專利名稱：一種基于有線電視同軸電纜的雙向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于有線電視同軸電纜的雙向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)。
寬帶網(wǎng)建設(shè)的急迫性隨著Internet(互聯(lián)網(wǎng))的迅猛發(fā)展，上網(wǎng)人數(shù)的不斷翻番，網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)早已呼之欲出。電子商務(wù)的發(fā)展必將極大的改善我們的商業(yè)環(huán)境；可視電話，遠(yuǎn)程醫(yī)療，遠(yuǎn)程教學(xué)，虛擬網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物，視頻點(diǎn)播，網(wǎng)上廣播等網(wǎng)絡(luò)增值服務(wù)也已經(jīng)躍躍欲試，期待著早日進(jìn)入廣大用戶大家庭。這一切無(wú)不要求將來(lái)的互連網(wǎng)絡(luò)要承載數(shù)百倍于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)承載的信息量。但與此同時(shí)，由于現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是在原有電信網(wǎng)的基礎(chǔ)上搭建起來(lái)的，基于語(yǔ)音業(yè)務(wù)發(fā)展起來(lái)的電信網(wǎng)已經(jīng)不能滿足上述網(wǎng)絡(luò)增值業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求。也就是說(shuō)，現(xiàn)在的互連網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸，只有盡快解決互聯(lián)網(wǎng)的帶寬問(wèn)題，才能使網(wǎng)絡(luò)對(duì)經(jīng)濟(jì)的巨大推動(dòng)力充分的發(fā)揮出來(lái)。
1.寬帶網(wǎng)的建設(shè)瓶頸一般認(rèn)為，寬帶網(wǎng)絡(luò)應(yīng)由寬帶城際IP骨干網(wǎng)、寬帶城域IP骨干網(wǎng)和寬帶接入網(wǎng)組成。
1)城際IP骨干網(wǎng)的建設(shè)非?？臁Ｓ捎诠饫w技術(shù)的迅速發(fā)展和光纖設(shè)備價(jià)格的大幅下降，基于光纖技術(shù)的城際IP網(wǎng)的解決方案已經(jīng)比較成熟，所以，當(dāng)前各國(guó)城際骨干IP網(wǎng)的建設(shè)都非?？?。當(dāng)前中國(guó)幾家大型的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)公司--中國(guó)電信、聯(lián)通、網(wǎng)通、吉通等--也都在致力于建設(shè)自己的城際骨干IP網(wǎng)絡(luò)。
2)城域骨干IP網(wǎng)在中國(guó)的建設(shè)雖然起步較晚，但是占盡了后發(fā)優(yōu)勢(shì)。中國(guó)城市的電信網(wǎng)絡(luò)和有線電視網(wǎng)絡(luò)都已經(jīng)鋪設(shè)了大量的光纖，已經(jīng)形成了城域IP骨干網(wǎng)的基本構(gòu)架，不需要大量的投資就可以建成城域骨干IP網(wǎng)并投入運(yùn)行。
3)寬帶接入網(wǎng)則是當(dāng)前寬帶網(wǎng)的建設(shè)的主要瓶頸。原來(lái)的互連網(wǎng)絡(luò)接入都是窄帶接入，如何使每家每戶的互連網(wǎng)絡(luò)接入變成寬帶接入--這是一個(gè)世界性的技術(shù)難題，也就是眾所周知的″最后一公里″問(wèn)題。當(dāng)然，光纖入戶是一個(gè)最好的解決方案，但巨大的投入和長(zhǎng)時(shí)間的建設(shè)周期，絕對(duì)是″遠(yuǎn)水解不了近渴″。
2.如何解決″最后一公里問(wèn)題″最后一公里問(wèn)題是一個(gè)世界性的技術(shù)難題，解決的辦法不外乎兩個(gè)1)重新布線這是終極的寬帶入戶解決方案。光纖入戶，光纖到樓邊、五類雙絞線入戶等都是通過(guò)重新布線來(lái)解決寬帶接入問(wèn)題。但是，重新布線是一項(xiàng)非常浩大的工程，需要投入大量的人力和物力，不是短時(shí)間內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)的。重新布線對(duì)于已裝修好的住宅有著破壞裝修效果的威脅，還可能切斷原有隱蔽布線(特別是電源線)，住戶留守配合也存在諸多不便。美國(guó)計(jì)劃到2015年完成光纖入戶，由此可見重新布線的難度。重新布線的另一個(gè)問(wèn)題是不能和現(xiàn)有的接入網(wǎng)絡(luò)合并使用，從而給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)業(yè)務(wù)開展的不便。
