專利名稱：寬帶ip電纜邊緣網(wǎng)關(guān)(biceg)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)^W線電視^iT和IPTV傳輸領(lǐng)域，具體地，涉及一種在HFC 網(wǎng)絡(luò)上分配IP繊和電纜電視信號的，安放在HFC網(wǎng)絡(luò)和IP城域網(wǎng)絡(luò)纖的 寬帶IP電^ii^網(wǎng)關(guān)(BICEG: Broadband IP and Cable Edge Gateway)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的數(shù)字有線電視寬帶網(wǎng)絡(luò)HFC為單向傳輸網(wǎng)絡(luò)，主要功能是實(shí)現(xiàn)單向 數(shù)字電IT播，并皿用DVB~C數(shù)字電IT播方式。但是，不斷增多的各種互 動多媒體應(yīng)用例如視頻點(diǎn)播、音樂點(diǎn)播、收發(fā)電子郵件、電視商務(wù)、網(wǎng)上購 物、個性化服務(wù)等，需要雙向網(wǎng)絡(luò)，并誠用寬帶IP，艮口 IPTV方式將更加容易 實(shí)現(xiàn)。在HFC城域網(wǎng)絡(luò)上，由于足夠的光纖，使之實(shí)1 向麟非常容易，實(shí) 現(xiàn)寬帶IP城域網(wǎng)絡(luò)的^t也十分容易。但是，對于入戶的改造，由于許多地區(qū) 要求全面"暗線"布線，許多電纜l彪寸閉在專用管道和家i^f參之內(nèi)無法改造， 使得入戶鵬時(shí)變得將十分困難。
克月艮以上困難的一種方法是直接在HFC網(wǎng)絡(luò)上部署Cable Modem,問題是， 由于針Cable Modem fr^CMTS,鵬帶寬有限，可支持的用戶受娜蹄!j，增加 頻道所產(chǎn)生的費(fèi)用巨大。BICEG的出現(xiàn)可以不改造用戶部分線路并以高于(MS 系統(tǒng)100倍的投資效益掛共寬帶IP業(yè)務(wù)。
本發(fā)明的系統(tǒng)與方法是在HFC網(wǎng)絡(luò)上麟出寬帶IP城域網(wǎng)，在HFC網(wǎng)絡(luò)和 城域網(wǎng)的纖，采用本發(fā)明的BICEG網(wǎng)關(guān)，將HFC傳送的有線電視信號和寬帶 IP信號組合成可用電纜傳輸?shù)男盘?，在電纜的高頻端，傳送有線電視信號，低 頻端傳送寬帶IP信號。組合后的信號可以通過已有的有線電視分配網(wǎng)絡(luò)入戶。 在用戶端鄉(xiāng)艦配器將兩種信號分離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)有線電視HFC網(wǎng)絡(luò)雙向系統(tǒng)的方法與設(shè)備，該方法 是利用現(xiàn)有的HFC網(wǎng)絡(luò)中的光纜，麟出HFC網(wǎng)絡(luò)和寬帶IP城域網(wǎng)，在兩個網(wǎng) 絡(luò)的邊緣，通過一種叫寬帶IP電纜邊緣網(wǎng)關(guān)(BICEG)的設(shè)備，用同軸電纜實(shí) 現(xiàn)有線電視信號和寬帶IP信號入戶。在用戶端，采用自鵬電《髓配器，分離
出電纜電視信號和寬帶IP信號。本發(fā)明的工P信號到電纜ftft信號的轉(zhuǎn)換，采
用了f始IEEE. 802. 3u標(biāo)準(zhǔn)的OFDM調(diào)帝ij解調(diào)方式，占用0歪(J 20M的帶寬，傳輸 速率高達(dá)85Mbps，艦轉(zhuǎn)換，可以在同軸電纜的船制專送寬帶IP信號，實(shí)現(xiàn)寬 帶互動功能，為將現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡(luò)改造成為雙向互動網(wǎng)^^了途徑，幫 助有線電,腿營商基于已有的HFC網(wǎng)絡(luò)，實(shí)J朋又向多媒體,和互動電豐她務(wù) 目標(biāo)。
