Типовая CMTS (например, BW 3200 компании Terayon, США) включает в свой состав набор цифровых интерфейсных модулей (возможно выполнение и функций IP маршрутизации),ВЧ модулятор прямого канала (часто конструктивно объединяемого с перестраиваемым) повышающим конвертером, см. рис.2) и набор приемников демодуляторов реверсного канала (чаще всего это встраиваемые наборные модули, число которых обычно колеблется от 4 до 8). Типовое включение CMTS в гибридную оптико-коакси- альную (HFC) сеть показано на рис.3. Путем электронных регулировок, входящих в состав любой CMTS, устанавливают требуемый канальный уровень выходного сигнала (обычно на 4…10 dB ниже уровней AM TV сигналов).

Иногда, при нехватке приемников-демодуляторов реверсного канала (или при малом числе "активных" абонентов, подключаемых в каждом из коаксальных кластеров), сигналы с каждого из выходов оптических приемников реверсного направления суммируются с помощью традиционного TV сплиттера (рис.4). Предварительно отметим, что такое включение возможно только в случае запаса по отношению несущая/шум (C/N) или отсутствия требования высоких скоростей в восходящем потоке (например, высокоскоростной доступ в Internet, но не телефония).

Разные типы CMTS могут довольно сильно разниться в части своих функциональных возможностей. 

Некоторые модели CMTS имеют такую важную функцию, как сканирование реверсного канала (анализатор спектра в реальном масштабе времени) в части его зашумленности и автоматическое определение (с последующей командой на СМ) наиболее выгодного диапазона частот с точки зрения максимизации скорости цифровых потоков в реверсном направлении. Более того, такие CMTS позволяют на основе анализа шумов ингрессии 1) автоматически изменить полосу канала или формат модуляции.

Типовым примером является CMTS BW 3500 (Terayon, США, см. рис.5), обладающая надежностью в 99,999% и работающая по стандарту DOCSIS 2.0. С параметрами и функциональными возможностями такой CMTS можно ознакомиться на этом же сайте. 

Как работает кабельный модем. Структурная схема традиционного СМ представлена на рис.6. Разные типы СМ имеют разное число и разные типы выходных коннекторов, но ВЧ коннектор (как и у CMTS) – только типа “F”. При первичном включении СМ в СКТ, он проходит процедуру инициализации, включающую в себя ряд этапов:

• Сканирование полосы прямого канала для поиска требуемого канала (а их может быть и несколько в нисходящем потоке), на котором передается служебная информация.

• Обнаружение служебной информации и считывание несущей частоты реверсного канала, выделенной данному модему (в общем случае это группа модемов) для работы в СКТ.

• Выход на связь (т.е. отклик на полученную служебную информацию от CMTS) и проведение ранжирования. В процессе ранжирования CMTS задает СМ оптимальный уровень выходного сигнала, при необходимости корректирует частоту передачи, на которой модем выходит на связь, и задает временную поправку, используемую для определения времени выхода на связь, и предназначенную для компенсации расстояния между CMTS и СМ (естественно, что сигналы от всех СМ должны приходить только в строго выделенное для них время, вне зависимости от временной задержки, т.е. топологического расположения в СКТ).

• Назначение модему индивидуального IP адреса, выполняемое сервером DHCP (CMTS обычно соединяется с персональным компьютером – РС, выполняющим как роль нескольких серверов, так и управляющего устройства).

• Установка единого сетевого времени и синхронизация СМ с другими устройствами сети, выполняемые сервером Time of Day.

• Загрузка в СМ конфигурационного файла с его эксплуатационными параметрами. Конфигурационный файл включает идентификационный номер модема Class ID, параметры обслуживания или отключения защиты и много другое. Файл загружается с помощью протокола TFTP.

• Регистрация СМ в сети, выполняемая CMTS.

• Если в конфигурационном файле заложена защита, то она инициализируется после регистрации модема.

Перечисленные операции проходят быстро (обычно не более 20…30 сек.) и без участия абонента (светодиодные индикаторы на СМ сигнализируют о режиме вхождения в сеть и его последующем статусном состоянии). Для получения доступа к реверсному каналу, СМ предварительно посылают запросы на CMTS, и она передает эту информацию СМ в служебном сообщении. Момент посылки запроса в пределах временного интервала СМ определяет самостоятельно. Если запрос успешно принят CMTS , то она посылает модему указание, в каком временном слоте (слотах) разместить свое сообщение. Если к моменту отправки первой порции информации у СМ уже готова для передачи следующая, то он может во время первого сеанса передачи пристыковать к информации новый запрос на выделение слотов для передачи, но не более, чем для одного сеанса.

1) Шумы ингрессии – шумы внешних электромагнитных наводок, наиболее интенсивно проявляющихся в диапазоне 5-12…15 МГц (кофемолки, пылесосы, электродрели, комбайны, сетевые выключатели и иные электробытовые приборы).