2)原有接入線路改造通過(guò)在原有的接入線路上進(jìn)行寬帶改造，滿足網(wǎng)絡(luò)用戶現(xiàn)階段的寬帶需求，應(yīng)該是目前最好的解決方案。美國(guó)已經(jīng)在這方面做了許多探索，基于電信網(wǎng)絡(luò)的DSL技術(shù)和基于有線電視網(wǎng)絡(luò)的CABLE MODEM技術(shù)都是立足于現(xiàn)有的接入線路來(lái)實(shí)現(xiàn)寬帶入戶。但是，這些技術(shù)是基于美國(guó)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而不是根據(jù)中國(guó)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況開發(fā)設(shè)計(jì)的，所以從在中國(guó)的實(shí)踐情況看，使用效果并不是很理想。
3.中國(guó)廣電網(wǎng)的現(xiàn)狀中國(guó)廣電網(wǎng)通過(guò)二十多年的建設(shè)，已經(jīng)基本建成了高速和廣闊的電視信號(hào)傳輸系統(tǒng)。現(xiàn)在，通過(guò)廣電網(wǎng)的接入系統(tǒng)--專門的入戶同軸電纜，廣電網(wǎng)可以毫不費(fèi)力地將電視節(jié)目傳送到千家萬(wàn)戶。覆蓋范圍已經(jīng)比電信網(wǎng)還要廣闊的多。
在入戶接入方面，廣電網(wǎng)比電信網(wǎng)先天具有高帶寬的優(yōu)勢(shì)。廣電系統(tǒng)只要對(duì)其接入系統(tǒng)進(jìn)行改造，就可以為有線電視用戶提供30-40M的網(wǎng)絡(luò)帶寬，用戶馬上就可以享受到高速上網(wǎng)及VOD(視頻點(diǎn)播)等的高帶寬應(yīng)用服務(wù)，而且廣電網(wǎng)在原有骨干光纖網(wǎng)絡(luò)上架構(gòu)的寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)完全可以承載相關(guān)業(yè)務(wù)。
但是，現(xiàn)有的廣電網(wǎng)沒(méi)有完善的控制管理系統(tǒng)?，F(xiàn)有的同軸電纜只承擔(dān)了電視信號(hào)的下行廣播任務(wù)，采用共享式傳輸，從而不能控制單用戶的信息流量，所以，有線電視收費(fèi)難一直困擾著廣電網(wǎng)，開展網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)估計(jì)也會(huì)有較大的困難。這種現(xiàn)狀要求廣電系統(tǒng)盡快找到一種切實(shí)可行的辦法，提供網(wǎng)絡(luò)寬帶接入服務(wù)，從網(wǎng)絡(luò)的增值服務(wù)方面贏得新的利益增長(zhǎng)。
4.已有的接入網(wǎng)的寬帶解決方案分析1)基于電信現(xiàn)有接入網(wǎng)的寬帶解決方案(1)ISDN由于ISDN撥號(hào)上網(wǎng)方式的線路設(shè)計(jì)自身受到了64K容量的限制，盡管電信正在嘗試?yán)酶鞣N各樣的技術(shù)把電話線的速率提高，比如說(shuō)ISDN的2B+D、30B+2D等，在不改變線路的情況下把兩端的設(shè)備改掉，從而把速度提高。但是，這些努力也只能將現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)帶寬拓展為128K。而且這種提升并不能成為真正意義上的″寬帶″，它不能滿足電子商務(wù)、VOD點(diǎn)播寬帶增值服務(wù)的要求。
(2)ADSLADSL技術(shù)是國(guó)際上用來(lái)對(duì)現(xiàn)有電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行寬帶改造的一種通行技術(shù)。利用這種非對(duì)稱傳輸，可以實(shí)現(xiàn)上行帶寬800K，下行帶寬8M。ADSL(非對(duì)稱線性環(huán)路系統(tǒng))技術(shù)可以在原有線路上做到10MHz、8MHz、6MHz。但為了實(shí)現(xiàn)ADSL技術(shù)，首先要建立ADSL環(huán)路系統(tǒng)并在線路兩端加裝設(shè)備，這種改造的初始投資相當(dāng)大。而且，這種技術(shù)存在著信息回傳時(shí)有干擾信號(hào)，大對(duì)數(shù)電纜出線率不高，在一次性建設(shè)后想要再提高速度和升級(jí)系統(tǒng)也存在較大的困難。
這種改造技術(shù)從帶寬的角度看，應(yīng)該可以滿足現(xiàn)階段人們對(duì)上網(wǎng)帶寬的需求。但是這種改造的建設(shè)費(fèi)用實(shí)在太高。價(jià)格因素成為中國(guó)電信廣泛推廣ADSL技術(shù)的最大障礙。
2)基于廣電接入網(wǎng)的寬帶解決方案發(fā)達(dá)國(guó)家的有線電視運(yùn)營(yíng)商主要是使用CABLE MODEM技術(shù)解決有線電視用戶寬帶上網(wǎng)的問(wèn)題。這種技術(shù)是對(duì)同軸電纜主干以及同軸電纜放大器進(jìn)行雙向改造，在千家萬(wàn)戶的同軸電纜出口處增加一個(gè)被稱為CABLE MODEM的終端設(shè)備，CABLE MODEM和家庭里的計(jì)算機(jī)或機(jī)頂盒相連，實(shí)現(xiàn)上行帶寬為1M，下行帶寬為30M的非對(duì)稱傳輸，眾多用戶共享該帶寬實(shí)現(xiàn)高速上網(wǎng)。與ADSL技術(shù)一樣，價(jià)格也同樣成為該項(xiàng)技術(shù)推廣的障礙。
