宽带接入技术第3章hfc接入

1、接入网技术接入网技术第第3章章 HFC接入技术接入技术教学重点与要求教学重点与要求n教学重点教学重点n介绍介绍CATV网络的结构及局限性网络的结构及局限性n介绍双向介绍双向HFC网络的结构以及网络环境网络的结构以及网络环境n重点强调重点强调Cable Modem技术：技术：n接入结构、工作原理、技术要点、技术标准接入结构、工作原理、技术要点、技术标准n要求要求n了解了解CATV网络的结构及局限性网络的结构及局限性n掌握掌握HFC网络的结构以及特点网络的结构以及特点n掌握掌握Cable Modem接入结构、工作原理及技术要点接入结构、工作原理及技术要点n了解了解Cable Modem技术标准及发

2、展趋势技术标准及发展趋势CATV、HFC与与 Cable ModemnCATV：community antenna television， 原指共用天线电视，现在通常指有线电视。原指共用天线电视，现在通常指有线电视。利用屏蔽同轴电缆向用户传送多路清晰的电利用屏蔽同轴电缆向用户传送多路清晰的电视信号。视信号。nHFC：Hybrid Fiber CoaxHybrid Fiber Coax 混合的光纤同轴电缆；混合的光纤同轴电缆；nCable Modem：基于双向基于双向HFCHFC网络，实现高网络，实现高速数据接入，是一种共享介质的接入技术；速数据接入，是一种共享介质的接入技术；3.1 引言引言n

3、CATV网络网络n有线电视运营商最重要、最普及的入户基础设施有线电视运营商最重要、最普及的入户基础设施n最初只使用最初只使用50550MHz频段提供单向广播电频段提供单向广播电视业务视业务n但使用新技术，可使用其他剩余频段但使用新技术，可使用其他剩余频段n在在CATV的基础上进行双向的基础上进行双向HFC改造改造n保留原有保留原有CATV有线电视业务有线电视业务n并可提供交互式数据业务并可提供交互式数据业务nCable modem 技术技术一种典型的一种典型的HFC接接入技术入技术3.2 CATV网络网络nCATV传统的有线电视网络传统的有线电视网络nCATV的特点的特点 n为特定的业务设计为

4、特定的业务设计n将广播视频业务传送到家而优化设计将广播视频业务传送到家而优化设计n通信方式：单向（下行）、广播式通信方式：单向（下行）、广播式n介质：同轴电缆或以同轴电缆为基础介质：同轴电缆或以同轴电缆为基础n广播业务使用频段：广播业务使用频段：50550MHzn复用技术：复用技术：FDMn模拟传输方式模拟传输方式n组成组成n网络组成：头端、干线网、配线网、下引线网络组成：头端、干线网、配线网、下引线n设备组成：头端设备、放大器、分配器、分支器设备组成：头端设备、放大器、分配器、分支器n拓扑结构：树状、鱼骨状结构（分支结构）拓扑结构：树状、鱼骨状结构（分支结构）CATV网络的系统结构网络的系统

5、结构视频信号视频信号 接收机接收机 合合路路器器 信信号号分分配配器器分支器分支器配线网配线网头端头端干线网干线网单向放大器单向放大器15km15km下引线下引线主配线主配线系统结构说明系统结构说明n头端头端n信号的接收与处理中心信号的接收与处理中心n接收来自各种信号源的电视信号（卫星、本地）接收来自各种信号源的电视信号（卫星、本地）n 将接收到的各路信号调制到一个将接收到的各路信号调制到一个6（8）MHz频道频道n 通过通过FDM合路器下传到干线，最终送到千家万户合路器下传到干线，最终送到千家万户n干线（网）干线（网）n连接头端和信号分配点之间的电缆与设备连接头端和信号分配点之间的电缆与设备

