寬頻網路認識
一.Cable Modem
有線的寬頻網路是利用高頻寬的有線電纜和Cable Modem 所組成的一種傳輸新媒介.其利用調變方式稱為QAM (Quadrature Amplitude Modulation),為RF網路所發明最有效的數位資料傳輸方式。使用的傳輸有分為16-QAM,64QAM,256QAM等，在QAM前方的數字，所代表為調變群組（相位及振幅的特殊組合）而64QAM的下傳資料傳輸最大速度為每秒30M位元，而256QAM為40M位元，但在傳輸中會有反迴錯誤修正(Forward Error Correction )動作，因此所剩頻寬大約為27M位元及36M位元，目前使用有線Cable傳輸共分為三個頻帶，分別為Cable Modem數位上傳(5-42MHz)下傳(550~750MHz)及電視節目類比信號下傳(50~550MHz)。 註.(纜線寬頻為5MHz~750MHz)
■ Cable Modem 傳輸原理
Cable Modem傳輸一般採用所謂的sub-carrier modulation方式進行。聽來複雜，但是簡單來說，就是利用一般有線電視的頻道作為頻寬切分單位。每個頻道共有6MHz的頻寬。
一般cable modem由機房傳到用戶端的傳輸順序是這樣的：
data -> base-band modulation -> frequency up-shift -> cable transmission -> frequency down-shift -> demodulation -> data
1. base-band modulation
這是相當基本的部分。來自網路的數位訊號會經過調變(Modulation)的過程，以類比的方式在有線電視的線路上傳輸。Cable Modem的調變通常會對於基頻載波(base-band carrier)進行。調變的方式則與訊號傳遞的方向有關。通常cable modem在傳輸時，對於「下行」（由機房傳到用戶）的資料與「上行」（由用戶傳到機房）的資料通常會採取不同的調變方式。對於由機房傳到用戶端的訊號，由於強度較大，對雜訊的抵抗力也比較夠，因此會採用QAM的調變。而對於用戶端傳到機房的訊號，則因為雜訊較大，而通常會採用抗雜訊能力較強的QPSK作為調變技術。
2. frequency up-shift
在調變之後，接下來要決定的是訊號會經由哪一個頻道送出。前面曾經提到，Cable Modem在進行調變時採用的是基頻(base-band)的載波。接下來的步驟就是要將這個經過調變後的基頻訊號轉換到我們要使用的頻帶。一般來講，這個步驟會採用所謂的up-converter進行。譬如說當我們預備將cable modem的訊號經由有線電視的第103號頻道傳輸時，就會將調變後的基頻訊號傳送到第103號頻道所對應的頻帶進行傳輸。
3. cable transmission
數位資料經過調變與轉換頻率之後，下一部動作是將轉換後的資料與其他有線電視的視訊節目訊號混和送出。這是比較關於有線電視傳輸的部分，在此就不多做介紹。由於有線電視系統多半採用光纖做為骨幹傳輸，因此一般而言訊號會先經過光電耦合器將電氣訊號轉換為光訊號，然後到適當的位置再轉回電氣訊號，中間經過各級的正反向放大器，利用同軸電纜傳到用戶家中，同時送給電視機和cable modem。
4. frequency down-shift
cable modem接到有線電視的訊號後，首先會經過frequency down-shift的動作，將經過sub-carrier modulation的訊號轉換為基頻訊號，以便進行解調的動作。這個步驟大致上是步驟3的相反。
5. de-modulation
這是cable modem的動作，將以基頻調變的類比訊號轉回數位訊號，並且傳送到電腦中。
■ Cable Modem的頻寬
