中数爱信网络科技(Actioncable) MoCA协议介绍 中数爱信网络科技(Actioncable) 余少波 博士 caminopro@163.com syu@actioncable.com 13281151232 2008.6

什么是MOCA技术?

目录 1. MoCA 技术概述 2. 物理层 3. MAC 层 4. 参数化 QoS 5. 认证

1.概述 什么是MOCA技术?

视频网络需求 高性能。> 100Mbps . 内含的 BER/PER。不依赖重发. 低的延迟,不依赖网络的负载.不需要重发视频帧. 与 Cable, DBS, Terrestrial, Telco等技术共存. 在频率上支持将来的扩展 (>1Gbps) 。

视频网络需求 应用 数量 速度 合计 SD TV 3 4.5 Mbps 13.5Mbps HD TV 1 10Mbps IP 数据 2 1 Mbps 2Mbps IP 电话 4 0.12Mbps 0.48Mbps 语音 0.2Mbps 0.8Mbps ~27Mbps

视频网络需求

视频网络需求 研究表明用户的需求是: 100ms 对用户来说可以接受. 1 second = 延迟太大 10 seconds = 无法忍受. Voice over IP 经验表明最大250ms 延迟 建议的延迟最大 50ms (平均20ms) 最大峰值抖动 40ms

MoCA 技术特点 MAC 速度达到 175 Mb/s (MoCA v1.1) 灵活的频率使用 – 50 MHz , 875 to 1525 MHz. MOCA频道带宽为50MHZ，分为256个子载波。数据由大量的窄带调制的载波来携带，因此，子通道的频率响应是非常平的。 PHY 是 Bitloaded OFDM –采用预均衡（Pre-Equlization）和多音调制(multi-tone modulation)，预均衡可以用于补偿发射机中的线性和非线性失真,以获得优 化发射信号质量。这样一来，使用简单的FEC（forward error correction） 就可以得到视频质量的BER（bit error rate）。 Probing 机制可以优化每个连接的性能.在每对节点之间创建调制简表（modulation profile）的过程称为调制简表化（modulation profiling）。调制简表在特定的时间特别适合对应的节点对。MOCA设备不断地更新调制简表，使其最适合特定的情况 对于控制包，使用分集模式（diversity mode）。 动态发射功率控制（dynamic transmitter power control）用来优化发射功率。

MoCA 技术特点 全协同和同步的网络 发送时间槽由 NC来控制,使用请求-允许机制 NC 自动选择 合适的 NC 通过高层应用来选择 (MoCA v1.1) QoS 优先级的 QoS – 对 video, voice 和 gaming进行不同的服务 参数化 QoS – 对每个流进行带宽预留 (MoCA v1.1) 有详细特性的管理接口 (在MoCA v1.1中进行了改进)。

2.物理层

MoCA PHY 特性 物理层采用先进的自适应星座图多载波调制（ACMT Adaptive Constellation Multitone ）方式，即正交频分调制（OFDM），子载波上的调制制式在BPSK、QPSK、16-256 QAM自动选择，而且子载波频率以25MHz步长捷变，故抗干扰能力极强。 MOCA频道带宽为50MHZ，分为256个子载波。数据由大量的窄带调制的载波来携带，因此，子通道的频率响应是非常平的 . 频率范围 – 875to 1525 MHz 动态范围 > 70 dB 在每对节点之间创建调制简表（modulation profile）的过程称为调制简表化（modulation profiling）。调制简表在特定的时间特别适合对应的节点对。MOCA设备不断地更新调制简表，使其最适合特定的情况。 采用预均衡（Pre-Equlization）和多音调制(multi-tone modulation)，预均衡可以用于补偿发射机中的线性和非线性失真,以获得优 化发射信号质量。这样一来，使用简单的FEC（forward error correction） (RS)就可以得到视频质量的BER（bit error rate） 。

子载波 在50MHz的的传输带宽上，每个ACMT符号由256个子载波组成。 ACMT符号也可以调制在ACMT载波的一个子集中。 对于PHY数据包，使用分集模式映射。

