1994年以來(lái)，隨著Internet的興起以及按需點(diǎn)播（VoD，Video on Demand）服務(wù)需求的增加，非對(duì)稱型的數(shù)據(jù)傳輸速率成為網(wǎng)絡(luò)用戶接入手段的主要特點(diǎn)（即下行速率遠(yuǎn)大于上行速率，上下行速率比大約在1∶10以上），因此，需要發(fā)展一種廉價(jià)、不對(duì)稱的電纜調(diào)制解調(diào)器（CM，Cable Modem）。為此，下列4家標(biāo)準(zhǔn)化組織在CM的標(biāo)準(zhǔn)化方面做了大量的工作。

1、IEEE 802.14工作組的相關(guān)工作

IEEE 802.14工作組于1994年5月成立，它是從802.6工作組中分離出來(lái)，著手為HFC制定支持雙向通信的多媒體網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)試圖在同一網(wǎng)絡(luò)中為大量的用戶提供短時(shí)延的對(duì)稱和非對(duì)稱速率傳輸服務(wù)，同時(shí)具備支持運(yùn)行與維護(hù)管理的能力。根據(jù)該工作組對(duì)HFC數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的功能需求和設(shè)計(jì)目標(biāo)的界定，新標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)與IEEE 802局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)兼容，因此，IEEE 802.2的邏輯鏈路控制子層（LLC，Logical Link Control）被作為其數(shù)據(jù)鏈路層（DLL）的標(biāo)準(zhǔn)界面，但考慮到傳送多媒體信息的需要，該標(biāo)準(zhǔn)中也將ATM層納入其數(shù)據(jù)鏈路層之中，允許有兩種數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)界面。該標(biāo)準(zhǔn)參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）定義的OSI/RM的下兩層結(jié)構(gòu)，為HFC的物理層（PHY）和數(shù)據(jù)鏈路層定義了一個(gè)多子層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的參考模型。

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該工作組為電纜網(wǎng)絡(luò)定義了一個(gè)以電視網(wǎng)絡(luò)前端為中心，以80 km為半徑的HFC網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)參考模型，定義了以傳送IEEE 802.2邏輯鏈路控制子層（LLC）幀為基礎(chǔ)的協(xié)議層次模型。由于HFC介質(zhì)網(wǎng)為共享式樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，特別適合電視節(jié)目那樣的單向廣播工作方式，但作為雙向數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的介質(zhì)網(wǎng)，其物理層和數(shù)據(jù)鏈路層標(biāo)準(zhǔn)的制定卻是一種極大的挑戰(zhàn)。首先，由于HFC網(wǎng)上的多個(gè)末端用戶只能與樹(shù)根的端頭（Headend）之間進(jìn)行通信，任何用戶都無(wú)法像總線式以太網(wǎng)那樣進(jìn)行載波偵聽(tīng)來(lái)自律數(shù)據(jù)的發(fā)送，因此不能采用以太網(wǎng)那樣的沖突檢測(cè)方法。其次，要能適應(yīng)包括話音、視像和普通數(shù)據(jù)在內(nèi)的不同特征的信息傳輸（時(shí)延、突發(fā)性、恒速性、對(duì)稱/非對(duì)稱性以及速率大小的不同）的需要，還要兼顧傳統(tǒng)電視廣播的習(xí)慣與需要（如信道劃分）。所有這些特殊性都要求新的介質(zhì)訪問(wèn)控制子層（MAC）既能適應(yīng)各種可能使用的物理層技術(shù)，能夠適應(yīng)多種性質(zhì)數(shù)據(jù)對(duì)服務(wù)質(zhì)量（QoS）的需要，又能夠解決多用戶在共享介質(zhì)網(wǎng)上的訪問(wèn)控制與訪問(wèn)的安全性。

當(dāng)時(shí)，已向IEEE 802.14建議的MAC協(xié)議有：擴(kuò)展分布隊(duì)列隨機(jī)訪問(wèn)協(xié)議（XDQRAP，eXtended Distributed Queuing Random Access Protocol）和適應(yīng)性數(shù)字訪問(wèn)控制協(xié)議（ADAP，Adaptive Digital Access Protocol）。這兩個(gè)協(xié)議的特點(diǎn)詳見(jiàn)下表1。

表 1：XDQRAP協(xié)議與ADAP協(xié)議的特點(diǎn)

