Войти
ARRIS Touchstone CM820B Кабельный модем DOCSIS 3.0 A кабельный модем является разновидностью сетевой мост, обеспечивающий двунаправленную передачу данных по радиочастотным каналам на гибридном оптоволоконно-коаксиальном (HFC), радиочастоте по стеклу (RFoG) и коаксиальный кабель инфраструктура. Кабельные модемы в основном используются для предоставления широкополосного доступа в Интернет в форме кабельного Интернета, используя преимущества высокой полосы пропускания сетей HFC и RFoG. Они обычно используются в Северной и Южной Америке, Азии, Австралии и Европе.
Internet Experiment Note (IEN) 96 ( 1979) описывает раннюю систему кабельных модемов RF. Со страниц 2 и 3 стандарта IEN 96:
Система Cable-Bus
Система MITER / Washington Cablenet основана на технологии, разработанной в MITER / Bedford. Аналогичные кабельно-автобусные системы используются на ряде государственных объектов, например Армейский госпиталь Уолтера Рида и NASA Космический центр Джонсона, но это все автономные сети, работающие только на местном уровне.
В системе используется стандартный Community Antenna Television (CATV) коаксиальный кабель и микропроцессорные блоки интерфейса шины (BIU) для подключения абонентских компьютеров и клеммы к кабелю.... Кабельная шина состоит из двух параллельных коаксиальных кабелей, один входящий, а другой исходящий. Входящий и исходящий кабели подключены на одном конце, головная станция и электрически завершены на других концах. Эта архитектура использует преимущества хорошо разработанных однонаправленных компонентов CATV . Топология является дендритной (т.е. разветвлена как дерево )......
Блоки BIU содержат радиочастотные (RF) модемы, которые модулировать сигнал несущей для передачи цифровой информации с использованием 1 МГц доступной полосы пропускания в диапазоне частот 24 МГц. Остальная часть полосы пропускания 294 МГц может использоваться для передачи других каналов связи, таких как эфирное TV, FM, ТВ с замкнутым контуром или голос телефонная система или другие цифровые каналы. скорость передачи данных нашей испытательной системы составляет 307,2 кбит / с.
IEEE Комитет 802 определено 10BROAD36 в 802.3b-1985 как широкополосное соединение 10 Мбит / с IEEE 802.3 / Ethernet система для работы на расстоянии до 3600 метров (11 800 футов) по коаксиальному сетевому кабелю CATV. Слово широкополосный, используемое в исходных спецификациях IEEE 802.3, подразумевает работу в полосах каналов , мультиплексированных с частотным разделением (FDM ), в отличие от цифровых основной полосы прямоугольная форма модуляции (также известная как линейное кодирование ), которые начинаются около нуля Гц и теоретически потребляют бесконечную полосу частот. (В реальных системах компоненты сигнала более высокого порядка становятся неотличимы от фонового шума.) На рынке оборудования 10BROAD36 не было разработаны многими поставщиками и не используются во многих пользовательских сетях по сравнению с оборудованием для стандартов IEEE 802.3 / Ethernet baseband, таких как 10BASE5 (1983), 10BASE2 (1985), 10BASE-T (1990) и т. Д.
Комитет IEEE 802 также определил широкополосную Стандарт цифровых сетей CATV в 1989 г. с 802.7-1989. Однако, как и 10BROAD36, 802.7-1989 не имел большого коммерческого успеха.
Гибридные сети разработали, продемонстрировали и запатентовали первую высокоскоростную асимметричную кабельную модемную систему в 1990 году. Ключевым моментом в понимании гибридных сетей было то, что в зарождающиеся дни Интернета данные загрузка составляет большую часть трафика данных, и это может адекватно обслуживаться с помощью сильно асимметричной сети передачи данных (т. е. большого нисходящего канала передачи данных и множества небольших восходящих каналов передачи данных). Это позволило операторам кабельного телевидения немедленно предлагать услуги высокоскоростной передачи данных, не требуя предварительно дорогостоящего обновления системы. Также ключевым было то, что он увидел, что восходящие и нисходящие коммуникации могут осуществляться на одной или разных коммуникационных средах с использованием разных протоколов, работающих в каждом направлении, для создания системы связи с обратной связью. Скорости и протоколы, используемые в каждом направлении, будут очень разными. Самые ранние системы использовали телефонную сеть общего пользования (PSTN) в качестве обратного пути, поскольку очень немногие кабельные системы были двунаправленными. Более поздние системы использовали CATV как для восходящего, так и для нисходящего тракта. Системная архитектура Hybrid сегодня используется в большинстве систем кабельных модемов.
