CableModem是应用在有线电视网的一种设备。CableModem的基本原理其实很简单：有线电视电缆可以同时传输许多个频道的电视信号，我们就利用电缆带宽的一部分来传送数据，然后使用CableModem把数据信号从电缆中分离出来，这样就达到了对数据的传输。使用混合同轴／光纤有线电视线路来提供最高可达6Mbps的下载速率——这几乎四倍于T1线路的传输速度，同时，还可以提供高达640Kbps的上载速率。
  
   　　有线电视HFC网上的CableModem
  
   　　有线电视HFC网又称为混合光纤同轴（HybirdFiber-Coaxial），它传输的信号是模拟信号，如果想用它来传送数字信号，那就要看CableModem的了，它是一种专门为在有线电视网上进行数据通信业务而设计的接入设备。在发送端，CableModem首先将数据进行调制，然后利用CATV同轴电缆中的某个频率范围进行传输，接收端再在同一频率范围内对已调制的信号进行解调，还原出数据。对于有线电视用户来说，增加CableModem服务每月将多花一笔费用，但是有线Internet服务和有线电视服务却可以同时进行，使您能够在看电视的同时上网冲浪。
  
   　　目前有线Internet服务有以下两种类型。第一种服务是用户使用有线电视线缆进行下行通信服务，但是利用拨号Modem向Internet传输数据，这种方式有很大的弊端。现在的用户一般倾向于选择第二种服务，即双向光纤电缆，也就是说，用户的传输和接收数据都通过线缆进行。不过这两种系统目前都是非对称的，上行和下行的速度不同，下行速度要快得多。从理论上讲，线缆系统的下行速度最快能够达到40Mbps。上行速度根据系统的不同也有所区别，最快也能达到10Mbps左右。
  
   　　CableModem一般都在线，保证连接的存在，所以用户不需要每次上网都拨号，不用担心遇到忙音拨不上号，而且上网时也不会占用电话线路。如果接入服务商并没有为用户提供静态的IP地址，那么当用户登录到系统时将会自动得到动态分配的IP地址用于上网。虽然CableModem和有线电视线缆是共享同一个网络，但是还是可以在一个光节点内通过同轴电缆连接500～2000个用户。光节点上的数据转发器通过光缆与主要的有线电视线路相连。
  
   　　需要指出的是，有线电视运营商利用CableModem系统建成的宽带Internet接入网络实际上是一个庞大的"Intranet"，即端到端的IP网络。因为网络的连接速率取决于其中最慢的链路，如果由有线电视前端接入Internet的速率只有几十Kbps，那么下行传输速率再高也没有任何意义。为了避免Internet的接入成为宽带网络的瓶颈，可以在本地Internet服务器上设置缓存，存储常用的Web内容，将Internet上的内容尽可能地推近前端。有条件的话，前端系统还应用尽可能高的连接速率接入Internet。
  
   　　一般而言，电视信号是不会受到用户数增加的影响的，这是因为所有的用户使用的信号相同。但是所有的上网用户所需的数据则都是各不相同的，增加的用户就会分享有效的网络带宽。所以随着用户数的不断增加，网络性能就会随之下降。所以有线电视经营商一定要考虑到负载的增加，一般采取了两种办法提高网络性能：一是增加有线电视网络连接信道，将其通信速度提高到42Mbps；二是将光节点分裂成两个节点从而在相同的服务器上创建更小的服务组。
  
   　　技术详述
  
   　　Cable Modem是通过有线电视网络实现高速互联网接入的设备。Cable Modem不是传统意义上的调制解调器，实际上它更多地是作为局域网接口(一般是通过TCP/IP运行)。用户所在地和电缆公司之间的同轴电缆能够按照用户的需求向远处延伸，而不是象ISDN和ADSL那样传输距离仅限于5500米。工作时CableModem与安装在服务商的CableModem端接系统(CMTS)相通，CMTS端接收来自用户处的电缆连接信号，并把这些信号汇聚成服务商网络分配设备的输出信号。另外CMTS还是头端的组成部分，头端是由几个服务器、网关和路由器组成，把这些设备连接在一起，几可以通过因特网提供包括数据/视频传输、接收卫星频道广播和标准的射频(RF)广播在内的多种业务。互联网接入服务商还具备提供先进组网能力的设备，比如，他们可以利用Web高速缓存服务器来存储网站上经常被读者访问的内容。
  