6、n（信号分配器、同轴缆、放大器、分支器）（信号分配器、同轴缆、放大器、分支器）n距离一般为距离一般为15kmn信号分配器：信号分配器：将干线信号分成几路，覆盖更大范围将干线信号分成几路，覆盖更大范围n配线：配线：连接信号分配点与分支器，中间有放大器连接信号分配点与分支器，中间有放大器n分支器：分支器：用户的接入点用户的接入点n下引线（引入线）：下引线（引入线）：用户接入线缆用户接入线缆n放大器：放大器：对信号放大，使信号能达到更大的范围对信号放大，使信号能达到更大的范围n注：线缆越长，需要使用的放大器越多，但放大器串联个数越多，失真越厉害，故注：线缆越长，需要使用的放大器越多，但放大器串联个数

7、越多，失真越厉害，故放大器的个数有一定限制。放大器的个数有一定限制。CATV网络的局限性网络的局限性n业务单一：业务单一：视频视频n单向通信：单向通信：只能下行通信，不能双向交互只能下行通信，不能双向交互n网络结构脆弱：网络结构脆弱：鱼骨形结构，只要一个地方或设鱼骨形结构，只要一个地方或设备故障，可能导致中断对众多用户的服务备故障，可能导致中断对众多用户的服务传统的传统的CATVCATV已不能满足现代业务（交互式、综已不能满足现代业务（交互式、综合业务）的要求，双向改造势在必行合业务）的要求，双向改造势在必行3.3 HFC网络网络nHFC HFC ：Hybrid Fiber CoaxHybri

8、d Fiber Coax 混合的光纤同轴电缆混合的光纤同轴电缆n在原有在原有CATVCATV基础上进行双向改造基础上进行双向改造n干线部分：光传输系统代替干线部分：光传输系统代替CATV中的同轴电缆中的同轴电缆n用户分配网：仍保留同轴电缆网络结构，但放大用户分配网：仍保留同轴电缆网络结构，但放大 器改成双向的器改成双向的n可提供业务可提供业务n保留原有保留原有CATV单向电视广播业务单向电视广播业务n利用剩余频带提供宽带数据业务利用剩余频带提供宽带数据业务企业企业LANA平台平台混合器地面卫星站地面卫星站卫星接收机Cable RouterCable Modem个人用户（个人用户（PC/TV)核

9、心交换机核心交换机服务器组(Mail , Ftp , DNS , Web , File , etc)网络管理边缘交换机边缘交换机边缘交换机Internet邮电ATM国家广电主干网访问服务器PSTNB平台平台电视台企业银行政府机关其他单位LAN卫星接入可以实现的功能可以实现的功能:Web浏览、电子邮件、浏览、电子邮件、IP电话、视频点播、电话、视频点播、FTP以及网上会议等以及网上会议等调制器微波接收机调制器节目源双向 放大器Cable ModemSatellitedish微波站微波站机顶盒个人用户个人用户(TV)双向双向HFC传输网络传输网络反向光接收机 反向光发射机 光发射机光接收机Micr

10、owave TowerHFC网络拓扑图网络拓扑图NodeHeadendNodeNodeHubHubNodeNodeNodeHubNodeCOAXTapNodeNodeDropTVSettop2000 HomesDropCable ModemPCMDUSOHOOfficeMDUorOffice双向的双向的HFC网络结构网络结构n光纤到服务区结构（光纤到服务区结构（FSA)n每个服务区物理上为一个独立的子网，不同的服务每个服务区物理上为一个独立的子网，不同的服务区可采用相同的频谱，彼此不干扰区可采用相同的频谱，彼此不干扰头端头端电话网电话网因特网因特网 双向双向 放大器放大器 视频视频 信号信号光

11、纤光纤同轴缆同轴缆服务区服务区光纤光纤干线网干线网光节点光节点50050020002000用户用户配线网配线网下引线下引线 结构说明结构说明n头端头端n信号的接收与处理中心信号的接收与处理中心n接收来自各种信号源的电视信号（卫星、本地）接收来自各种信号源的电视信号（卫星、本地）n接入到接入到PSTN、Internetn光纤干线网光纤干线网n头端到服务区光节点之间的部分（光纤）头端到服务区光节点之间的部分（光纤）n拓扑结构为星形拓扑结构为星形n配线网和下引线配线网和下引线n完全同完全同CATV（放大器除外）（放大器除外）n配线网的拓扑结构为树形配线网的拓扑结构为树形 HFC HFC对对CATVC