自适应星座图多载波调制(ACMT) 在网络的物理层，c.LINK使用前向纠错（forward error correction FEC）算法和适应同轴电缆的先进的调制技术。这一技术是基于OFDM（orthogonal frequency division multiplexing）的，但是，按照使每个通道的吞吐能力最大化为原则来动态地调整每个OFDM子载波的符号率。这种调制方式，称为自适应星座图多载波调制(adaptive constellation multi-tone ACMT)。 为了适应视频传输的高可靠性、低延迟的要求，c.LINK使用了全协同无碰撞的MAC（media access control）协议。MAC协议采用TDD（time division duplexing），媒介访问方式来分配发送时间槽给每个节点。使用这种方式，网络的延迟是确定的并且由网络协同控制器（NC）来控制。 由于MoCA 仅仅定义了PHY 和 MAC 层，因此可以应用于各种不同的产品，比如STB、路由器、PC等。

物理层框图 RF子系统采用直接正交转换（zero IF）来完成收/发功能。在发送通道上，一个可变功率放大器用来精确控制发送功率。在接收通道上，一个具有可变增益的低噪声放大器，用来提供高线性宽带ZERO IF的解决方案。本地振荡器由一个可编程PLL的晶体组成，频率范围为850MHz~1600MHz。

基带信号处理子系统(1) PHY层是基于TDMA/TDD，突发OFDM调制方式的，也称为自适应星座多音（adaptive constellation multi-tone ACMT）。OFDM信号由一些正交的载波构成，每个载波上均进行数字调制，与相同数据速率的单载波技术相比，OFDM信号具有更长的符号周期，所以，该技术具有很强的抗多径衰落的性能。此外，在载波上应用的调制方式是BPSK、QPSK、16QAM和64QAM，各种调制根据传输速率的要求自适应切换。每个发射突发（一个包）由一个前缀，增益的训练信息、频率和通道估计、OFDM调制符号的负载组成。PHY的性能依赖于高阶QAM调制达到的最大吞吐能力为250MBPS，采用RS编码来完成FEC，使包错率小于10-6。 每个OFDM符号有由一组使用8种QAM方式之一进行调制的子载波组成，8种QAM调制模式是BPSK、QPSK、8QAM、16QAM、32QAM、64QAM、128QAM和256QAM。QAM调制方式的选择是根据OFDM子载波的信噪比进行的（也就是后面要说明的位装载过程）。每个OFDM子载波带宽大约是192KHz，因此，可以在CATV网络中进行diverse和dispersive通道条件的精细调整。

基带信号处理子系统(2) 调制速率通过选择OFDM子载波和变化每个子载波上的位装载来调整。对每个OFDM子载波，QAM星座的符号可以从1到8位变化（从BPSK到256QAM变化）。使用通道检测和管理来确定通道的条件，不同类型的先导符的选择可以进一步优化系统的MAC层的开销。 在接收端，有三种控制循环，也就是AGC、时间跟踪和频率跟踪，用来进行信号恢复。AGC使用快速算法快速调整RF子系统到合适的增益。所有的这些循环都设计成很宽的动态范围和频率偏移。

物理层的包

数据包 一个PHY数据包由一个PHY导引符（preamble）后接PHY负载组成。PHY导引符由时域部分和频域部分组成。 使用ACMT方式来传输MAC层的帧.

检测包 频域检测，检测负载在子载波映射和ACMT调制之前插入。时域检测，检测负载在ACMT调制之后插入。

星座

星座

星座

星座

星座

自适应比特加载

自适应比特加载(1) 自适应比特加载指的是根据每个载波的信息质量参数将每对发射器/接收器的调制参数进行匹配。对每个载波的信噪比进行测量并选择优化调制，以实现最大传输速率，同时将比特错误率(BER)保持在预期水平。这种方法能够将来自其他电路连接设备的干扰降到最低。 利用自适应技术，根据信道实际状态自适应比特装载和功率控制，可以进一步提高系统传输性能。即利用有限的信道状态信息实现自适应传输。周期性地，一个节点使用预先定义的训练序列检测另外一个节点。接收节点将使用接收到的检测信号来分析通道，从而得到合适优化发射模式。QAM调制方式的选择是根据OFDM子载波的信噪比进行的（也就是比特装载过程）。 一旦检测到噪音，发射器将进行自适应比特加载，以确保频带的优化使用。为了更好地估计信道，需要进行频繁信道估算：信道接收许多的突发性噪音。c.LINK技术通过在发射器和接收器之间交换训练数据(training data)进行频繁信道估算。信道估算为设备提供信息，告之哪部分信道噪音水平较高。一旦检测到噪音，发射器将进行自适应比特加载，以确保频带的优化使用。

