信协议采用TCP/IP。
  
   　　2．话音的传输
  
   　　采用IP技术，提供话音业务，可通过VoIP技术来实现。这时整个系统走的全是IP数据，包括用户家的电话，也用的是IP电话。通过Internet网络，可与全球任何的联网用户实现Internet Phone功能。但是，目前的电话用户还是电信PSTN网，要真正通过HFC网提供话音业务必须与PSTN互通。实现互通的方法有两种。如图2。一种方法是从Internet通过IP Phone网关来与PSTN公网相连。另一种方法是从HFC的局端设备CMTS通过IP Phone网关联向PSTN公网。
  
   　　常规的用于CATV的HFC网络是单向传输的，而数据传输系统是双向的，这就需对现有的HFC网络进行改造。按改造的难易和成本可分为三种情形：
  
   　　1．采用电话上行、HFC下行：这种方法用在CMTS和Cable Modem中具有电话线接口、无需对HFC进行双向的改造。这是一种低成本迅速占领市场的策略，或者用在改造网络确实存在困难的地方。一般不推荐这种方法，原因有二：一是影响原有电话业务，二是电话的带宽毕竟有限，不利于系统扩展。
  
   　　2．对现有的单向HFC网络进行改造，增加反向传输模块，如反向光发和光收，原有链路中单向的放大器换成双向放大器等。目前，现有的城市CATV的HFC网已初具规模，主要是双向改造问题。
  
   　　3．铺设新的双向HFC网络，在新建的城市小区中，直接建设双向网络。