本發(fā)明涉及的寬帶IP城域網(wǎng)^t是基于有線電視現(xiàn)有的HFC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，特 別是針對M星型網(wǎng)絡(luò)方式實(shí)現(xiàn)的光纖到樓的網(wǎng)絡(luò)。在這樣的網(wǎng)絡(luò)中，只需要
將hfc網(wǎng)絡(luò)的光纜中多余的兩根光纖，m千兆光收發(fā)接口接入放置在前端或
分前端的高速IP交換機(jī)千兆端口上，Mil交換機(jī)或交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)就組成了城域?qū)?帶IP網(wǎng)。在光纖的另一端，接入千兆交換豐M IP信號進(jìn)行分配。為了實(shí)lil 過同軸電纜分配網(wǎng)絡(luò)入戶，在千兆交換機(jī)和HFC骨干網(wǎng)絡(luò)的,，通過本發(fā)明 的BICEG網(wǎng)關(guān)，將寬帶IP信號和單向有線電視信號組合成能夠用同軸電纜傳送 的和ilil同軸分配網(wǎng)絡(luò)的高頻信號。
本發(fā)明的BICEG網(wǎng)關(guān)有分別有電纜電視和寬帶IP兩4H入端口 ，即RF通 過F座輸入，IP通RJ45輸入，RF信號通過多路分配器分配，IP信號通過內(nèi)置 的f給IEEE. 802. 3u標(biāo)準(zhǔn)的OFDM調(diào)制解調(diào)器及多皿配，實(shí)現(xiàn)信道自動選擇與 多^f言號分配，每一路用OFDM調(diào)制后的信號再與分配后的一路RF信號fflil混 合器組合成一路電纜傳送的信號，M F座M同軸電纟腿給電纜電，鵬戶。
本發(fā)明的接收端自適應(yīng)電纜適配器(ACA)的組成為，內(nèi)置的二分配器將一 謝言號分酷合電纜電視接收設(shè)備如DVB機(jī)頂盒或電豐j^幾，另一劍言號送給電纜 適配器，將用OFDM技術(shù)承載的IP信號解調(diào)成為IP信號并通過RJ45以太網(wǎng)口 送給IP接收設(shè)備如IPTV終端，如上網(wǎng)的計(jì)算機(jī)、DVB/IP雙+對幾頂盒、IPTV機(jī) 頂盒、小型HUB等及將上行的IP信號調(diào)制成OFDM信號送回給BICEG網(wǎng)關(guān)。
M31本發(fā)明的寬帶IP電纜邊緣網(wǎng)關(guān)(BICEG)和自,電纜適配器(ACA)， 可以實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)有的有線電視電纜分配網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和電視信號的雙向傳輸， 為將現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡(luò)改造成為雙向互動網(wǎng)絡(luò)提供了條件，幫助有線電mit 營商基于已有網(wǎng)絡(luò)，完成雙向多媒# 和互動電1 務(wù)的目標(biāo)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的寬帶鵬網(wǎng)改造原理圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)同軸電纟IA戶的系統(tǒng)原理圖3是 本發(fā)明的BICEG網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)原理圖4是根據(jù)本發(fā)明的用戶端原理圖。.
