Cable modem在Internet接入中的应用

Cable modem在Internet接入中的应用
    摘要：本文简要介绍了电缆解调器的技术概念以及有关电缆调制解调器标
准的制订情况。说明了电缆解调器的商用情况，最后介绍了电话返回式电缆调
制解调器。
    关键词：电缆调制解调器  标准  电话返回式电缆调制解调器
1  Cable modem技术概述
    随着Internet的不断发展，用户对接入速率的需求也越来越高。有线电视
运营公司也瞄准了这一市场，及时地推出了电缆调制解调器（Cable modem），
希望能在宽带接入市场占有一席之地。
    Cable modem是一种允许用户通过有线电视网进行高速数据接入（如接入
Internet）的设备。它发挥了有线电视同轴电缆的带宽优势，利用一条电视信
道高速传送数据，优势主要在于：
    ·速度快。下行速率可高达36Mbit／s，上行速率也可高达10Mbit／S；
    ·Cable modem只占用了有线电视系统可用频谱中的一小部分，因而上网时
不影响收看电视和使用电话；
    ·接入Internet的过程可在一瞬间完成，不需要拨号和登录过程；
    ·计算机可以每天24小时停留在网上，用户可以随意发送和接收数据。不
发送或接收数据时不占用任何网络和系统资源。
    利用Cable modem接入Internet面临的最大问题是大部分有线电视网不具有
双向能力，因而运营公司需要改造甚至重建其原有的有线电视系统。
    其次，由于Cable modem带宽由几百个用户共享，如果同时有很多用户上网
的话就会产生拥塞；或者一个用户下载一个大的图形或视像文件时，将占用相
当大的带宽，这就会影响同一区内其它用户的速度。因而，在用户较多的地区
每个用户的平均速率可能也就在400－500kbit／s之间。解决这个问题的办法只
能是根据需求进一步缩小节点规模，减少每条共享总线上的用户数。缩小节点
规模的另一个好处是可以缓解上行噪声问题。
2  Cable modem标准制订情况
    有线电视运营公司要想在高速数据业务中获得成功必须要求Cable modem能
够互操作。低成本并能够像电话调制解调器和数据网络接口卡那样零售，因此必
须要有一个开放的标准，以供制造商开发兼容的产品。
    1994年5月成立的IEEE 802.14有线电视媒体接人控制（MAC）和物理协议工
作组开始制订在电缆上进行数据通信的国际标准，但进展十分缓慢。由于对IEEE
802.14标准的失望，有线运营公司开始联合起来开发标准。1996年1月，Comcast、
Cox、TCI和Time Warner结成了一个叫做多媒体有线网络系统（MCNS）的联盟，
研究和开发了一套高速电缆敌据业务的接口规范（DOCSIS）。MediaOne、Rogers
和Cablelabs也加入了这一联盟。
    由于MCNS代表了北美有线电观行业的大多数，可以为美国85％的用户和加
拿大70％的用户提供业务，因此对标准的影响极大，并有可能成为最终标准。
MCNS在1997年3月公布了它的Cable modem规范（DOCSIS），一些厂商也纷纷表
示支持该规范。
    欧洲也不甘心Cable modem的标准由北美确定，因此也在加紧制定欧洲标
准。1999年6月，欧洲有线电视实验室（ECCA）推出了欧洲Cable modem标准
——EuroModem规范，许多欧洲的有线电视运营公司宣布支持该规范。因此欧
洲与北美之间标准的互通成为急需解决的问题。标准的不确定性为Cable modem
走上零售渠道带来了一定的困难。
3 Cable modem的商用情况
    在北美，有线电视运营公司通常为Internet业务收取30－50美元的月租费，
包括软件。无限制接入和Cable modem的租金，这个价格与ISP的拨号价格差不
多，因此发展很快。根据CABLE DATACOM NEWS，到1999年6月底，美国和加拿
大的有线电视运营公司Cable modem用户数已经突破100万，Cable modem业务
覆盖了3200万用户家庭，占美国和加拿大总用户数的3O％。
    Kinetic Strategies估计目前有线电视运营公司每天大约增加2500个新用
户，这样到8月1日总用户将达到110万。其中 80万用户在美国，而30万用户在
加拿大。Excite＠Home和Road Runner是北美两个最主要的业务提供者，其用户
占北美Cable modem用户总数的90%以上。到6月30日，Excite＠Home用户数为62
万，而Road Runner的用户数为32万。在制造商方面,Bay Networks和Motorola
统治了双向Cable modem市场，销售份额最大，其余销售份额较大的公司包括
Zenith、Com21、Teravon和Toshiba America。
    4电话返回式Cable modem。
    虽然Cable modem的商用有了很大的进展，但由于现有的有线电视网多半不
具有双向通信能力，网络升级费用又相当高昂，因此网络的双向通信能力仍严
重制约着Cable modem的发展。面对愈演愈烈的高速数据市场的竞争，一些厂商
推出了新的Cable modem技术：电话返回式（Telephone－return）Cablemodem，
以便抢先在数据业务市场中站稳脚跟。
    电话返回式Cable modem可以利用电缆快速地传送下行数据，而用电话线传
送上行数据，构成一个完整的回路。安装在头端的Modem控制器每隔0.5s广播
一段信息，其中包括电话返回式Cable modem应该以什么电话号码拨号。控制器
的IP地址等信息。只要用户将电话线和电缆线接好，打开电源，电话返回式Cab
le modem就自动读取这些信息，并按提示进行拨号，与远程接人服务器进行连
接。接通之后，电话返回式CableModem便已与Internet连接，用户的PC机可利
用动态主机配置协议（DHCP）自动获得IP地址，在网络的服务器上下载信息。
用户的上行数据通过公用电话网，到达远程接人服务器，再经Modem控制器到达
Internet的路由器。来自Internet的下行数据先传送到Modem控制器，Modem控
制器判断这些敌据属于哪个频道的哪个电话返回式Cable modem，然后经QAM调
制成适合在有线电视网传送的格式，与其它电视节目一起传送到有线电视网络。
电话返回式Cable modem能自动锁定数据频道，将数据解调并传送到用户的PC机
上。
    电话返回式Cable modem上行速率略慢且需额外占据一条电话线，但它最重
要的好处是能够使无双向有线电视网的运营公司能够迅速进入高速数据市场，
投资回收周期缩短，保持在市场中的竞争力。而且在有线电缆因故障中断时，
电话返回式Cable modem可自动切换成普通电话Modem的工作方式，仍能继续
工作。
    在美国的有线电视展览会上，电话返回式Cable modem成为引人注目的焦点，
多媒体有线网络系统（MCNS）也在制定这种Modem的标准。提供电话返回式Cab
le modem的厂商王要包括：Hayes、Hybrid Networks、New Media Communica
tion、NextLevel Systems、Scientific－Atlanta、U.S.Robotics等。运营公
司可以利用这种Modem在网络没有完全升级的同时作为吸引用户的过渡手段，
等网络完全升级为双向通信网以后，再提供双向Cable modem业务。Cablevis
ion以及他的子公司FibrTel－TCI已经开始在阿根廷提供电话返回Cable moedem
业务，选用3COM公司的基于DOCSIS标准的电缆接入平台，业务覆盖170万家庭，
预计到1998年底用户数达到4000。该业务的收费为每月69美元，包括Cable m
odem的月租费和无限制接入Internet。
    总之，作为一种有效的宽带接入方式，Cable modem的出现为用户提供了
新的选择，在今后的一段时间内还将持续发展下去。