64-QAM和256-QAM两种调制方式之欧阳学创编

欧阳学创编目前用的比较广的基于有电视网络的Cable系统其基本架构图2所示。有线视网络通过Cable终端统（CMTS与互联网络连接用户通过二分器将从CMTS得到信号分为两，路直接到用户的视中用于用户看有线电视目另一路连接用户的CableModem上通过Modem调制调与用户的算机连接，户以使用计算通过浏互联网。欧阳学创编

欧阳学创编在这工作模式下CableModem通过正交调幅（QAM）的方调制解调信，过有线电视轴电缆上和载据。这种技实际上是从线视同轴电缆模拟信号带中离出作载建立下行通。根据用的调制方的同以不同的度传输数据。Modem一般采用的是和256-QAM两调方式其特性表1。时间：2021.03.03

创作：欧阳学

信道信码率带宽（sym/sec

理想传输实传输速率速（b/s（b/s）调制方式欧阳学创编

欧阳学创编

6MHz6MHz

5.057M5.361M

30.34M42.88M

同样，为了抑制上行的噪声积累，一般采用者QPSK调制方式。其特性如表2所示：信号码率（）

信道带宽

理实传输速率传速率（）（）

理传实传输速率（）输速率（）160k320K640K

0.2MHz0.4MHz0.8MHz1.6MHz

~0.6MHz~1.2MHz~2.3MHz~4.6MHz

~0.3MHz~0.6MHz~1.2MHz~2.3MHz由此

上行符号速率QPSK数速率16QAM数据速率

所用带

可以看出工作其本

(kbps)(kbps)(KHz)32064020064012804002560800

这种模式质就是利用现有的有线网络带宽来传递互联网络数据。在这种模式下工作时，Cable终端系统（）在整个系统中起到非常重要的作用，它不但是Cable的控制中心，而且它还是有线电视网络与互联网络的接口部分。用户通过CMTS与互连网络交换数据。结构如图所示。它其实与一般的互联网接入方案没有太大的区别，系统包括路由器、以太网交换机、用户账号管理服务器、数据缓存服务器。但与一般的互联网欧阳学创编

欧阳学创编接入方案不同的是，它增加了modem控制服务器和将与互联网络交互的数据转为RF信号并嵌入有线电视信号的部分。这种工作方式所带来的好处是显而易见的，有线电视用户不用铺设新的数据通道，利用现有的有线电视线路，即可以与互连网络交互数据。并且根据表1所示，用户使用时的数据下载速率和现有的DSL、等宽带接入方案不相上下。用户甚至可以无需缴纳网络使用费用，当然这要取决于有线电视网络服务商是否愿意提供这项服务。但这种工作方式的缺点正如表示，由于信噪比的原因，数据上行的速度就远远慢于数据下行的速度。这从以浏览为主的用户而言并不是什么问题，但对一些需要大量上传数据的用户而言这种接入方式就不是很理想了。基于同样的工作原理，有些厂商已经开发出应用微波或卫星传输互联网络数据的产品。可用的速率范围及所用的带宽示于表欧阳学创编

欧阳学创编目前应用的比较广泛的是基于有线电视网络的Modem系统，其基本架构如图2所示。有线电视网络通过CableModem终端系统（）与互联网络连接。用户通过二路分离器将从得到的信号分为两路，一路直接接到用户的电视机中用于用户观看有线电视节目，另一路连接到用户的CableModem上，通过CableModem调制解调与用户的计算机连接，用户可以使用计算机通过CableModem浏览互联网络。在这种工作模式下，CableModem通过正交调幅（QAM）的方式调制解调信号，通过有线电视同轴电缆上和下载数据。这种技术实际上是从有线电视同轴电缆的模拟信号带宽中分离出作为载频建立下行通道。根据采用的调制方式的不同以不同的速度传输数据。Modem一般采用的是64-QAM和256-QAM两种调制方式，其特性如表1。调制方式道带信号码（sym/sec）理想传速率（）实际传输速（b/s64-QAM6MHz256-QAM6MHz