IEEE 802.14物理層使用的技術(shù)必須能適應(yīng)CATV網(wǎng)絡(luò)的HFC樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，能夠減少樹(shù)型共享網(wǎng)絡(luò)反向傳輸中存在的“漏斗噪聲”及其他干擾的影響，必須既有利于從端頭至用戶終端的下行方向廣播與組播傳輸模式，又有利于用戶向樹(shù)枝節(jié)點(diǎn)和根節(jié)點(diǎn)匯聚的上行信息傳輸模式。802.14必須就調(diào)制方法、編碼、數(shù)據(jù)的交叉混合（Scrambling）傳輸以降低干擾的影響、物理層定時(shí)問(wèn)題、物理信息單元長(zhǎng)度與格式、收發(fā)器功率電平等方面的問(wèn)題做出具體的規(guī)定。其中，很多的努力都放在與上行信道傳輸有關(guān)的問(wèn)題上。為此，物理層被劃分為兩個(gè)子層：一是傳輸匯聚子層（TC），主要解決多子信道信息匯聚問(wèn)題；二是介質(zhì)相關(guān)子層（PMD），主要處理子信道信息的調(diào)制傳輸問(wèn)題。802.14工作組考慮中的候選調(diào)制技術(shù)有：下行使用VSB-16、QAM和QPSK；上行使用QPSK和DWMT。

下行信道的傳輸方式允許多個(gè)（6/8 MHz）信道同時(shí)傳輸。為了適應(yīng)歐洲標(biāo)準(zhǔn)和北美標(biāo)準(zhǔn)，802.14標(biāo)準(zhǔn)的下行信道必須支持兩類編碼與調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)：歐洲采用的ITU標(biāo)準(zhǔn)J.83附錄A/C；北美采用的ITU標(biāo)準(zhǔn)J.83附錄B。上行傳輸由多個(gè)并行的小信道組成，每個(gè)小信道又由若干個(gè)串行的微時(shí)槽（Minislot）組成，每個(gè)微時(shí)槽的時(shí)間足以容納傳輸8字節(jié)數(shù)據(jù)和物理層的數(shù)據(jù)單元頭開(kāi)銷。上行的若干串行微時(shí)槽串接后可用于形成更長(zhǎng)的數(shù)據(jù)單元，如ATM信元、變長(zhǎng)度的視像數(shù)據(jù)流（或流段）。物理層的上行傳輸必須能滿足不同數(shù)據(jù)流在時(shí)限內(nèi)所要求微時(shí)槽數(shù)和單元頭開(kāi)銷不同的需要。

遺憾的是，IEEE 802.14工作組正在對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究時(shí)，卻被解散了，使得電纜調(diào)制解調(diào)器（CM）的正式的802.14標(biāo)準(zhǔn)未被完成，只是曾在1998年發(fā)布了《HFC通道模型建議》等相關(guān)文檔。

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2、多媒體電纜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)協(xié)會(huì)MCNS的相關(guān)工作

但由于IEEE 802.14工作組的標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)展較為緩慢，而市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大，促使北美一些主要有線電視運(yùn)營(yíng)公司于1996年1月成立了多媒體電纜網(wǎng)絡(luò)伙伴（MCNS，Multimedia Cable Network System partners），并著手針對(duì)北美的電視制式制定了在電纜系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)的接口說(shuō)明DOCSIS（Data Over Cable Service Interface Specification）。1997年3月，MCNS正式推出DOCSIS 1.0標(biāo)準(zhǔn)的Cable Modem，網(wǎng)絡(luò)層采用IP協(xié)議。并于同年12月首次舉行了該版本產(chǎn)品的國(guó)際性展示會(huì)。1998年3月，國(guó)際電信聯(lián)盟ITU接受了DOCSIS，并將它定名為ITU J.112。DOCSIS將電纜網(wǎng)絡(luò)中心一側(cè)的設(shè)備稱為電纜調(diào)制解調(diào)器端接系統(tǒng)CMTS（Cable Modem Termination System），用戶側(cè)的設(shè)備稱為電纜調(diào)制解調(diào)器（Cable Modem）。

1999年3月，MCNS公布了第二代標(biāo)準(zhǔn)稱為DOCSIS 1.1，新增加了QoS管理、以硬件為基礎(chǔ)的分組的分/合段，以及支持IP電話和其他恒速率服務(wù)的能力。在DOCSIS 1.2加入了較為先進(jìn)的物理層功能以增加上行傳輸能力和可靠性，使用由Broadcom提出的頻敏時(shí)分復(fù)用技術(shù)FA-TDMA（Frequency-agile TDMA）、Terayon提出的同步碼分多址技術(shù)S-CDMA（Synchronous Code Division Multiple Addressing）技術(shù)。目前已有DOCSIS 4.0版本。