講完了Cable Modem傳輸動作，現在為大家解釋一下cable modem的頻寬。每個有線電視頻道的頻寬是6MHz。由於在整個Modulation的過程中有許多的頻率轉換。為了避免頻率偏移現象，因此在目前的MCNS cable modem標準規格中只使用其中的4.5MHz。
如使用 64 QAM，速度就是：log(64)/log(2) (bit/Hz/s) x 4.5 MHz = 27Mbps =18條T1專線
如使用256 QAM，速度則為：log(256)/log(2) (bit/Hz/s) x 4.5 MHz = 36Mbps =23條T1專線
您以為27/36Mbps的速度就很快了嗎，這只是Cable Modem運用一個頻道所能產生的頻寬。您可以發現目前家中有線電視節目還有許多未使用的頻道，所以整體的頻寬是相當相當驚人的。在後面介紹HFC網路時會更詳細介紹。
■ HFC 網路架構
除了 Cable Modem 的超高頻寬之外，有線寬頻上網速度會這麼快的另一個原因，就是 HFC 網路。基本上有線電視系統整體的傳輸網路，並非只有您平常在家中或戶外所看到的黑色電纜線而已，而是結合超高頻寬的光纖（Fiber），與雙向 750 MHz 同軸電纜線（Coaxial）的 HFC 混合光纖同軸網路。 HFC 網路就好比一條 100 線道寬廣的高速公路，網際網路資料在上面傳輸，速度當然遠比老舊的電話線快上許多。
我們來看看 HFC 網路的傳輸架構。，光纖由有線電視頭端出發，連接至住戶區域的光纖節點（Fiber Node），再由節點以 750 MHz 同軸電纜線連出，經由電纜線連到用戶家中。
■ HFC 網路傳輸頻寬
先前介紹 Cable Modem 時就已經提到有線電視頻頻道的頻寬，在此我們做更進一步地解釋：
HFC 網路的頻寬高達 750 MHz ，以 6 MHz 來劃分則整體的頻道，數量可高達 110 個頻道
750 MHz = 110 頻道 ＠ 6 MHz
之前提到由調變技術的不同， Cable Modem 在一個頻道可傳達 27 Mbps / 36 Mbps，而在 750 MHz 的 HFC 網路中，目前大約有 33 個頻道可留給數據資料傳輸，若是以 33 個頻道乘以 27 Mbps及 36 Mbps ，您會發現整體的頻寬實在相當可觀。除此之外，每個頻道在不同的地理區域還可重複使用（類似大哥大頻帶重複使用的觀念），因此 Cable Modem 在 HFC 網路整體的傳輸頻寬幾乎沒有實際的上限。當然這邊指的是下行的頻寬。
■ 標準規範
對於享受有線寬頻上網的用戶而言，了解有線寬頻網路服務 ISP 所提供的 Cable Modem 有無符合 MCNS 的規範是很重要的。什麼是 MCNS 呢？ MCNS（Multimedia Cable Network System），為 Cablelabs（纜線實驗室）與北美多家有線電視多系統經營業者所共同組成的機構，該機構致力於發展關於有線電視寬頻網路的各項規格與標準。目前已成功建立一套 Cable Modem 標準規格 - DOCSIS（Data Over Cable Service Interface Specifications），此項 Cable Modem 標準已通過 ITU（International Telecommunication Union）國際電信聯合會核可，成為全球通行的國際標準，符合DOCSIS 標準的 Cable Modem 將可以互通使用。
Giga 超網路了解 Cable Modem 符合 MCNS 規範的重要性，所以目前提供的 Cable Modem 及本身系統採用的對應設備，皆採用符合 MCNS 與 DOCSIS 規範標準來設計的產品，以確保用戶權益。
■ 有線寬頻上網的原理傳輸架構圖如下：
■ 單向~雙向