LANcity была пионером кабельных модемов, разработав проприетарную систему, которая широко использовалась в США. LANcity под руководством ирано-американского инженера Рузбех Яссини, затем была приобретена Bay Networks. Впоследствии Bay Networks была приобретена Nortel. Nortel в то время создала совместное предприятие с Antec под названием ARRIS Interactive. Из-за договорных соглашений с Antec, касающихся этого совместного предприятия, Nortel выделила группу LANCity в совместное предприятие ARRIS Interactive. ARRIS продолжает производить кабельные модемы и оборудование CMTS, соответствующие стандарту DOCSIS.
Zenith предложила технологию кабельного модема с использованием собственного протокола, который он представил в 1993 году, будучи одним из первых поставщиков кабельных модемов. Технология Zenith Cable Modem использовалась несколькими системами кабельного телевидения в США и других странах, включая Cox Communications San Diego, Knology на юго-востоке США, американскую службу Ameritech. (позже будет продана Wide Open West после слияния SBC / Ameritech), Cogeco в Гамильтоне, Онтарио и Cablevision du Nord de Québec в Валь-д'Ор. Zenith Homeworks использовала модуляцию BPSK (Bi-Phase Shift Keyed) для достижения 500 Кбит / с при 600 кГц или 4 Мбит / с при 6 МГц.
Com21 был еще одним пионером в области кабельные модемы, и весьма успешно, пока проприетарные системы не устарели в результате стандартизации DOCSIS. Система Com21 использовала ComController в качестве центрального моста в головных станциях сети CATV, кабельный модем ComPort в различных моделях и систему управления NMAPS, использующую HP OpenView в качестве платформы. Позже они также представили мультиплексор обратного тракта, чтобы преодолеть проблемы шума при объединении сигналов обратного тракта из нескольких областей. Собственный протокол был основан на асинхронном режиме передачи (ATM). Центральный коммутатор ComController представлял собой модульную систему с одним нисходящим каналом (передатчик) и одним модулем управления. Остальные слоты можно использовать для восходящих приемников (по 2 на карту), двойного Ethernet 10BaseT, а позже также для интерфейсов Fast-Ethernet и ATM. Интерфейс ATM стал самым популярным, поскольку он поддерживал растущие требования к полосе пропускания, а также поддерживал VLAN. Com21 разработал модем DOCSIS, но в 2003 году компания объявила о банкротстве и закрылась. Активы DOCSIS CMTS для COM21 были приобретены ARRIS.
CDLP была запатентованной системой, производимой Motorola. CDLP оборудование в помещении клиента (CPE) способно использовать как PSTN (телефонная сеть), так и радиочастота (кабельная сеть) обратного пути. Услуга на базе PSTN считалась «односторонней кабельной» и имела многие из тех же недостатков, что и услуга спутникового Интернета ; в результате он быстро уступил место «двустороннему кабелю». Кабельные модемы, которые использовали кабельную радиочастотную сеть для обратного пути, считались «двусторонними кабелями» и могли лучше конкурировать с услугой двунаправленной цифровой абонентской линии (DSL). Стандарт сейчас мало используется, в то время как его используют новые поставщики, а существующие поставщики перешли на стандарт DOCSIS. Запатентованная Motorola CDLP CyberSURFR является примером устройства, которое было построено по стандарту CDLP, способного к пиковым 10 Мбит / с в нисходящем направлении и 1,532 Мбит / с в восходящем направлении. CDLP поддерживает максимальную пропускную способность нисходящего потока 30 Мбит / с, которая может быть достигнута при использовании нескольких кабельных модемов.
Австралийский интернет-провайдер BigPond использовал эту систему, когда начал испытания кабельного модема в 1996 году. В течение ряда лет кабельный доступ в Интернет был только доступно в Сиднее, Мельбурне и Брисбене через CDLP. Эта сеть работала параллельно с новой системой DOCSIS в течение нескольких лет. В 2004 году сеть CDLP была закрыта и заменена DOCSIS.
CDLP был также развернут французским кабельным оператором Numericable перед обновлением его широкополосной IP-сети с использованием DOCSIS.