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3、歐洲的數(shù)字視像廣播與數(shù)字音視管理委員會(huì)DVB/DAVIC的相關(guān)工作

歐洲的數(shù)字視像廣播與數(shù)字音視管理委員會(huì)DVB/DAVIC（Digital Video Broadcast Digital Audio and Video Council）是歐洲數(shù)字機(jī)頂盒的標(biāo)準(zhǔn)化權(quán)威機(jī)構(gòu)。為了保護(hù)歐洲相關(guān)企業(yè)的利益，在15個(gè)廠家的支持下，DVB/DAVIC針對(duì)歐洲電視制式（PAL）與北美NTS制式的區(qū)別，著手制定歐洲的電纜網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，與美國(guó)的DOCSIS標(biāo)準(zhǔn)抗衡。其相關(guān)的電纜調(diào)制解調(diào)器被稱為“DVB/DAVIC EuroModem”。

DAVIC是第一個(gè)制訂用于HFC網(wǎng)絡(luò)的物理層和介質(zhì)訪問(wèn)控制子層（MAC）協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)，其第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)DAVIC 1.1于1996年9月出臺(tái)，是以ATM為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)的Cable Modem于1997年10月在倫敦推出，它建立在歐洲的PAL電視制式的基礎(chǔ)上，采取IP over ATM的傳送方式，因此能靈活地實(shí)現(xiàn)QoS控制；它還兼容數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)在PC機(jī)的顯示器上顯示數(shù)字電視。DVB/DAVIC標(biāo)準(zhǔn)主要應(yīng)用于歐洲，并成為大部分機(jī)頂盒STB（Set Top Box）的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

同年12月推出的DAVIC 1.2考慮了訪問(wèn)Internet的需要，因此增加了以IP為基礎(chǔ)的功能。1997年9月推出的DAVIC 1.3進(jìn)一步增加了對(duì)時(shí)延敏感的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的支持，因而上行傳輸中增加了“微時(shí)槽”和更多的上行單元數(shù)據(jù)種類，下行信道中增加了帶內(nèi)（In-band）子信道功能。DAVIC 1.5將DVB 2.0作為其電纜調(diào)制解調(diào)器的規(guī)范，是較為完整的版本。

由于該組織的工作主要針對(duì)數(shù)字視像服務(wù)業(yè)務(wù)，因此大量使用以MPEG-2和ATM技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)字視像廣播的DVB（Digital Vedio Broadcast）協(xié)議。歐洲電纜實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合體ECL（EuroCableLabs）在歐洲電纜通信協(xié)會(huì)ECCA（European Cable Communications Association）的指示下以DVB/DAVIC的EuroModem作為DOCSIS在歐洲的替代品。1999年5月，ECCA/ECL公布了以DVB/DAVIC的EuroModem為基礎(chǔ)的產(chǎn)品說(shuō)明，表示對(duì)相關(guān)工作的認(rèn)可。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)ETSI（European Telecommunications Standards Institute）以ETS 300800文本采納了DVB 2.0標(biāo)準(zhǔn)。為了增加不同產(chǎn)品的互操作性，產(chǎn)品廠家還成立了DVB/DAVIC互操作聯(lián)合會(huì)促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)品的互操作測(cè)試工作。

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4、因特網(wǎng)工程協(xié)會(huì)IETF的相關(guān)工作

IETF（Internet Engineering Task Force）組織的相關(guān)機(jī)構(gòu)稱為“電纜數(shù)據(jù)網(wǎng)上傳送IP工作組”（IPCDN，即IP over Cable Data Network）。其目的是解決有關(guān)在電纜網(wǎng)絡(luò)上傳送IP的業(yè)務(wù)管理問(wèn)題，而不再另行定義物理層和介質(zhì)訪問(wèn)控制子層，相關(guān)工作將以MCNS和802.14的工作為基礎(chǔ)。具體說(shuō)來(lái)，其技術(shù)要點(diǎn)詳見(jiàn)下表4，可見(jiàn)他機(jī)泵上都是采用IETF原有的相關(guān)技術(shù)。

表 4：IETF的CM技術(shù)要求

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