至於由用戶端傳回機房，目前有兩種方式。一種稱為「雙向」cable modem，也就是資料完全經由有線電視的電纜進行傳輸。另一種稱為「單向」，也就是資料還是需要經過傳統的Modem傳回系統。目前礙於國內法令的規定，除了在封閉性的社區內之外，業者無法公開提供雙向cable modem的服務。由於大多數人使用Internet時都以下載資料居多，因此影響不大。以「纜線數據機(Cable Modem)」將電腦連上高頻寬的有線電視纜線(cable)上網的服務，一般人均簡稱為「有線寬頻上網服務」。但目前在台灣，業者所提供的有線寬頻上網服務都還是「單向」，也就是上傳資料時仍要用電話撥接數據機，而下傳才會經由Cable線及Cable Modem傳達到電腦。在雙向服務開始後，上下傳都將以Cable線來傳輸資料。不過，雙向服務的進程牽涉了許多複雜的面向，包括技術、法令的配合以及網路建設的進度，並非一蹴可躋。要實施雙向，有線電視網路就要升級到雙向的新網路(750MHz HFC)。僅管就行政程序來看，立法院在今年已修正並通過有線電視業者可以經營電信(雙向)業務，並公告明年開始實施，但目前有線電視系統業者尚處於第四台的過渡身份，在他們取得有線電視執照後，必須再完成新網路的建設，待交通部查 驗通過後，才可申請替代網路執照，合法推行雙向服務。所以，實際推出時程各地不一。舉目前國內推出有線寬頻上網服務的和信超媒體公司為例，積極建設中的雙向網路已接近完工，將在年底前，選擇部份服務區提供雙向服務，再按步就班的全面推出雙向上網。
傳輸架構圖如下：
【雙向服務】～資料上下傳皆透過Cable Modem及Cable線
【單向服務(撥接上行 Cable下傳)】～資料上傳透過撥接數據機及電話線，下傳透過Cable Modem及Cable
■ Cable & ADSL 比較及費率計算
一.Cable Modem & ADSL 比較表
比較項目 Cable Modem有線電視上網 ADSL非對稱式數位迴路系統
網路頻寬 下載可達36Mbps/秒
上傳可達768Kbps～10Mbps/秒 下載可達1.6Mbps～6Mbps/秒
上傳可達64Kbps～640Kbps/秒
距離限制 光纖網路無法到達之偏遠區 只能適用在電信局方圓6公里之內區域
商品化程度 產品已商品化且提供單向傳輸（雙向服務待法令修正後，都會區即可提供服務） 仍屬實驗階段且設備造價昂貴（僅淡江大學宿舍實驗網路）
使用限制 法令限制無法提供雙向傳輸，預計明年法令修正後即可解決上行頻寬問題（暫行可使用ISDN、專線上行） 上行頻寬較窄（最高速率640Kbps）倘有大量資料上載，則會影響其他用戶上行速率變慢或發生斷續等不穩定現象。（不適合用戶架設Server或上載大量資料）
應用項目 Analog TV
Digital VOD
Telephony
H-speed Data
Video-phone Digital VOD
Telephony
H-speed Data
支援服務單位 區域性有線電視台提供服務（可提供最快速、最直接的維護支援） 僅由中華電信投入發展（以全國性規劃時程發展建設）
二.、計費方式
外接式 Cable Modem
產品特色 1. 單雙向二合一纜線數據機
2. 通過 MCNS DOCSIS 標準認證
3. 適用PC、Mac、Notebook
4. 支援 win95 / 98 / NT、Mac、Linux、Unix 等 OS
5. 內建 33.6 Kbps 撥接數據機
Cable Modem 費 購買 租借
特惠價 4,999元
美國原廠原價折合台幣 12,000 元 月租金 200 元 月租金 0 元
＊租借保證金 無 4000 元 4000 元
連線費 您可選擇
1. 以分計費制0.5 元/分鐘
2. 包月制 999 元/月，不限時數上網 以分計費制0.5元/分鐘 包月制 999 元/月，不限時數上網
網路卡 1000 元含安裝(自備者無此費用)
裝機費 1. 有線電視分線費：視府上系統而定
2. Cable Modem安裝費：1000 元
(自行安裝者無此費用)
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