自适应比特加载(2) 对于单用户OFDM系统，经典的位加载算法有贪婪算法、Chow算法、Fischer算法、Campello算法，各类优化算法都基于以上几种算法之上，其中贪婪算法是最优的，但是复杂度很高，也不宜和自适应调制技术相结合，而chow等算法就在复杂度上进行了改进。对于多用户OFDM系统而言，就还需要考虑子载波的分配，对于每个用户在各自子载波上的比特加载和功率分配，又可以借鉴单用户的算法。

分集调制模式

分集调制模式 空间分集模式的主要原理是：多个天线分别产生不同信号。如果两个位置相隔十个无线信号波长以上，就可以认为两处的信号是完全不相关的。利用这个特点，可以实现信号空间分集接收。空间分集一般用两副相距十个波长以上的天线同时接收信号，然后在基带处理中把两路信号合并。根据两路信号的信号质量，合并的方法可分为选择合并、开关合并、等增益合并和最大比合并。 这里不是空间分集,是代码分集.分集模式下的包采用BPSK,每个物理层的负载位被冗余地分到7个子载波中来传输. 下面的表就是将32位(bit0,……bit31)分配到各自的子载波的位置. 我们可以看到,其中的0被分配到256个子载波的7个子载波中来进行传输.这种方式,就保证了可靠性.就有点象是从多个信道上得到信号一样.

分集调制模式

位加扰（bit scrambling） Bit Scrambling可以避免在传输中产生长「0」/「1」的情况,从而可以减少传输及接收错误,比特加扰不影响传输带宽。扰码技术的原理是将可能产生恒定电平的比特序列用足够多的跳变替换掉，以满足同步的要求（高速高效）。 因此应用像是低成本却有力的处理器,就可以用来执行需要每秒执行百万指令(MIPS)的密集错误校正技术--例如采用位元杂凑(Bit-scrambling)以及插入法(Interleaving)来进行编码的回旋编码(Convolutional Coding)等,藉此提供具有低於10–6传送错误率 。

关键的ADMT参数 参数 值 FS：ACMT采样速率 50MHz NFFT：子载波个数 256 NSC：可用数据子载波数 224 NCP：采样中的循环前缀长度 20~64， △F：子载波带宽 195.3125KHz（=50MHz/ NFFT） TFFT：IFFT/FFT周期 5.12us（1/△F） TS：采样时间 20ns（TFFT/ NFFT） TCP：循环前缀长度 02.us~1.28us（10 TS ~64 TS） TSYM：符号间隔 5.32us~6.4us（TCP+ TFFT） TPRE：PHY先导码长度 13.08us~33.48us 调制密度 BPSK~256QAM

循环前缀（cyclic prefix）插入 OFDM本质上是一种频分复用系统（FDM），系统可用的频带被分为一组离散的子载波，需要传输的数据在这些子载波上并行传输。但是，与FDM不同的是，在OFDM中，相邻的子载波相互正交，所以，载波之间无需保护带，其频谱利用率要高于FDM系统。在OFDM系统中，通过插入保护间隔（循环前缀CP）来消除码间干扰的影响，插入的循环前缀为OFDM符号的后面一部分，而且必须足够长以消除最大的可能延迟扩展。OFDM系统在发送端和接收端分别采用IFFT和FFT，由于在每个子载波上，信道为平坦衰落信道，所以，信道均衡简化为对每个子载波乘以相应的系数即可。随着数据率的增加或者时延扩展的增加，循环前缀须相应增加，以保证其大于信道的冲击响应。所以，为了保持由 CP造成的开销固定不变，子信道的数目必须同比增加，结果FFT的计算复杂度也增加了，OFDM系统的另一个优点是抵御窄带干扰，由于OFDM由多个子载波组成，所以，窄带干扰仅对某个子载波有影响(信号的某个频率分量)，而对大多数载波（频率分量）没有影响，所以，通过子载波之间的编码处理，很容易恢复受影响的数据。

简表（profile ） PHY简表包含的是PHY层的基本信息。主要内容包括如下： 带宽。 工作模式。 FFT长度。 BER。 各种调制模式（BPSK、QPSK等）和接收电平。