5.057M5.361M

30.34M42.88M

~27M~38M同样，为了抑制上行的噪声积累，一般采用或者调制方式。其特性如表2所示：信号码率（sym/sec）160k320K640K1280K

信道带宽0.2MHz0.4MHz0.8MHz1.6MHz

16-QAM理传输速率（）0.64MHz1.28MHz2.56MHz5.12MHz

16-QAM际传输速率（）~0.6MHz~1.2MHz~2.3MHz~4.6MHz

QPSK理传输速率（）0.32MHz0.64MHz1.28MHz2.56MHz

QPSK实际传输速率（）~0.3MHz~0.6MHz~1.2MHz~2.3MHz由此可以看出这种工作模式其本质就是利用现有的有线网络带宽来传递互联网络数据。在这种模式下工作时，Modem终端系统（CMTS）在整个系统中起到非常重要的作用，它不但是Modem的控制中心，而且它还是有线电视网络与互联网络的接口部分。用户通过CMTS与互连网络交换数据。欧阳学创编

欧阳学创编CMTS结构如图3所示。它其实与一般的互联网接入方案没有太大的区别，系统包括路由器、以太网交换机、用户账号管理服务器、数据缓存服务器。但与一般的互联网接入方案不同的是，它增加了modem控制服务器和将与互联网络交互的数据转为信号并嵌入有线电视信号的部分。这种工作方式所带来的好处是显而易见的，有线电视用户不用铺设新的数据通道，利用现有的有线电视线路，即可以与互连网络交互数据。并且根据表1所示，用户使用时的数据下载速率和现有的DSL、LAN等宽带接入方案不相上下。用户甚至可以无需缴纳网络使用费用，当然这要取决于有线电视网络服务商是否愿意提供这项服务。但这种工作方式的缺点正如表2所示，由于信噪比的原因，数据上行的速度就远远慢于数据下行的速度。这从以浏览为主的用户而言并不是什么问题，但对一些需要大量上传数据的用户而言这种接入方式就不是很理想了。基于同样的工作原理，有些厂商已经开发出应用微波或卫星传输互联网络数据的产品。欧阳学创编

欧阳学创编图4所示为应用卫星系统传输数据的系统结构图。用户和互联网络服务提供商采用廉价的电信线路（例如电话线、无线电）连接，用户利用此线路通过互联网络服务提供商向INTERNET出请求。INTERNET响应后，通过互联网络服务提供商将数据经过调制后传输给卫星信号发射设备。卫星信号通过通讯卫星传输给用户端的卫星信号接收设备。调制解调设备将接收到的卫星信号解调后得到数据再传送给请求数据的用户使用。利用卫星信号，可以给用户提供宽带的接入方式。在这种工作模式中，可以明显看出上行数据速度和下行数据速度是不平衡的，我们甚至可以认为这只是一个单向下行的接入方式，而且这种工作模式占用卫星线路的资源。但是这种工作方式非常适用于地形条件恶劣的地区，如山区、极地等不适合铺设高速数据线路的地区。另外，它还适用于海上作业等许多的移动目标接收数据。如果我们将数据嵌入卫星转播的电视信号之中，在用户卫星信号接收解码后使用类似于CableModem的调制解调设备接收数据。那么它对于卫星电视用户来说将更加节省资源。利用微波系统传输INTERNET网络数据的方式与上面介绍的利用卫星系统的方式基本相同，只是使用微波发射接收设备替代卫星信号发送接收设备。二者的工作原理是完全一致的。以上介绍了在电视技术领域和互联网络技术领域数据交互的几种技术，下面我们要介绍在电视技术领域内的数据交互技术，即所谓的交互电视。但通过分析我们将会看到上面介绍的这几种技术在交互电视技术领域中所起到的作用。(待续)本文主要介绍了HFC双向传输系统中的CM和数据传输设备的执行标准、工作原理、接入方式、电平调整和设备的选型。并对它们在网络中的应用及传输欧阳学创编

欧阳学创编过程做了简要介绍，还对CM在传输中的技术问题进行了探

讨。1

综

述广播电视新技术的不断更新和发展，加速了我国有线电视系统网络的建设，HFC光纤电缆混合网的传输技术目前已成为世界各国的主流，如何把建成高速宽带多媒体双向传输网络是各大有线台正在实施和考虑的问题。因为光纤电缆混合网采用的是模拟技术来传送有线电视，要想达到传输数字信号的目的，就要进行宽带调制，也就是要采用CableModem电缆调制解调器的传输技术来实现数字信号的传递工作。而双向传输中的数据传输设备CMTS和Modem在网络中占主导作用，对它们的熟悉和了解以及在网络中如何应用好数据传输设备非常重要，因此对Cable和CMTS所执行的技术标准、工作原理、接入方式、设备选型以及在网络运行中电平的调整等方面问题做了介绍，并对传输中的技术问题进行了讨

