武汉科技大学 夏振中
摘要：本文主要介绍了基于HFC双向网络的CMTS结构和技术，并介绍了CMTS系统在武汉电信HFC宽带多媒体网络中的解决方案。
关键词：CMTS；HFC双向网；Cable Modem；宽带接入
一、引言
随着通信和信息技术的发展，传统的三大网络（电信网、计算机网、有线电视网）逐步相互渗透、相互融合。在我国，有线电视网的普及程度最高，到2003年有线电视网已经建成12989KM的国家级干线光缆网络，覆盖范围非常广，在许多城市已建成HFC光纤同轴电缆混合网。伴随着数据通信等多种业务的需求，在具有接近1GHZ频宽的HFC双向网络上建设宽带数据平台已成为发展趋势，CMTS技术因此应运而生。截止到2002年底，北美已有1300万Cable Modem 的用户，而世界范围内，光DOCSIS1.0 标准的Cable Modem 用户已有2300万户。
武汉电信于1996年开始建设HFC网络，1999年开始建设基于HFC网络的CMTS宽带应用平台，2001年大规模推广Cable Modem高速上网业务，目前已经具有一定市场规模。
二、CMTS简介
（1）作用：CMTS是电缆调制解调器的头端设备，它能对终端设备Cable Modem进行认证、配置和管理，它还能为Cable Modem提供连接IP骨干网和Internet的通道，而且Cable Modem能在客户端和HFC网络之间提供透明的IP传输通道。HFC多媒体宽带可利用Cable Modem来进行IP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IP网，能完成有线电视网络的路由连接。CMTS能提供相应的端口把HFC宽带网与IP网相连。
（2）标准：CMTS遵循的标准有IEEE802.14、DAVIC/DVB 、MCNS/DOCSIS。DOCSIS（电缆数据业务接口标准）标准是1996年由MCNS（多媒体有线网络系统协会）组织制定的，该标准于1998年为国际电联接受，成为ITU-TJ.112国际标准。目前DOCSIS标准有1.0、1.1和2.0版本，武汉电信采用了1.0的版本。
（3）系统组成
CMTS是Cable Modem Terminal System的缩写，它实际上是一个双向数据交换中心，如图一所示，结合了路由引擎模块、网络接口模块、DOCSIS 模块三大功能模块，主要由中心交换设备，网络管理设备，各种功能的服务器，前端处理器，上变频器，宽带路由器等设施组成。
图一 CMTS系统模块示意图
①中心交换设备
中心交换设备可以是交换机，能实现与服务器、网管站、前端处理器、路由器的每个交换端口的交换功能，提供GE、OC－3、POS等多种类型接口。
②服务器
服务器包括动态主机配置协议（DHCP）服务器、简单文件传输协议服务器（TFTP）、时间服务器（TOD）等等，主要为中心交换机提供数据存储和转发工作。
③网络管理工作站
网络管理工作站可以是一台PC，主要是提供对中心交换机的工作状态进行监控和维护，并对数据交换进行管理。
④前端处理器
前端处理器实际是一个Cable Modem，其主要任务是接收5～50MHZ的上行射频信号，并把RF信号解调成为中心交换设备能理解的信号格式，它还把下行数据经QAM（正交振幅调制方式）调制后输出中频调制信号。
⑤上变频器
上变频器可把下行QAM中频信号转变为CATV频段输出的RF信号，送入双向混合器，提供光发射机所需的下行传输信号。
⑥前端宽带路由器
前端宽带路由器的工作内容是提供中心交换设备与Internet进行数据格式的转换，数据交换和相关的控制工作。