CABLE MODEM技術(shù)難以推廣的另一個(gè)原因是其回傳噪聲問(wèn)題。由于時(shí)分技術(shù)的局限性，其回傳噪聲無(wú)法得到很好的解決。從國(guó)內(nèi)試點(diǎn)的情況看，該技術(shù)的試驗(yàn)效果并不是十分理想。
基于上述分析，不管是現(xiàn)有的ADSL技術(shù)，還是CABLE MODEM技術(shù)，在我國(guó)的試驗(yàn)情況都不十分理想。我們分析研究中國(guó)的現(xiàn)有的接入網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)實(shí)結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)有的電信網(wǎng)和廣電網(wǎng)的接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出符合中國(guó)國(guó)情的寬帶接入改造的解決方案。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種低成本的基于有線電視同軸電纜的雙向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)。
本發(fā)明的工作原理如下本系統(tǒng)包括頭端、旁路器、中繼器和客戶端。頭端通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)接口和城域主干網(wǎng)高速相連，城域主干網(wǎng)和INTERNET相連，并通過(guò)同軸電纜和旁路器相連；旁路器只允許數(shù)據(jù)信號(hào)雙向互通，模擬的電視信號(hào)無(wú)法通過(guò)旁路器，電視信號(hào)仍然通過(guò)原來(lái)的單向放大器，電視信號(hào)的傳輸不受旁路器的影響；在數(shù)據(jù)信號(hào)電平衰減過(guò)大的地方增加中繼器，保證數(shù)據(jù)信號(hào)的正常傳輸；客戶端通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)絡(luò)接口和IP終端設(shè)備相連，同時(shí)客戶端通過(guò)上述的中繼器、旁路器、頭端和城域網(wǎng)絡(luò)以及INTERNET高速互連。
同時(shí)，因?yàn)楸景l(fā)明涉及的只是同軸部分的改造，而通常在中國(guó)的情況下同軸電纜的長(zhǎng)度只有1-3公里，本發(fā)明將有線電視系統(tǒng)的雙向傳輸問(wèn)題簡(jiǎn)化成一個(gè)3公里左右的傳輸問(wèn)題，使得系統(tǒng)成本大大下降。
如

圖1中所示，本系統(tǒng)包括頭端2、旁路器4、中繼器3和客戶端1。
頭端2有兩個(gè)接口，其中一個(gè)接口與光節(jié)點(diǎn)5和同軸電纜6相連，另外一個(gè)接口為標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)絡(luò)接口，與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)(INTERNET)相聯(lián)。頭端2并聯(lián)在現(xiàn)有的有線電視系統(tǒng)上，頭端2在有線電視的非廣播頻道發(fā)送和接收數(shù)據(jù)信號(hào)。由于有線電視信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)在不同的頻段傳輸，因此，現(xiàn)有的有線電視的傳輸不受數(shù)據(jù)信號(hào)的干擾。
旁路器4并聯(lián)在現(xiàn)有的有線電視系統(tǒng)的單向放大器7上。在機(jī)制上，旁路器4相當(dāng)于一個(gè)網(wǎng)橋，旁路器4只將數(shù)據(jù)信號(hào)從旁路器4的一端拷貝到旁路器4的另外一端，模擬信號(hào)由于不具備數(shù)據(jù)信號(hào)的特征，旁路器4不允許模擬信號(hào)通過(guò)，模擬信號(hào)通過(guò)單向放大器。從而，旁路器4對(duì)于數(shù)據(jù)信號(hào)是雙向直通，對(duì)于模擬信號(hào)高阻截止。
中繼器3由無(wú)增益帶通濾波器、有增益高通和低通雙向?yàn)V波器組成。電視信號(hào)通過(guò)無(wú)增益帶通濾波器，在65-550MHz的頻段上不受影響地傳輸。數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)有增益的高通和低通雙向?yàn)V波器放大傳輸。
客戶端1通過(guò)上述的中繼器3、旁路器4實(shí)現(xiàn)與頭端2的雙向數(shù)據(jù)通訊，并且連接到用戶終端設(shè)備(例如，個(gè)人電腦8和電視機(jī)9)。
基于本發(fā)明現(xiàn)有的單向有線電視傳輸系統(tǒng)不需要進(jìn)行雙向改造，就可以實(shí)現(xiàn)終端用戶和INTERNET的長(zhǎng)期高速連接。
盡管在上文中已經(jīng)具體描述了本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方案，但是本發(fā)明的范圍不受這些具體細(xì)節(jié)限制。