12、ATV的改进的改进n主干采用光纤代替同轴电缆和放大器主干采用光纤代替同轴电缆和放大器n 引入光节点引入光节点光纤与配线网的接口（光光纤与配线网的接口（光/ /电变换电变换及反变换）及反变换）n 双向放大器代替原有的单向放大器双向放大器代替原有的单向放大器n 重建头端重建头端n增加接入增加接入PSTNPSTN的设备（的设备（DLCDLC或或PSTNPSTN交换机）交换机）n增加接入增加接入InternetInternet的设备（的设备（RouterRouter或网关）或网关）n保留原视频接收机保留原视频接收机n增加话音、数据、视频合路和分离的设备增加话音、数据、视频合路和分离的设备n增加光发射器

13、和光接收器增加光发射器和光接收器n增加网络管理设备或接口增加网络管理设备或接口双向双向HFC的优势的优势n取消主干上的放大器，提高信号质量和可取消主干上的放大器，提高信号质量和可靠性。靠性。n在主干上采用光纤，提高了容量，为宽带在主干上采用光纤，提高了容量，为宽带接入奠定了基础。接入奠定了基础。n为双向交互式通信提供了网络条件。为双向交互式通信提供了网络条件。n通过通过Cable Modem可实现全业务通信可实现全业务通信（数、话、图）（数、话、图）HFC的频谱划分的频谱划分上行信道上行信道CATVCATV业务业务数字下行数字下行f ff1f1下行信道下行信道数字上行数字上行 f2f2 f3f

14、3f4f4f5f5f6f6个人通信个人通信地区地区 f1（MHz） f2（MHz） f3（MHz） f4（MHz） f5（MHz） f6（MHz）北美北美 5 42 88 550 860 1000欧洲欧洲 5 65 110 550 862 1000中国中国 5 65 65 550 750 1000 日本日本 5 48 88 550 860 1000HFC网络特点及面临的问题网络特点及面临的问题n特点特点n共享介质、点到多点结构共享介质、点到多点结构n上行信道多干扰环境上行信道多干扰环境n面临问题面临问题n上行信道的分配问题（需要上行信道的分配问题（需要MAC协议）协议）n上行信道多干扰（各种噪

15、声）上行信道多干扰（各种噪声）n安全性问题（安全性问题（共享介质存在安全隐患）共享介质存在安全隐患）n可靠性问题（单点故障）可靠性问题（单点故障）n供电问题（户外设备供电）供电问题（户外设备供电）影响影响HFCHFC上行信道的噪声上行信道的噪声 主要噪声源类型主要噪声源类型n交流声调制：由供电设备耦合到信号的包络交流声调制：由供电设备耦合到信号的包络中，产生幅度调制中，产生幅度调制n侵入噪声：由电缆泄露或从外部环境中收集侵入噪声：由电缆泄露或从外部环境中收集到的噪声到的噪声n短波电台、业余电台等短波电台、业余电台等n户内隔离较差的电器（微波炉、收音机等）户内隔离较差的电器（微波炉、收音机等）n

16、瞬态噪声源（闪电、汽车点火等）瞬态噪声源（闪电、汽车点火等）n用户的连接器松动、接触不良用户的连接器松动、接触不良影响影响HFCHFC上行信道的噪声（续）上行信道的噪声（续）n 共路失真共路失真n原因之一可能是同一机箱内上下行放大器干扰原因之一可能是同一机箱内上下行放大器干扰n原因之二可能是双向滤波器隔离不充分原因之二可能是双向滤波器隔离不充分n热噪声热噪声n由线缆中的电子运动产生的噪声由线缆中的电子运动产生的噪声n 非线性非线性n来源于放大器的限幅效应，光纤节点的光发射来源于放大器的限幅效应，光纤节点的光发射 器和头端的光接收器器和头端的光接收器影响影响HFCHFC上行信道的噪声上行信道的噪