   　　Cable Modem是通过不同的信道对下行和上行通信提供网络接入服务，但是，这些信道的传输速度是非对称的。下行信道的容量和数据率比上行信道的高，电缆公司通过下行信道着重对用户提供内容数据；反之，电缆公司对上行信道要求不高，因为上行信道只需传输键盘输入和鼠标/光标移动信号即可。传统的同轴电缆电视网络的工作频率为330MHz或450MHz，而新的混合型光纤同轴系统工作频率为750MHz，一般每个信道占用6MHz的频率带宽。因此，400MHz的电缆系统就至少能提供约60个信道，而700MHz的系统能至少提供110个信道用于网络通信。在网络上每个6MHz的信道在用户的下行频率上就可以提供高达40Mbps的传输速率，并且使上行传输速率达到500kbps～10Mbps。所以一般从CableModem到PC的最大传输速率为10Mbps，这是取决于CableModem采用了10BaseT以太网接口所致。
  
   　　按现在的电缆型标准——"电缆系统传输接口数据规范"(DOCSIS)规定，电缆网络应该可以支持36Mbps的最大传输速率，但由于整个网络是要处理共享媒体的，所以要达到这一理想速率是不可能的，而实际上最有可能达到的速率只有约为400kbps～3Mbps，这一数据率远低于理想值，并且完全取决于网络怎样分段，并根据每个网段能够容纳多少用户场所而定，用户端接入节点，而节点由网段连接起来，每个节点的用户场所越少，网段上供用户使用的带宽就越宽。按目前电缆产业规格标准要求，每个网段可以容纳大约125～2000个用户端。
  
   　　应用问题
  
   　　一般使用CableModem会在上行信道上产生噪声，而且由于信道是用户共享的，所以这种噪声将通过所有的节点进一步汇聚在连接CMTS的每个网段上，这种噪声会干扰相邻信道，有时业余无线电和民用波段电台等也会产生干扰。不过厂家现已经开发出了专门为消除上行信道噪声干扰而设计的芯片。但是，令用户担心的最大问题也许是用CableModem上网的安全性，因为CableModem的共享性质使人担心发送端的网段上每个调制解调器发送的私人信息会直接引起安全问题。不过CableModem的几个相关要素可以解决这些用户担心的问题。首先，所有依从DOCSIS的系统必须符合基本的安全隐私规范(BaselinePrivacySpecifications)，这一规范能使企业网络应用实现真正的端到端安全通信。除这些规范外，CableModem使用数据加密标准(DES)40和56位加密密钥与CMTS通信。IEEE802.14标准包括DES和TripleDES标准的128位加密算法。相反，DSL则没有加密的安全规范。
  
   　　最后，还有一个令用户担心的问题是CableModem的可靠性。目前的一些用户经常受无端的周期性中断之苦。不过经过服务商的改进，HFC大大提高了CATV网络的能力，改善了对用户的服务质量。
  
   　　由于线缆是共享网络，因此存在着两个潜在的安全问题。其他用户可以通过共享线缆访问您正在传输的数据，或者直接访问您硬盘中的数据。尽管新的DOCSIS（DataOverCableServiceInternetSpecification）标准中加入RSA公钥加密算法保护线缆网络上的通信安全，但是这并不能保护您的硬盘数据，所以建议您最好关闭Windows的文件共享属性以阻止非授权的访问。
  
   　　CableModem传输步骤
  
   　　有线电视电缆没有距离上的限制，有线电视电缆具有宽带的优势，尽管与很多电视信号频道共享电缆带宽，CableModem仍然可以提供高达3Mbps～10Mbps的速率接收数据。不仅如此，为满足家庭用户更高的上网要求，技术人员还可以给每个有需求的用户分配多个频道专门用于上网，这样，家庭上网用户就可以获得惊人的数据传输速度。CableModem传输包含了几个步骤：
  
   　　1．信息从Internet传输到互联网接入商的光纤骨干网上；
   　　2．服务商的网络监控中心（NetworkOperationsCenter：NOC）对网络状况进行实时监控；
   　　3．数据中心缓存储藏常用的网站信息和本地内容，并为用户提供邮件和新闻服务；
   　　4．信息经光纤转送到电缆访问单元（CableAccessUnit：CAU）上；
   　　5．CAU服务器向多个家庭用户传输网络信息；
   　　6．CableModem上网最简单的连接是用CableModem解码用户数据，并直接传送到电脑中；
   　　7．CableModem上网中比较复杂的连接是使用分离器分割电视信号和数据信号，然后把电视信号送往电视机，把数据信号传送到电脑中。