论。2Modem的传输标准和频配置欧阳学创编

欧阳学创编2

．

1

传

输

标

准国际电联电信标准部年月通过了J．建议于VI.、Vl.l标准的（以下简称）系统，下行采用64QAM或256QAM调方式；上行采用／调制方式。CM在一个6MHz（NTSC）或8MHz（PALD的宽带中，若用64QAM调传输到；1.8MHz的带宽时，当采用／16QAM调制技术时，为10Mbps到，但是它的、下行宽为用户享。CM提供的速率是非对称的。下行信道是连续的，数据流以信元或者打包的方式来进行信息的传输，它可根据数据流信元或者数据包信息中的地址信息来认可某个终端来接收数据，而上行数据和信通需一个媒体接入控制，用于形成和控制用户数据包或信元进入公用道。以上调制方式采用编码技术进行前向到错，上行信号的传输采用QPSK／调制技术，能大幅度提高系统的抗干扰能力，而且能有效的使脉冲干扰的持续时欧阳学创编

欧阳学创编间较短，一般情况下只能造成一段码流的误码率增高。2

．

2

频

率

配

置根据／广播电视技术规范行业标准规定，5～为上行频率配置；6587MHz为过渡频率带；87～为调频广播范围；108为模拟、数字、数据业务下行带宽。根据IEEE802．14F规定，5～45MHz为CM上行频率配置，～450MHz用于传输下行模拟信号～用于数字传。由此可见CM有丰富的频率带宽资源，当信息量的需求越来越大时，它将显示自己独特的优势，是电信网无法比

拟

的。3CMTS和Medem在双向传输中的作用3

．

1是电缆调制解调器的头端设备，它能对终端设备CM进行认证、配置和管理，它还能为CM供连接骨干网和Internet的通道，而且能在客户端和HFC网络之间提供透明的输通道。多媒体宽带可利用来进行传输，它的基本传输模式是：发送下行和接收上行数据信号，能给用户提供高速因特网和网，能完欧阳学创编

欧阳学创编成有线电视网络的路由连接。CMTS提供端口与计算机局域网的交换机相连，把

HFC宽带网、省网

、

国

家

光

纤

干

线

网

联

接。和有两种标准网络接口，设备设置的网络用于连接以大网的交换机／以太网接口或ATM的－3接口、路由器或者ATM交换机。还没有接口，又分为上行RF和下行RF通道，一般情况下它的下行通道的速率分别为

和。3

．

2CMCM是用户终端数字接收设备，称电缆调制解调器，它能承载～个用户，也可为单独用户使用，它负责接收CMTS送来的下行数据信息，并把接收的信息调制成用户所需的信号，还具备路由器和网桥功能。与相联的终端设备就是机，分内置和外置式两种，内置式通过口与PC机相连，外置式可通过串行接口或以太网接口与

机相连。CM的网络接口分别为RF和CPE（Premise欧阳学创编

欧阳学创编）接口，传输上行数据时都要通过这两个接口，如果采用电话回传CM就只有下行数据通过RF接口；而网络接口主要是连接用户PC机和本地以太网的USB标准接口，其速率可达10Mbps，CPE是终端用户的前提设备，它由PC机，网络计算机等组成，除此之外为适合更多的功能，还应具备、的电话接，这样用户可通过HFC网络开展电话通话业务。3．CMTS

和

CM

的应用和CM配合在一起可在HFC网络中展开音、视频会议、网上炒股，打（IP）电话、远程教育、网上双向游戏；还能提供快速的接入、浏览、发电子邮件和开展网上购物；由和CM构的有线数据系统能开展和提供多项目的服务功能，如

过滤器、防欺诈特性、服务级别、HFC静态路径服务；除此之外还能开展工商、行政、税务、银行、教育、证券等项目

的

服

务

工

作。由于CMTS为头端设备，它可覆盖整网络，可设在前端机房，也可设在分中心或者片区光节点，这要根据网络拥有用户的多少来考虑CMTS能在有线电视网和数据欧阳学创编

欧阳学创编网

之

间

起

到

网

关

的

作

用。每台CM都拥有一个48位的物理地址外，还有一个14位的服务标识（ID），并由分配，每个服务标识对应一种服务类型，通过服务标识在

CM与