17、声 上行信道噪声上行信道噪声 上行侵入噪声是上行侵入噪声是HFCHFC系统传输损伤的主要原因系统传输损伤的主要原因 连接用户的同轴电缆将接收到的噪声向上传输连接用户的同轴电缆将接收到的噪声向上传输 各分支的噪声在主干上会聚、叠加各分支的噪声在主干上会聚、叠加 解决上行信道的噪声是一件十分困难的事解决上行信道的噪声是一件十分困难的事 噪声的主要来源噪声的主要来源 用户家里（占用户家里（占70%70%） 用户下引线（占用户下引线（占25%25%） 同轴设备（占同轴设备（占5%5%）抑制抑制HFCHFC上行信道噪声的基本方法上行信道噪声的基本方法 一个服务区允许合适的用户数量一个服务区允许合适的用户

18、数量 选择采用抗干扰能力强的选择采用抗干扰能力强的Cable ModemCable Modem（调制（调制 技术、纠错技术等）技术、纠错技术等） 合理调整放大器的放大倍数合理调整放大器的放大倍数 安装时确保机械接触良好，电气屏蔽好安装时确保机械接触良好，电气屏蔽好 室内使用良好的同轴电缆和连接器室内使用良好的同轴电缆和连接器3.4 Cable Modemn系统概述系统概述n系统结构系统结构n工作原理工作原理n协议模型协议模型n物理层物理层nMAC层层Cable Modem系统概述系统概述nCable ModemCable Modem：电缆调制解调器（简称：电缆调制解调器（简称CMCM）n基于双

19、向基于双向HFCHFC的宽带接入技术的宽带接入技术n频分复用，实现频分复用，实现n数据业务和传统数据业务和传统CATVCATV业务共存业务共存nCATVCATV：典型频段：典型频段：50550MHz50550MHznCMCM：典型频段：典型频段：542MHz542MHz，550750MHz550750MHznCMCM上、下行双向通信上、下行双向通信n542MHz542MHz（上行）（上行） 550750MHz550750MHz（下行）（下行）n非对称速率方式非对称速率方式n下行下行 最高最高42Mbps42Mbpsn上行上行 最高最高10M bps(QPSK 10M bps(QPSK 最高最高

20、1.5Mbps)1.5Mbps)n两种标准两种标准nIEEE802.14IEEE802.14，基于，基于ATMATM传输传输nDOCSICDOCSIC，基于，基于IPIP传输传输Cable Modem的系统结构的系统结构nCMTS: Cable Modem Termination Systemn头端电缆调解器头端电缆调解器nCM: Cable Modemn电缆调解器电缆调解器InternetRouterRouterHFC系统结构说明系统结构说明nCM:电缆调解器电缆调解器 n连接用户的连接用户的PC与与HFC网络网络n对网络和用户数据进行调制对网络和用户数据进行调制/解调，并传输解调，并传输n

21、实现网络与用户数据的双向交互实现网络与用户数据的双向交互nCMTS: 头端设备头端设备n连接数据网与连接数据网与HFCn对数据的调制对数据的调制/解调与传输，对所有解调与传输，对所有CM的接入的接入进行控制（认证许可）进行控制（认证许可）n给给CM分配带宽并进行管理分配带宽并进行管理 CM内部有上下行两条传输通道。内部有上下行两条传输通道。 n 上行传输通道的数据信号来源于用上行传输通道的数据信号来源于用户终端设备，经户终端设备，经MAC处理、数据编码、处理、数据编码、差错控制编码和调制后传送至差错控制编码和调制后传送至HFC网络网络；下行传输通道的数据信号来源于；下行传输通道的数据信号来源于

22、HFC网络，经解调、差错控制解码和数据成网络，经解调、差错控制解码和数据成帧后传送至用户终端设备。帧后传送至用户终端设备。n 在下行链路中，通过内部的双工滤在下行链路中，通过内部的双工滤波器接收来自波器接收来自HFC网络的射频信号，网络的射频信号， HFC网络下行信号采用的调制方式主要是网络下行信号采用的调制方式主要是256QAM或或64QAM调制，经解调后送至调制，经解调后送至交织交织/FEC模块进行去交织和模块进行去交织和FEC纠错处纠错处理，再送至数据成帧模块形成数据帧，最理，再送至数据成帧模块形成数据帧，最后通过网络接口卡（后通过网络接口卡（Network Interface Card

