CM和CMTS的概念和信令交互过程

           我们家里想办理上网业务，我们第一时间会想到的是电信、联通等电信运营商，而很少人会想到有线电视网也能实现上网。实际上，在中国，我们上网往往更喜欢通过三大运营商来办理上网业务，但在北美或者欧洲，人们更喜欢通过有线电视网来上网，所以我们中国人就很少会接触到CMTS或者CM等概念。那我们就首先认识一下什么是CM和CMTS。

       CM：Cable Modem，即电缆调制解调器，也就是我们平时所说的“猫”，也就是在有线电视网络上用来上互联网的设备。CM是位于用户家中的终端设备，功能主要是在宽带连接过程中，对来自前端CMTS的下行信号进行解调成数据信号送至计算机，同时也对来自计算机的上行数据信号进行调制并通过回传网络送回前端的CMTS。

                     

                                                                       Cable Modem

    CMTS：Cable Modem Terminal System，即电缆调制解调终端系统。CMTS是管理控制Cable Modem的设备，并负责将来自CM端的数据与IP网络进行交换。其内部对于数据信号的处理，也是一个调制与解调的过程。下面的机器就是我们公司CASA SYSTEMS 的金牌产品CMTS。

                       

                     

    用文字来描述CM和CMTS是什么是相当乏力的，说了那么多我们还是不了解它们两个究竟为何物，我们在生活中哪里会用到它们呢？下面一张图就可以很好地解释它们在网络拓扑中的位置，以及它们究竟给我们的生活做了哪些贡献。

                                                                                 CM—CMTS网络拓扑图

    从图中可以看出，CMTS位于头端，而CM位于尾端，一部CMTS可以管理多部CM，而CM则可以连接家庭中的各种设备实现多种数字功能，比如看电视、上网、打电话等。我们能每时每刻都能欣赏到电视节目是离不开CM和CMTS的联动配合的，所以如果我们要看电视或者要通过有线电视网来上网，CM和CMTS缺一不可。

 

    那CM和CMTS是如何建立连接（俗称CM上线）的呢？下面的CM-CMTS信令交互图就形象介绍了两者之间相互通信的完整过程。

         

                                                                                      CM-CMTS信令交互图

 

    各阶段名词及其作用讲解：

    1.Tunning：即调频，CMTS会向它所管理的所有CM进行广播，广播的信息包括SYNC（同步）、UCD（何时回传）、MDD（网络拓扑）、MAP（回传信道信息）等，CM收到广播后相应调整自身的时钟、频率等信息。

 

    2.Ranging：即测距，因为CM和CMTS之间的距离有多大对于CMTS和CM的通信十分重要的，比如两者相距100米和两者相距10公里的差别会很大，这会导致信息的传播会有相应的延时或者信号衰减，因此，通过测距来获取两者距离，以便CM和CMTS作出相应的信号微小调整和校准。

 

    3.Getting IP：:获取IP地址，CM上线需要获得IP地址，所以它以广播形式通过CMTS（转为单播）的中继转发到DHCP服务器，然后再经过offer、request、ack三个阶段完成IP获取。

 

    4.Getting Configuration：获取配置信息，CM上线需要获取配置信息，而CM要想获得配置信息，那就得向TFTP服务器申请。同样要经过request、reponse、ack三个阶段。

 

    5.Registration：注册，CMTS会要求CM要向他完成注册，同样是request、reponse、ack三个过程。

 

    6.除了以上的五个主要步骤，有时候根据需要会添加“BPI(Baseline Privacy)”的安全加密过程。需要强调的是，BPI不是CM上线的必要步骤。