前导码（preambles ） 所有从主设备、从设备或burst模式设备发送的帧都有特定个数的十六进制“FF”字符放在前面，这些字符被称为一个帧的先导字符。某些物理层协议需要它们去作用调制解调器的电路。定界符前的先导字符可能有多个，但协议规定只有两个连续的先导符后的定界符才标志着一个帧的开始。 前导码 使用 特性 P1 链路访问控制包（比如beacon和MAP） 健壮，效率最低 P2 网络管理包（probes，diversity mode packet，network control packet） 健壮 P3 广播包和单播数据包 比较健壮 P4 高吞吐能力的单播数据包 效率最高

检测包（probe ）

检测包类型（probe ） 有三种类型的检测包用来进行PHY层的校准和维护 检测包类型 作用 modulation profile probe 用来估计通道响应（EVM），便于优化通道上传输的位装载 frequency domain tone probe 优化调谐性能 Echo profile probe 用来确定发送端和接收端之间的脉冲响应。

调制简表检测包

频域检测包

回声简表检测包

PHY: 多路径环境与控制

例 – 两个分支器情况 第一个分支器的隔离和第二个分支器的返回构成了第一级的反射. 回波产生了次级的第二级的反射. 分支器的特性和连线的长度产生了一个多路的环境. 分支器的反射产生了一个多露的环境. 通道的特性类似于无线的环境,但有更长的传输延迟.

同轴电缆网络特性 分支器的反射造成了多径. 通道的特性类似于无线的环境,但有更长的传输延迟 300 ft 延迟大约是 0.4 μsec MoCA 支持延迟是 0.8μsec 反射和隔离造成了非常不规则的频率响应.

注意随机的回波环境 由于分支器的随机特性, 回波可能小于,等于,或大于主要信道.

通道特性

通道特性

通道特性

通道特性

多路径控制 自适应星座多音调制(Adaptive Constellation Multitone) 预均衡 / 位装灾的 OFDM 优化了对通道响应的调制. 在每个子载波上发送 QAM 星座,可以支持 1e-9 BER 简单的 FEC(RS) 每个通道上的双向的检测包来计算通道响应的变化. 基于通道简表( channel profile) – 最优化的先导字符(preamble)和循环前缀(cyclic prefix)改善多载波特性.

PHY: 频谱的兼容性

各种频率规划

同轴电缆的频率规划

同轴电缆的频率规划

同轴电缆的频率规划(波段A)

同轴电缆的频率规划(波段B)

同轴电缆的频率规划(波段C)

同轴电缆的频率规划(波段D)

同轴电缆的频率响应

3.媒体访问层(MAC)

MAC: 特点 访问协议: TDMA/TDD 所有的终端都使用相同的载波来发送和接收 全调度的 MAC – 没有竞争和冲突 通道的访问完全由NC控制 发送时间槽使用 Request-Grant 机制 QoS 支持 参数化 QoS – 对每个流进行带宽预留 (MoCA v1.1) 优先级 QoS – 不同服务不同优先级 MAC 速度达到 175Mb/s, MoCA 1.0 为135 Mb/s 平均延迟 = 3.5 ms 链路层安全

MAC: 功能 扫描（sanning） 同步（synchronazation) 接纳（admission） 流量控制（traffic control ) 链路维护（Link maintenance LMO）

媒介访问控制 MAC是完全的协同工作方式，所以可以在各个节点之间实现高可靠性的发送调度和传输。尽管在物理层上是共享媒介的，但在逻辑网络层上是一个网格点对点连接的网络。另外，除点对点的连接外，c.LINK协议还支持广播和多播通信。

网络时钟 由于MOCA的MAC层是完全协同的，网络中的每个节点必须有一个参考时钟与系统时钟同步。在MOCA网络中，由NC来产生系统时钟。所有其它的节点，通过读取NC的系统时钟戳，将其内部时钟与系统时钟同步。 每个BEACON包含一个系统时钟戳，新的节点在包的发送和接收时，用来同步自己的内部时钟与NC的时钟。时钟戳在每个MAC帧中都要发送。

备份算法 由于网络协同控制器的作用非常的重要，c.LINK网络支持备份网络协同控制器的功能。备份网络协同控制器总是管理网络的状态，如果他检测到网络协同控制器失效，就假定自己是网络协同控制器，保持网络继续有效地工作。

切换（handover）算法 网络协同控制器（NC）的切换算法，在网络协同控制器（NC）发生问题不能正常工作的时候，保证网络的正常工作。一个替换的节点将自动地取代原来的网络协同控制器（NC）的工作，变成网络中新的网络协同控制器（NC）。

