基于DOCSIS1.1的新一代Cable Modem

作用除了调制解调外，还在用户和HFC网络端之间起信息传递的桥梁作用。CM接收并处理HFC网前端设备CMTS发送过来的各种数据以及管理信息，并将相应的数据信息传送给与此CM相关连接的用户应用设备CPE（CustomerPremisesEquipment），同时负责将CPE中的信息转化为HFC网络中的帧格式传送到前端。图1中说明了CM的协议堆栈[1～2]。
　　
　　由图1可以看出，CM对于HFC网中所传递的数据的处理工作大部分都是在IP层以下进行的，而对于IP包中所包含的具体内容则一般不做处理。左右两部分的接口协议，分别对应了与HFC网的协议（DOCSIS1.1）以及与CPE相连网络的协议（IEEE802.3以太网协议）。通过CM的桥接功能使得两部分协议之间可以进行相互转换。
　　
　　在与HFC网相连接的一侧，物理层的协议分为处理上行信道物理层信号的协议模块UpstreamCablePMD（PhysicalMediaDependent）和处理下行信道物理层中信号的协议模块DSTCLayer(DownstreamTransmissionConvergenceSub-layer)、CablePMD两大部分。其中UpstreamCablePMD的主要功能是对MAC层所传来的MAC信息进行信道编码和调制，转化为中频信号，送入HFC网的上行信道中进行传输。下行CablePMD的主要功能是将在下行信道中接收的射频信号转化为MPEG2码流形式的数字基带信号，然后由DSTCLayer负责对MPEG2的包进行分解，恢复HFC网络的MAC帧，向上送到MAC层。
　　
　　CableMAC模块对应HFC网中的MAC层协议，主要功能是解决HFC上行信道中的时隙竞争、冲突解决、带宽管理等问题，组织网络中的数据传输，使HFC网的网络资源
　　
　　
　　
　　得以充分利用。
　　
　　LinkSecurity的主要功能是对网络中传递的用户数据加密，保证传递信息的安全性。
　　
　　由前端CMTS传送来的一些专门针对CM的高层管理信息，包括SNMP、TFTP、DHCP协议的信息，都位于IP层以上。CM要对这些信息的IP包在IP层以上进行进一步处理，其协议栈中就要包含有IP的协议模块。而对于CPE的数据信息，在与HFC网相连的一侧CM只处理到数据链路层为止，将其还原为IP包后再由以太网的协议堆栈转化为以太网的MAC帧，送给相应的CPE。
　　
　　2.2CableModem的实现方案
　　
　　跟踪CM的协议堆栈，在CableModem设计方案中主要包含以下功能模块：上/下行方向物理层处理模块、MAC层处理模块、上层协议处理模块、接口模块。接口模块包括与HFC网络同轴电缆的接口以及与以太网之间的10Base-T接口，一个中央处理器来管理与协调各个模块的工作进程以及模块间的数据通信，此外还需要相应的存储器单元作为软件代码的运行空间和各种数据的存储空间。
　　
　　在综合考虑了各种性能指标、基本功能、成本、可靠性、体积等因素后，为了降低系统设计的复杂性，提高可靠性，选用Broadcom公司生产的CableModem专用芯片BCM3345作为系统的核心芯片。BCM3345是目前国际上功能最强大的基于DOCSIS1.1的CableModem专用芯片。它将140MHz的MIPS32CableModemCORE、一个10/100Mb以太网接口和一个上行功率放大集成到了一个

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