什么是電纜(CATV)數據網絡

在有些國家,有線電視行業已經成為通過升級的CATV(有線電視)網絡進行數據傳送的主要服務提供商。有線電視行業有許多向訂戶提供獨有服務的計劃。高分辨率數字視頻以及提供交互游戲接口、Web電視和其他特征的電視機頂盒已是該計劃的一部分。電纜數據網絡使這一點成為可能。

這里將描述寬帶服務是如何通過“電纜網絡”傳送的,還要討論電纜網絡體系結構,并試圖定義一種通用電纜網絡標準的幾種競爭標準。

電纜數據網絡是幾種住宅寬帶方案之一。其他方案包括DSL(數字用戶線)、衛星系統(例如Hughes Network System的DirecPC)和“無線寬帶接入技術”。事實上,MMDS(多信道多點分布服務)由于其多點特性已經被稱為“無線的電纜數據網絡”解決方案。

電纜數據網絡結構

為提供高速因特網接入服務,一電纜網絡運營商可憑借其光纖同軸電纜網絡(HFC)基礎設施架構數據網絡。圖1顯示了一個典型的大型電纜數據網絡結構，包括中心前端（每個服務200000到400000用戶家庭），該中心通過城市光纖環路連接分配中心（每個服務20000到40000用戶家庭）。在分配中心，信號被調制到模擬載波，通過光纖線路傳送到光節點，每節點服務500到1000個家庭。從光節點開始，信號經由同軸電纜送到家庭或商務中心。

電纜網絡提供商服務

電纜網絡運營商可以添加各種與因特網相關的業務以增強其網絡。例如,超高速緩存保證當訪問因特網上速度較慢的鏈路和服務器時,電纜網絡用戶可用的高速因特網訪問的好處不會失掉。例如,該系統的許多用戶可能經常通過56K調制解調器鏈路訪問連接到因特網的服務器。電纜網絡運營商可以將這種信息超高速緩存到本地服務器上以供用戶立即使用。

IP技術支持允許用戶通過電纜網絡撥打話音電話。這需要有一個電纜調制解調器提供集成的MTA(多媒體終端適配器)支持,也就是具有一個電話插孔和一個計算機插頭座。多媒體終端適配器是用于話音通信的一種客戶端設備，它包括1個到用戶端設備CPE(如電話)的用戶側接口和到網絡中呼叫控制組件的網絡側信令接口。MTA提供編解碼、媒體傳輸和呼叫信令所要求的信令和封裝功能。MTA駐留在用戶側并通過HFC接入網接到其他網絡組件。MTA必須支持網絡呼叫信令(NCS)協議。MTA有2種形式，1種是外置式，它是1個獨立的用戶端設備，與電話和Cable Modem均有接口；另1種是嵌入式，將MTA集成到DOCSIS1.1的Cable Modem中。

電纜網絡的IP技術支持多電話和同時呼叫,它們被設置成虛電路。可以隨時創建附加虛電路,惟一的限制是可用帶寬和持/頭戴送受話器數目。輸入呼叫設置成另一條虛電路。在電纜網絡運營商端,IP到PSTN (公共交換電話網)的網關將基于IP的電話呼叫轉換并選路進入傳統電話系統。

電纜網絡運營商正在努力為其客戶提供多種服務,包括可以提供音樂和電影服務的音頻視頻服務器。一個大玩家是@Home——一個專做電纜網絡的因特網服務提供商,它向全美國的電纜網絡公司提供信息內容。電纜網絡公司(例如Cox Communi-cations)部署@Home網絡作為家庭和工作場所交互內容的一部分。

公司用戶應記住,電纜網絡主要是針對家庭用戶而非希望建立高速遠程辦公室連接、附加網絡或其他高級應用鏈路的公司。

標準開發

設計電纜標準旨在提供電纜調制解調器和前端設備之間的互換性。用戶應能購買現成的電纜調制解調器,并保證能通過電纜網絡與電纜網絡運營商端安裝的設備相連接。標準使連接簡單易行并推動新應用,從而使用戶和運營商都受益。下面簡述最重要的標準:

• DOCSIS(電纜網絡數據接口規范) DOCSIS（電纜數據系統接口規范）是一種通過有線電視電纜高速傳送數據的技術。這種技術最初出現于1995-1996年，是MCNS(Multimedia Cable Network System Partners Ltd.)的工作成果。隨著技術的發展與進步，CableLabs陸續成功地公布了三個技術規范：DOCSIS 1.0、DOCSIS 1.1和DOCSIS 2.0。

• DAVIC(數字視聽理事會) DAVIC曾是一個非營利組織,該組織依據使國家和應用/服務之間互換性最大化的規范推動了數字視聽應用。DAVIC開發的一個數字視頻廣播參考模型在歐洲廣為流行并被歐洲有線通信聯合會(ECCA)優選采用。DAVIC面向家庭用戶傳送數字視頻,而DOCSIS更定位于數據傳送。DAVIC完成其工作并與2000年關閉。

• IEEE 802.14工作小組 IEEE802.14是用于協調HFC網絡的前端和用戶站點間數據通信的協議，具體包括物理層上實現通信的方式和媒體接入控制層(MAC)上通信規程的協調。該小組正在為HFC網絡定義物理層和MAC(媒體訪問控制)層協議。該體系結構規定一個以前端為圓心、以80km為半徑的HFC匯電纜網絡裝置。該小組的目標是開發一個通過這種網絡傳送以太網業務的規范。當然,也曾考慮將ATM聯網技術用于傳送多媒體業務。在該IEEE小組的工作和MCNS的工作之間已經存在一些沖突,但MCNS正在實現IEEE物理層工作的一部分。實際上,由于IEEE對其規范工作不夠迅速,所以MCNS開始了其DOCSIS方面的工作。

• IETF IP over Cable Data Network(電纜數據網絡IP) (IPCDN)工作組 IPCDN正在定義如何通過電纜網絡傳送IP。其工作的大部分集中于級別高于IEEE 802.14作小組的DOCSIS和地址上,即集中于物理和數據鏈路層協議上。IPCDN正在定義一個規范以將IPv4和IPv6都映射成HFC訪問網絡。該小組的興趣在于多信道廣播、廣播、地址映射與解析(對于IPv4 )和鄰居發現(對于IPv6)。IPCDN也正在做將RSVP用于帶寬管理和保證、將IPSec用于安全和將SNMP用于管理方面的工作。