传输的包类型 在MAC协议中，包含控制包和数据包。控制包用于链路层的控制操作，比如同步、网络许可、保持请求和MAP等。数据包传输用户信息。另外，协议还支持检测包的传输，用来确定通道的特性。

链路工作状态(简表) 网络协同控制器（NC）通过广告在MAP的LINK CONTROL STATE中定义的参数来向网络中的所有节点发送链路工作的现在的状态。LINK CONTROL STATE帮助节点明确现在链路的状态和节点需要接收和发送的信号。 有下面的几种状态 状态 说明 steady 网络正常工作时的状态。 Begin node admission 开始节点许可时的状态。 Begin PHY profile 物理简表 LMO type I probe 维护检测简表I LMO type III probe 维护检测简表III LMO GCD distribution 维护发布简表 Begin LMO PHY profile 维护物理简表

信标（beacon） 新的节点使用新标来发现和假如MOCA网络。 NC必须使用分集模式（diversity mode）和设定的最大功率来发送信标。信标必须是以非加密的方式来传送。 NC发送信标采用固定的时间间隔，这个时间间隔称为称为信标同步间隔（beacon synch interval BSI）。 每个信标包含有系统时间戳（system time stamp），这样新的节点几可以用系统时间戳来同步它的内部参考时钟。

流量管理

流量管理(1) NC通过在称为Asynchronous MAPs的控制包中，向网络中的所有节点广播发送机会信息来控制整个网络的发送工作。 网络协同控制器（NC）通过使用MAP包广播发送机会给所有的节点，控制了网络中所有的发送。一个MAP包包含了在分配的时间段上发送机会。定义了每个发送的开始、持续时间、发送的类型、PHY简表、发送的起始节点和到达节点。MAP还确定了下一个MAP和信标的发送时间。 一个节点要发送数据、控制和检测包，就要一直等待到它接收到的MAP中有保留请求发送机会（reservation request transmit opportunity），然后发送一个带宽请求给网络协同控制器（NC）。网络协同控制器（NC）处理请求后，就在后面的MAP中发出发送机会。节点就使用这个发送机会来发送一个数据包到目的节点。密度节点同样监视MAP中的发送机会，因此，它就知道在什么时候，如何接收数据包。

流量管理(2) 网络协同控制器（NC）完全控制了网络中的所有发送。对数据流量，网络协同控制器（NC）广播用称为MAP的控制帧发送机会给所有的节点。MAP包中标示了每个发送什么时候开始、持续时间、发送的类型、使用的PHY参数、以及发送的源节点和目的节点MAP的长度由网络协同控制器（NC）确定，其长度是可变的。因此，在一个BSI（信标周期）内，可能有多个MAP。 当一个节点要发送数据的时候，就等待在MAP中的发送机会，然后发送请求给网络协同控制器（NC）。网络协同控制器（NC）处理请求，在下一个MAP中给出一个发送机会。节点就使用这个发送机会发送数据包到给定的节点。接收接点也在监测MAP包，所以，它知道什么时候，谁给它发送了数据包。

节点许可算法

节点许可算法(1) 许可发生在网络协同控制器（NC）和每个新的网络节点之间。网络协同控制器（NC）周期性地发送信标（beacon），在信标上携带有新的网络节点加入网络需要的网络信息。使用信标搜索算法，一个新的网络节点就可以与网络时钟同步，发送许可请求到网络协同控制器（NC）。网络协同控制器（NC）检查许可请求的有效性，调度一个时间槽给新的节点，来完成自调谐、建立和网络协同控制器（NC）及其它节点的通信链路。 为了实现许可，网络协同控制器（NC）以固定的时间间隔发送信标信号。信标中包含有网络工作的基本信息。信标之间的固定间隔称为信标同步间隔（beacon synch interval BSI）

节点许可算法 (2) 新的节点加入c.LINK网络的过程称为许可。新的节点要得到许可，需要完成下面的步骤： 1.发现和解码一个信标 2.将自己的MAC时钟与NC的时钟同步 3.新节点按照信标中规定的时间发送许可请求（通过ACF指针）并在给定的时间周期内发送许可请求包。 4.当网络协同控制器（NC）接收到一个许可请求时，NC必须在通知所有网络节点的异步MAP上标示节点许可链路状态（begin node admission link state）。 5.网络协同控制器（NC）必须保证第二个新节点不能发送许可请求，这通过信标ACF域上设置ACF_TYPE为0xf。 6.交换检测包（probes） 7.创建一个与NC的最佳链路 8.请求和接收加密密钥（privacy keys） 9.优化与网络中其它节点的链路