權(quán)利要求
1.一種基于有線電視同軸電纜的雙向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，其特征在于包括頭端(2)、旁路器(4)、中繼器(3)和客戶端(1)，其中頭端(2)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)接口和城域主干網(wǎng)高速相連，并通過(guò)同軸電纜和旁路器(4)相連；旁路器(4)使得數(shù)據(jù)信號(hào)可以雙向通過(guò)放大器；在數(shù)據(jù)信號(hào)衰減過(guò)大的同軸電纜處，增加中繼器(3)，中繼器對(duì)衰減的數(shù)據(jù)信號(hào)重新放大；客戶端(1)通過(guò)同軸電纜順序與前端的中繼器(3)、旁路器(4)、頭端(2)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有線電視同軸電纜的雙向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，頭端(2)并聯(lián)在現(xiàn)有的有線電視系統(tǒng)上，頭端(2)在有線電視的非廣播頻道發(fā)送和接受數(shù)據(jù)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有線電視同軸電纜的雙向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，旁路器(4)對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)雙向?qū)?，并且不允許模擬信號(hào)通過(guò)，對(duì)電視信號(hào)高阻隔離，使得數(shù)據(jù)信號(hào)雙向通過(guò)旁路器，電視信號(hào)通過(guò)放大器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有線電視同軸電纜的雙向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，旁路器(4)將數(shù)據(jù)信號(hào)從其一端復(fù)制到另一端，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)的雙向?qū)ā?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有線電視同軸電纜的雙向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，中繼器(3)在數(shù)據(jù)信號(hào)衰減過(guò)大的地方，將數(shù)據(jù)信號(hào)只對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)增強(qiáng)放大，同時(shí)不影響電視信號(hào)的單向傳輸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的有線電視同軸電纜的雙向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，中繼器(3)由無(wú)增益帶通濾波器、有增益高通和低通雙向?yàn)V波器組成，電視信號(hào)通過(guò)無(wú)增益帶通濾波器，數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)有增益的高通和低通雙向?yàn)V波器放大傳輸。
7.據(jù)權(quán)利要求1所述的有線電視同軸電纜的雙向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，客戶端(1)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)絡(luò)接口和終端設(shè)備相連，同時(shí)客戶端通過(guò)上述的中繼器(3)、旁路器(4)、頭端(2)和城域網(wǎng)絡(luò)以及國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于有線電視同軸電纜的雙向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)。它是由客戶端(1)、頭端(2)、中繼器(3)、旁路器(4)等幾部分組成。其原理是:客戶端通過(guò)繞過(guò)放大器的旁路器,增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度的中繼器和頭端雙向通訊,頭端和城域主干IP網(wǎng)相連,客戶端和用戶的IP終端設(shè)備相連,實(shí)現(xiàn)用戶IP終端設(shè)備和城域網(wǎng)以及INTERNET的高速長(zhǎng)期互聯(lián)。
文檔編號(hào)H04N7/10GK1373606SQ0110928
公開日2002年10月9日 申請(qǐng)日期2001年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月6日
發(fā)明者胡敏, 劉曉清, 鞠憲貴, 徐千帆, 劉英偉 申請(qǐng)人:北京融通天網(wǎng)網(wǎng)技術(shù)有限公司