Digital Video Broadcasting (DVB ) и Digital Audio Visual Council (DAVIC) - европейские организации, разработавшие кабельное телевидение. стандарты модема. Однако эти стандарты не получили такого широкого распространения, как DOCSIS.
В середине 1990-х комитет IEEE 802 сформировал подкомитет (802.14) для разработки стандарта для систем кабельных модемов. IEEE 802.14 разработал проект стандарта, который был основан на ATM. Однако рабочая группа 802.14 была расформирована, когда североамериканские мультисистемные операторы (MSOs ) вместо этого поддержали тогда еще только зарождающуюся спецификацию DOCSIS 1.0., который обычно использовал службу наилучшего качества и был на основе IP (с расширением кодовыми точками для поддержки ATM для QoS в будущем). MSO были заинтересованы в быстром развертывании услуги для конкуренции за клиентов широкополосного доступа в Интернет вместо того, чтобы ждать более медленных, повторяющихся и совещательных процессов комитетов по разработке стандартов. Альберт А. Аззам был секретарем рабочей группы IEEE 802.14, и в его книге «Высокоскоростные кабельные модемы» описаны многие из предложений, представленных для 802.14.
Хотя Инженерная группа Интернета (IETF), как правило, не вырабатывает полных стандартов кабельных модемов, IETF учредила Рабочие группы (WG ), которые разработали различные стандарты, относящиеся к технологиям кабельных модемов (включая 802.14, DOCSIS, PacketCable и другие). В частности, рабочие группы IETF по IP через кабельную сеть передачи данных (IPCDN) и IP через цифровое видеовещание (DVB) разработали некоторые стандарты, применимые к системам кабельных модемов, в первую очередь в областях Простое управление сетью. Протокол (SNMP) Базы управляющей информации (MIB ) для кабельных модемов и другого сетевого оборудования, которое работает в сетях CATV .
В конце 1990-х годов был создан консорциум операторов кабельного телевидения США, известный как «MCNS», чтобы быстро разработать открытую и совместимую спецификацию кабельного модема. Группа по существу объединила технологии двух доминирующих частных систем в то время, взяв физический уровень из системы Motorola CDLP и MAC-уровень из системы LANcity. Когда была составлена первоначальная спецификация, консорциум MCNS передал контроль над ней CableLabs, который поддерживал спецификацию, продвигал ее в различных организациях по стандартизации (в частности, SCTE и ITU ), разработал программу сертификационных испытаний оборудования кабельных модемов и с тех пор разработал несколько расширений к исходной спецификации.
Хотя развернутое оборудование DOCSIS RFI 1.0 обычно поддерживает только службу наилучшего качества, в документе DOCSIS RFI 1.0 Interim-01 обсуждаются расширения и механизмы QoS с использованием IntServ, RSVP, RTP и режима синхронной передачи (STM) телефонии (в отличие от ATM DOCSIS RFI 1.1 позже добавил в DOCSIS более надежные и стандартизированные механизмы QoS. В DOCSIS 2.0 добавлена поддержка S-CDMA PHY, а в DOCSIS 3.0 добавлена поддержка IPv6 и связывание каналов в позволяют одному кабельному модему использовать одновременно более одного восходящего канала и более одного нисходящего канала параллельно.
Практически все кабельные модемы, работающие сегодня в полевых условиях, совместимы с одной из версий DOCSIS. Из-за различий в европейских системах PAL и в США NTSC существуют две основные версии DOCSIS, DOCSIS и EuroDOCSIS. Основные отличия заключаются в ширине RF-каналов: 6 МГц для США и 8 МГц для Европы. Третий вариант DOCSIS был разработан в Японии и имел ограниченное применение в этой стране.
Хотя функциональная совместимость «была главной целью проекта DOCSIS,» большинство операторов кабельного телевидения утверждают только очень ограниченный список кабельных модемов в своей сети, определяя «разрешенные» модемы по их марке, моделям, иногда версии прошивки и иногда доходит до введения аппаратной версии модема вместо того, чтобы просто разрешить поддерживаемую версию DOCSIS.
В 2004 году был создан Союз мультимедиа по коаксиальному кабелю (MoCA) для разработки отраслевого стандарта для подключенного дома с использованием существующего коаксиального кабеля. Первоначально разработанные для домашних сетей с использованием MoCA 1.0 / 1.1, стандарты MoCA продолжали развиваться с MoCA 2.0 / 2.1 в 2010 году и MoCa 2.5 в 2016 году.