节点许可算法 (3) 节点首先发现和解码信标。一旦节点发现一个网络，就发送一个网络许可请求到网络协同控制器（NC）。网络协同控制器（NC）返回一个包含分配给这个节点的NodeID的响应包。节点和网络协同控制器然后交换一序列的检测包（probes）来建立一个他们之间的最佳的链路连接。一旦检测包交换完毕，链路就建立完毕，节点就可以正常与网络协同控制器（NC）进行通信了。 与网络协同控制器的链路建立完毕后，新节点就与所有网络中的其它节点交换检测包（probes）。一旦与网络中的所有节点的最佳链路建立完毕，就可以与网络中的所有节点进行通信了。

频率扫描算法

频率扫描算法 频率扫描算法用来保证一个新的c.LINK网络在一个没有使用的RF频率上组建，并且最小化与在临近频率上其它网络的干扰。使用口令设置，算法保证从组建的网络中来复制网络，保证网络工作的一致性。另外，算法还在网络损坏的情况下，自动保存最后的工作频率（last operating frequency LOF）。 为什么要使用LOF，是因为它有最大的机会是使用这个频率。因此，LOF值在重新启动或重新初始化的时候必须保持原来的LOF。为了使节点假如网络的时间最短，在工厂的时候要将节点的LOF设置为空，表示以前没有使用过。

频率扫描过程 当一个节点开机的时候，它就要试图寻找和加入已经存在的网络。c.LINK网络是一个频率捷变的RF网络。对已经存在的网络的搜索的过程称为扫描。如果节点不能找到一个存在的网络，节点就要尝试在一个可以使用的频段内建立一个新的网络。

链路维护（LMO）算法

链路维护（LMO）算法 维护网络中所有节点之间的点对点和广播链路是非常重要的。由于链路的通道特性是随时随地变化的，就要进行周期性的链路维护。链路维护的操作包括周期性地接收检测包（probe）和发送检测报告给发送检测包的节点。 为了保证最佳的各个节点之间的点对点和广播链路，必须进行周期性的链路维护工作。在c.LINK网络中，链路的维护工作包括重新计算PHY参数，比如调制简表和发射功率。链路维护工作包括在规定的间隔接收检测包和发送检测报告包给发送检测包的节点。 LMO操作按照下面的顺序来进行： 1.网络协同控制器（NC）选择一个节点为LMO节点。 2.所有接点和LMO节点交换信息完成LMO过程 3.网络协同控制器（NC）选择下一个节点为LMO节点，重复上面的步骤。

链路维护（LMO）算法

功率控制算法(开环) 有几个等级的功率控制，使用开环机制，在许可期间有一个粗的功率调整。在位加载（bitloading）的时候有一个精细的功率调整。最后，一个周期性的闭环过程用来调整功率等级，保证包差错率最小。

功率控制算法(闭环)

基本的网络搜索算法 在网格型的网络中，一个节点将自动地搜索具有相同口令的网络并加入到网络。如果没有网络协同控制器（NC）存在，节点就尝试将自己变为网络协同控制器（NC）。在搜索的时候，首先将自己的频率调谐到最后工作频率（last operational frequency LOF）。

链路安全（link privacy）

链路安全（link privacy） c.LINK节点使用56位的DES（FIPS PUB 46-3）加密算法来保证链路层的安全。网络协同控制器（NC）负责产生和发布安全密钥。具有相同口令的接点将形成一个c.LINK网络，具有不同口令的节点将形成不同的c.LINK网络。 密钥的类型 类型 名称 说明 静态密钥 MMK MAC控制消息，从口令转换得到 PMK init PMK准备好之前的安全消息，从口令转换得到 动态密钥 由NC动态产生和发布 PMK（privacy management key） 安全消息 TEK（traffic encryption key） 数据，有偶数和奇数两种

链路安全（口令） 用户的进入口令是12~17位的十进制数，0开始时，必须是17位。 为了产生MMK和PMK initial，c.LINK节点必须产生20位的口令种子（passwordseed） 。不同的口令将形成不同的网络. 密钥的类型