23、，NIC）传送至用户终）传送至用户终端设备。端设备。Cable Modem工作原理工作原理m m信道信道n n信道信道上行上行头端头端CMTSCMTS下行下行1 11 1Cable Cable ModemModem1 1Cable Cable ModemModem2 2Cable Cable ModemModemx x 每个每个CMCM都有一个都有一个IDID（4848位，制造商定）位，制造商定） CM CM发送数据前要向发送数据前要向CMTSCMTS申请带宽（发送时隙数）申请带宽（发送时隙数） 下行帧格式为下行帧格式为MPEG-2MPEG-2，封装，封装ATMATM信元或可变长分组信元或可变

24、长分组 CM CM的接收器能调谐到所有的接收器能调谐到所有M M个下行信道的任何一个接收数据个下行信道的任何一个接收数据 CMCM能在所有能在所有1 1n n个上行信道中的任何一个发送数据个上行信道中的任何一个发送数据 上行帧为小时隙流格式上行帧为小时隙流格式Cable Modem工作过程描述工作过程描述n加电初始化加电初始化n与头端与头端CMTS同步同步nCM扫描所有下行频道，寻找有效控制信息（广播信息）扫描所有下行频道，寻找有效控制信息（广播信息）n一般一般CM首选对上次使用过的频道进行搜索（内存保存）首选对上次使用过的频道进行搜索（内存保存）n获取上行信道参数并请求注册获取上行信道参数并

25、请求注册nCM收到头端发来的上行信道传输参数收到头端发来的上行信道传输参数nCM根据参数中指点的上行通路向头端发送注册请求消息根据参数中指点的上行通路向头端发送注册请求消息n注册认可，开始认证、密钥交换、测距、初始化注册认可，开始认证、密钥交换、测距、初始化n预约带宽传送数据预约带宽传送数据nCM向向CMTS申请带宽，由申请带宽，由CMTS分配分配nCM在分配的带宽里上传数据，实现与网络的交互在分配的带宽里上传数据，实现与网络的交互 只要不断电，只要不断电，CM就一直处于在线状态就一直处于在线状态 获得上行信道参数获得上行信道参数 同步信息（同步信息（SYNCSYNC） 上行信道描述（上行信道

26、描述（UCDUCD） 由由UCDUCD所描述的上行信道的所描述的上行信道的MAPMAP信息信息 测距（测距（RangeRange） 测距请求测距请求 测距响应测距响应 建立建立IPIP连接连接 建立时间建立时间 建立安全机制建立安全机制 初始化过程描述初始化过程描述初始化过程：初始化过程： （1 1）Cable ModemCable Modem每隔每隔6MHz6MHz频带间隔连续搜索下行频带间隔连续搜索下行信道，锁定信道，锁定QAMQAM数据流，并设置了一个存储器（数据流，并设置了一个存储器（non non volatile storagevolatile storage）用于存放上次的操作参

27、数。）用于存放上次的操作参数。Cable Cable ModemModem利用与利用与QAMQAM码元定时同步、与码元定时同步、与FECFEC帧同步、与帧同步、与MPEGMPEG分组同步等标准来建立与一个有效下行信号的同步，并分组同步等标准来建立与一个有效下行信号的同步，并识别下行识别下行MACMAC的的SYNCSYNC报文。报文。 （2 2）建立同步之后，）建立同步之后，Cable ModemCable Modem必须等待一个从必须等待一个从CMTSCMTS周期性地发送出来的上行信道描述符（周期性地发送出来的上行信道描述符（UCDUCD），以），以获得上行信道的传输参数。若在一定的时间内没找

28、到合获得上行信道的传输参数。若在一定的时间内没找到合适的上行信道，那么适的上行信道，那么Cable ModemCable Modem必须继续扫描，找到必须继续扫描，找到另一个下行信道，再重复该过程。另一个下行信道，再重复该过程。 （3 3）Cable ModemCable Modem从从UCDUCD中取出参数，等待下一个中取出参数，等待下一个 SYNCSYNC报文，并从该报文中取出上行小时隙的时间标记（报文，并从该报文中取出上行小时隙的时间标记（timestamptimestamp）。然后，）。然后，Cable ModemCable Modem等待一个给所选择的等待一个给所选择的信道的带宽分配