В 2017 году Multimedia over Coax Alliance представила спецификацию MoCA Access., основанный на стандарте MoCA 2.5, подходящий для решения проблем широкополосного доступа к сети внутри зданий с использованием коаксиальных кабелей. MoCA Access расширяет домашнюю сеть MoCA 2.5, чтобы соответствовать операторам и интернет-провайдерам, которые устанавливают оптоволокно до подвала / точки подключения (FTTB / FTTdp) и хотят использовать существующий коаксиальный кабель для подключения к каждой квартире или дому ".
С развитием телефонии по Интернет-протоколу (VoIP), аналоговые телефонные адаптеры (ATA) были включены во многие кабели. модемы для предоставления телефонных услуг. Встроенный ATA известен как встроенный адаптер мультимедийного терминала (E-MTA).
Многие поставщики услуг кабельного телевидения также предлагают телефонные услуги на основе VoIP через кабельную инфраструктуру (PacketCable ). Некоторые клиенты высокоскоростного Интернета могут использовать VoIP-телефонию, подписавшись на сторонние услуги, такие как Vonage, MagicJack + и.
В сетевой топологии кабельный модем представляет собой сетевой мост, который соответствует IEEE 802.1D для Ethernet netw orking (с некоторыми изменениями). Кабельный модем соединяет кадры Ethernet между клиентом LAN и коаксиальной сетью. Технически это модем, потому что он должен модулировать данные для их передачи по кабельной сети и демодулировать данные из кабельной сети для их приема.
Что касается модели OSI в конструкции сети, кабельный модем является одновременно устройством физического уровня (уровень 1) и устройством Сервер пересылки уровня канала данных (уровень 2). В качестве сетевого узла с IP-адресом кабельные модемы поддерживают функциональность на других уровнях.
Уровень 1 реализован в Ethernet PHY на его интерфейсе LAN и в кабельном интерфейсе PHY, определяемом DOCSIS.. Термин кабельный модем относится к этому кабельному физическому уровню. Сетевой уровень (Уровень 3) реализован как хост IP, поскольку он имеет свой собственный IP-адрес, используемый оператором сети для обслуживания устройства. На транспортном уровне транспортного уровня (уровень 4) кабельный модем поддерживает UDP в сочетании со своим собственным IP-адресом, а также поддерживает фильтрацию на основе номеров TCP и UDP-порт. чтобы, например, заблокировать пересылку трафика NetBIOS из локальной сети клиента. На уровне приложения (уровень 7) кабельный модем поддерживает определенные протоколы, которые используются для управления и обслуживания, в частности, Протокол динамической конфигурации хоста (DHCP), SNMP <168.>и TFTP.
Некоторые кабельные модемы могут включать в себя маршрутизатор и DHCP-сервер для обеспечения сетевой адресации в локальной сети IP. С точки зрения пересылки данных и топологии сети, эта функциональность маршрутизатора обычно отличается от функциональности кабельного модема (по крайней мере, логически), даже несмотря на то, что они могут совместно использовать один корпус и отображаться как одно устройство, иногда называемое жилым шлюзом. Таким образом, функция кабельного модема будет иметь свой собственный IP-адрес и MAC-адрес, как и маршрутизатор.
Кабельные модемы могут иметь проблему, известную на промышленном жаргоне как «откидная створка» или «колебание». Откидная створка модема - это когда соединение модема с головным узлом было прервано (отключено), а затем возвращается в онлайн. Время автономной работы или частота лоскута обычно не регистрируются, только частота. Хотя это обычное явление и обычно незаметно, если крышка модема слишком высока, эти отключения могут привести к нарушению обслуживания. Если есть проблемы с удобством использования из-за заслонки, типичной причиной является неисправный модем или очень большой объем трафика в сети поставщика услуг (слишком высокое использование восходящего потока). Типы закрылков включают повторные вставки, попадания и промахи, а также регулировку мощности.
В январе 2020 года была обнаружена и названа уязвимость, затрагивающая кабельные модемы, использующие наборы микросхем Broadcom. Cable Haunt. Исследователи безопасности говорят, что уязвимость затрагивает сотни миллионов устройств. Возможны эксплойты из-за использования учетных данных по умолчанию в компоненте анализатора спектра модема (в основном используется для целей отладки), доступном через сетевой порт, который по умолчанию открыт в уязвимом
 | На Викискладе есть медиафайлы, связанные с Кабельными модемами. |