具體實(shí)施例方式
實(shí)現(xiàn)在HFC城域網(wǎng)上e^t寬帶IP城域網(wǎng)的具體方法如圖1所示該圖所示 的HFC光纖網(wǎng)的結(jié)構(gòu)假設(shè)為是星型結(jié)構(gòu)，具體的是，所有的路邊光纖 頭光 纖都是直接由有線電視前端通過光纜送出的，每條光纜由多根光纖組成，在每 個路邊分配點(diǎn)上，頭分配點(diǎn)上，有富余的光纖。如圖1所示，在有線電視前 端增加一臺高速大容量IP交換機(jī)，如512G的大容量交換機(jī)，含有數(shù)百1^f兆 光纖輸出口，可以實(shí)現(xiàn)IP信號寬帶高速交換。將與有線電視分配點(diǎn)連接的光纜 中富余的兩根光纖連接到高速IP交換機(jī)的千兆輸入端口，并與方爐在分配點(diǎn)的 千兆交換豐M接，如此類推，前端高速IP交換禮就與分另依各分配點(diǎn)自頭的 千兆交換機(jī)組成了鵬寬帶IP網(wǎng)絡(luò)，此時(shí)，分配點(diǎn)離頭點(diǎn)稱為HFC網(wǎng)絡(luò)和IP 城域網(wǎng)的ii^彖點(diǎn)，圖中的光纖網(wǎng)絡(luò)就被，成為如圖2所示的HFC城域網(wǎng)和寬 帶IP城域網(wǎng)。
圖2是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)同軸電纜入戶的系統(tǒng)原理圖，系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)關(guān)設(shè)備 BICEG和接收設(shè)備ACA，及電纜分配網(wǎng)絡(luò)等組成。簡單而言，將一臺BICEG網(wǎng)關(guān) 放在HFC網(wǎng)絡(luò)和寬帶IP城域網(wǎng)的,，即將HFC傳送來的有線電視信號通過RF 輸入端子(F座)i!A網(wǎng)關(guān)，將IP交換機(jī)分配的寬帶IP信號艦RJ45 口輸入 給網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)功肯^^一是，HFC網(wǎng)絡(luò)駄的有線電視信號分配成多路，功能之二 是將IP信號用符合IEEE. 802. 3u標(biāo)準(zhǔn)的OFDM調(diào)制解調(diào)器處理，分配信道，及 分配成多路，功能^H是再將分配后的有線電視信號和調(diào)制了 IP信號的OFDM 信號通過混合器混合成電纜輸出的組合信號。組合信號可用同一根同軸電纜直 銜專邀合用戶。在網(wǎng)關(guān)處理信號時(shí)，寬帶IP信號M OFDM方式調(diào)帝碟謝頻頻 率后占用0到20M的帶寬，總傳輸速率高達(dá)85Mbps，原有的電纜電視信號保持 原來的傳輸頻道不變。在用戶端，通過電纜接頭輸入的信號用分配器分成兩路 輸出， 一路直接給電纜電視，稱之為旁路，另一路通^^配器將OFDM信號解調(diào) 成IP信號或?qū)P信號調(diào)制成OFDM信號，實(shí)現(xiàn)IPi^雙向通訊，并通過RJ45 端口輸出給IP設(shè)備。
圖3是本發(fā)明的BICEG網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)原理:分別有電纜電視和寬帶IP兩^Ml入 端口，即有線電視信號MF座輸入，IP信號MRJ45輸入；有線電視信號通 過多皿配器分配，IP信號M內(nèi)置的符合IEEE. 802. 3u標(biāo)準(zhǔn)的多信道調(diào)制解