29、映射，并按照信道的带宽分配映射，并按照MACMAC操作和带宽分配机制操作和带宽分配机制在上行信道中传输信息。在上行信道中传输信息。 （4 4）CMTSCMTS在在MAPMAP中给该中给该Cable ModemCable Modem分配一个分配一个 初始初始维护的传输机会，用于调整维护的传输机会，用于调整Cable ModemCable Modem传输传输 信号的电信号的电平、频率等参数；平、频率等参数；CMTSCMTS还会周期性地给各还会周期性地给各 个个Cable Cable ModemModem发周期维护报文，用于对发周期维护报文，用于对Cable ModemCable Modem进行周期

30、进行周期性的校准。性的校准。 （5 5）当时间、频率及功率都设置完毕后，）当时间、频率及功率都设置完毕后，Cable Cable ModemModem通过动态主机配置协议（通过动态主机配置协议（DHCPDHCP）来建立）来建立IPIP协议协议连接。在获得了连接。在获得了IPIP地址后，地址后，Cable ModemCable Modem建立按建立按RFC-RFC-868868规定的时间值；若有加密要求，则在规定的时间值；若有加密要求，则在DHCPDHCP的响应的响应报文中必须有加密服务器的报文中必须有加密服务器的IPIP地址。地址。 （6 6）Cable ModemCable Modem使用下

31、载的配置参数向使用下载的配置参数向CMTSCMTS申申请注册，当接收到请注册，当接收到CMTSCMTS回送的注册响应后，回送的注册响应后，Cable Cable ModemModem就进入了正常工作状态。就进入了正常工作状态。CM协议参考模型协议参考模型CMTS MACMACATMATMLLCLLC其他其他接收接收PMDPMD发送发送PMDPMDCM MACMACMACMAC层层PHYPHY层层下行下行上行上行CMTSCMTSCMCM TC TC子层子层接收接收PMDPMD发送发送PMDPMDTCTC子层子层ATMATMLLCLLC其他其他n模型包括模型包括: 物理层和物理层和MAC层层n承载

32、的高层数据主要为两种承载的高层数据主要为两种nATM信元（信元（802.14标准）标准）nLLC PDU（ DOCSIC标准）标准）CM物理层物理层功能功能n两种标准的物理层都采用两种标准的物理层都采用J.83标准标准n组成：组成：PMDPMD子层、子层、TCTC子层子层nPMDPMD子层：物理介质相关子层子层：物理介质相关子层n分为上行分为上行PMDPMD（接收（接收PMD)PMD)和下行和下行PMDPMD（发送（发送PMD)PMD)n提供物理接口、信号的调制提供物理接口、信号的调制/ /解调、比特流同步等解调、比特流同步等nTCTC子层：传输会聚子层子层：传输会聚子层n提供与提供与MACM

33、AC的接口，对的接口，对MACMAC帧进行分片与重组帧进行分片与重组n形成在信道上传输的格式形成在信道上传输的格式nPDUPDU的定界的定界n完成同步、测距和功率调整完成同步、测距和功率调整n同步：同步：定期接收头端的广播的参考时钟，并调整本地时钟定期接收头端的广播的参考时钟，并调整本地时钟n测距：测距：均衡时延（各均衡时延（各CMCM到到CMTSCMTS距离不等），避免时隙重叠距离不等），避免时隙重叠n功率调整：功率调整：为了使为了使 各各CMCM到到CMTSCMTS的电平基本相同的电平基本相同CM技术物理层技术物理层调制技术调制技术n选择何种调制技术主要从信道利用率和抗干选择何种调制技术主

34、要从信道利用率和抗干扰性能考虑扰性能考虑nCable Modem的调制方式为的调制方式为QAM和和QPSKn上行：上行：QPSK、16QAMn下行：下行：64QAM、256QAMnQAM的信道利用率比的信道利用率比QPSK高，但高，但QPSK的的抗干扰性更好抗干扰性更好CM技术物理层技术物理层下行帧结构下行帧结构CM技术物理层技术物理层上行帧结构上行帧结构n上行帧结构为小时隙流上行帧结构为小时隙流n上行信道承载三种上行信道承载三种PDU（管理、请求、数据）（管理、请求、数据）n带宽请求带宽请求PDU：Request PDU(miniPDU)，占，占1个个minislot（可能碰撞）（可能碰撞）