链路安全（确认） 新节点确认PMK和TEK过程

链路安全（密钥更新周期 ）

链路安全（附加的需求 ） 1.当在MAP中标示了密钥更新后，网络协同控制器（NC）必须去掉没有回答KEY_RESPONSE的节点。 2.在节点许可期间，网络协同控制器（NC）在去掉没有对没有回答KEY_RESPONSE的节点之前，要重复发送KEY_RESPONSE直到13次，这些KEY_RESPONSE的发送间隔必须达到10ms。 3.一个新的节点在没有接收到KEY_RESPONSE的11mss内，可以重复发送14次KEY_REQUEST。然后，新的节点重新启动网络许可请求。 4.一个节点在得到网络密钥后，就不能再发送KEY_REQUEST。 网络协同控制器（NC）要保证在改变PMK或TEK时，改变KEY_RESPONSE中的KEY_SET_ID。 5.网络协同控制器（NC）不能接收包含旧的或无效的KEY_SET_ID的KEY_ACKNOWLEGEMENT消息。 6.在12秒内，新的网络协同控制器（NC）计算新的PMK和TEK，将这些密钥发送到所有的节点。 7.网络协同控制器（NC）在发送新的密钥的过程中，接收到有效的KEY_ACKNOWLEGEMENT后，就要清除KEY_RESPONSE中的NODE_BITMASK中的对应的节点的位。 8.一个节点不能响应对应的位没有设置的节点的KEY_RESPONSE。

MAC: NC 主要操作 允许新的终端加入网络 控制网络的所有发送 – 通过 MAP 消息 管理密钥 从网络的节点中自动选择 基于预先设置的优先级或最有利的位置来选择 合适的NC 可以通过高层软件来设置 (MoCA v1.1) 在各个子载波上来放置 QAM 星座,保证 1e-9 BER 使用最简单的 FEC 可以备份 NC.

MAC: 网络创建 节点扫描通道 新节点交替侦听和发送信标 新节电先侦听信标 – 如果听到信标, 就发送一个 Admission_Request来尝试加入网络. 没有听到信标, 就发送信标,检测从其他节点发送出来的Admission_Request 当NC允许其他的一个节点进入网络的时候,就创建了一个网络. 其他新的节点就监听NC的信标,然后加入网络.

MAC: 包的调度

4.MAC:参数化QoS

MoCA 优先级QoS和 PQoS 优先级 QoS MoCA 1.0 对不同的业务进行不同的服务 有三个队列 参数化 QoS - PQoS 对每个流进行带宽预留 允许控制 对每次发送都需要 Request/Grant 在一个循环周期, NC 将给一个预留

MoCA 优先级 QoS MoCA优先级 QoS 允许不同的应用有不同的流量控制 DLNA(Digital Living Network Alliance)

MoCA PQoS PQoS技术可确保支持视频等重要数据流的带宽不受损失，从而带来超棒的用户体验。PQoS不仅仅只是典型意义上基于优先顺序的QoS协议，而是保留了基于所传输数据具体数据率特征的网络带宽。

MoCA PQoS 流量规范(TSPEC) MoCA PQoS TSPEC包含了站点对等候队列的“期望要求”(最小和最大的服务间隔,最小的TXOP期限)。 由 DLNA 使用者这样的上层来提供.

PQoS 创建/修改流程 许可控制. 任何节点 (Entry Node) 都可以创建或修改任何PQoS 流. 一个节点提供有出/入的节点的ID的 TSPEC 给 NC NC 询问所有的节点,要求提供他们当前的PQoS 说明和新的请求的流的能力. 如果PQoS流可以接收,NC 就计算 NC 就通知这个节点和其他的节点.

内容的QoS

5.认证

为什么要认证 测试不同厂家的MoCA 产品的互操作性,保证不同厂家的MoCA 产品可以互通互联. 降低了用户对某个厂商的依赖. 所有的认证结果都在 MoCA 网站上公布.

中数的MOCA认证 中国数字图书馆有限责任公司（简称数图公司）是由文化部、国家经贸委报国务院批准，为进行国家信息基础结构建设（中国数字图书馆工程）而设立的，于2000年4月18日正式挂牌运营。 Actiontec公司致力于数字产品和服务的开发，使消费者能够利用宽带因特网的连通性简化并丰富自己的生活。Actiontec的产品涵盖了数字生活的全套解决方案，包括宽带调制解调器、家庭网关、无线网络设备、路由器、网络语音电话（VoIP）适配器和数字娱乐设备。 2007年MOCA产品的全球销售量达到382万套，占全球份额的68%。第二名为MOTOROLA，达到120万套。

中数的MOCA认证

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