35、n数据数据PDU：data PDU，一般占多个，一般占多个minislotn管理信息管理信息PDU：manage PDU，占多个时隙（测距、，占多个时隙（测距、注册）注册）n不同的不同的PDUPDU在头部由不同的类型表示在头部由不同的类型表示Request PDU去头端去头端Data PDUManage PDU占多个时隙占多个时隙占占1个时隙个时隙占多个时隙占多个时隙CMCM物理层物理层上行信道划分上行信道划分n上行信道划分：上行信道划分：FDMA+TDMAFDMA+TDMAn每个小时隙是上行信道带宽的基本单位每个小时隙是上行信道带宽的基本单位nRequest PDU:Request PDU:

36、用于用于CMCM请求上行带宽，含请求上行带宽，含CM IDCM ID，所需时隙数等，所需时隙数等nData PDUData PDU：ATMATM信元（信元（802.14 802.14 标准）或标准）或LLC PDULLC PDU（DOCSIS)DOCSIS)nManage PDUManage PDU：用于测距、功率调整等：用于测距、功率调整等f.上行信道上行信道.PDUPDURequest PDU去头端去头端tminiSlotData PDUPDUManage PDUCM的的MAC层层MAC协议环境协议环境n共享介质共享介质n同一服务区的用户共享带宽同一服务区的用户共享带宽n需要介质访问控制（

37、需要介质访问控制（MAC）技术）技术n无法实现载波侦听（无法实现载波侦听（CSMA）n 收发信道完全分开收发信道完全分开n很难实现分布式协调控制很难实现分布式协调控制nCMTS集中仲裁集中仲裁nCMTS对多个对多个CM进行集中控制进行集中控制CM的的MAC层层功能功能nCM接入的合法性认证接入的合法性认证n上行信道竞争的冲突分解上行信道竞争的冲突分解nCM带宽的请求、分配与管理带宽的请求、分配与管理nMAC层最核心技术层最核心技术CM的的MAC层层上行带宽请求与分配上行带宽请求与分配nCM与与CMTS交互实现交互实现nCM向向CMTS请求，由请求，由CMTS进行分配与管理进行分配与管理n专门请

38、求捎带请求相结合专门请求捎带请求相结合nCM有数据要发时有数据要发时nCM先向头端先向头端CMTS申请带宽（小时隙数量）申请带宽（小时隙数量）nCMTS给给CM指定上行发送小时隙指定上行发送小时隙nCM在指定上行时隙内发送在指定上行时隙内发送nCM在发送数据时有新数据要发时在发送数据时有新数据要发时n直接在发送数据时捎带对新数据发送带宽的请求直接在发送数据时捎带对新数据发送带宽的请求CM的的MAC层层 上行带宽请求与分配上行带宽请求与分配n带宽请求与分配过程描述带宽请求与分配过程描述n待发数据的待发数据的CM，从下行信道获取头端对上行带宽，从下行信道获取头端对上行带宽分配的广播信息分配的广播信

39、息(MAP PDU),从中选取一个空闲的从中选取一个空闲的minislot，CM通过上行信道在选取的通过上行信道在选取的minslot内内发送一个发送一个request n如果请求冲突，则按某种算法进行冲突分解，并再如果请求冲突，则按某种算法进行冲突分解，并再次请求次请求n请求成功，会收到正确的请求成功，会收到正确的ACK，对，对CM的发送时刻的发送时刻及允许发送的及允许发送的minislot个数（可能与申请的个数相个数（可能与申请的个数相同，也可不同）同，也可不同）nCM根据分配信息，在指定的上行时隙内发送根据分配信息，在指定的上行时隙内发送data PDU （发送数据时是不会产生冲突的）（发送数据时是不会产生冲突的）带宽请求与分配过程带宽请求与分配过程Contend minislot to send request，wait ACK ReadyCollision resolution Wait for grant Data PDU tr