調(diào)模塊，實(shí)現(xiàn)信道自動選擇與多ffl誇分配， 一路用OFDM調(diào)制后的信號再與分 配后的一路有線電視信號通過由高通搶波器(HPF)刺氐衝慮波器(LPF)組成 的信號混合電路，混合成一路電纜傳送的信號，通過F座輸出。具體實(shí)現(xiàn)的關(guān) 鍵是，BICEG中的OFDM調(diào)制解調(diào)器模塊，采用符合IEEE. 802. 3u標(biāo)準(zhǔn)的電力線 Modem (PLC)芯片經(jīng)g^t后實(shí)現(xiàn)，PLC芯片完成OFDM多信道的調(diào)制解調(diào)，信號 的皿與接收，信道自動配置，與客戶端的同樣功能的芯片自動連接等。OFDM 信號分配成多路后輸入到低通搶波器，調(diào)制在低頻0—20兆的信號3131，并與 M高通濾波器送來的40—1000兆的有線電視信號混合。
從前端來的有線電視信號MHFC網(wǎng)絡(luò)傳送到，網(wǎng)關(guān)BICEG的輸入端， M分配器分成多路，再M(fèi)高通濾波器與已經(jīng)被OFDM調(diào)帝啲IP信號混合， 混合后的信號艦電纜徵用戶終端。
^NICEG由實(shí)現(xiàn)ACA功能模塊、多敝配器、高衝慮波器(HPF)和低通 熗波器(LPF)等纟皿。輸入的M31電纜接頭輸入的有線電視信號和RJ45接 頭輸入的IP信號，針BICEG可輸出多路可以在有線電視電纟li:傳輸?shù)纳漕l信 號，其中在低端承魏向的OFDM調(diào)制的IP信號，在高端承f^示準(zhǔn)的單向有線 電視模擬微字信號(低端指低頻段，艮P 0—40兆辛戯盼為媳S (0FDM信號落 在0—20兆內(nèi))，40—1000 ^戰(zhàn)ij分為高端(該頻段正好是有線電視下行信號頻 段))。每個BICEG具體能輸出多少路信號由內(nèi)置分配器的分酉改微和每路信號 的輸出帶寬要求確定，如標(biāo)糊有4、 8、 16、 32、 48麟，多個類似的BICEG 可以組合稱為更多輸出IM的BICEG。
圖4是用戶端原理圖，用戶端由自鵬電纟腿配器(ACA)， 二分配器鄉(xiāng)賊。 由電纜傳來的信號分成兩路， 一路Mil電纜輸出，另一路M ACA完成IP信號 的收發(fā)，M3lRJ45接口與其它設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)交換。在此，與BICEG 網(wǎng)M用同樣的芯片作為自適應(yīng)0FDM調(diào)制解調(diào)^+莫決(也稱為電纜適配器)， 對IP接收設(shè)備通過RJ45接口輸入的信號進(jìn)行OFDM調(diào)制，輸出的信號輸 入到二分配器，或者將來自二分配器的組合信號中承載的IP信號通過 OFDM解調(diào)出來，通過RJ45接口輸出到IP接收設(shè)備。它采用符合 IEEE. 802. 3u標(biāo)準(zhǔn)的電力線Modem芯片經(jīng)6^后成為ACA，芯片完成0FDM多信 道的調(diào)制解調(diào)，信號的皿與接收，信道自動配置，與BICEG中的相應(yīng)模塊自 動連接與完^Mt訊。
用戶終端中的二分配器樹言號分為兩路， 一路直接給電概幾殿幾頂盒，另
一路給自適應(yīng)電纟fii配器解出ip信號，邀合iptv終端。
下面再結(jié)合圖3和圖4簡略描述一下從用戶端到有線電視前端方向ip信號 的傳遞。從用戶端發(fā)出的ip信號例如是為了點(diǎn)播節(jié)目的目的。首先，用戶利用 iptv終端輸入命令，該命令以ip信號的形式被送入用戶終端中的自適應(yīng)電纜適 配器，該適配器對ip信號進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后的信號通娜據(jù)本發(fā)明的寬帶ip 網(wǎng)傳送到有線電視前端的寬帶IP電纜邊緣網(wǎng)關(guān)，先通過低通^t波器濾除IP信 號，再il3lPLC模i，調(diào)后輸送給有線電視前端。
本領(lǐng)域的賽祐東技術(shù)人員會明白，盡飽里為了說明的目的而描述了相似性 系統(tǒng)的特定實(shí)施例，但是在不脫離本發(fā)明撒申和范圍的情況下可以作各種修改。 因此，除了附加的權(quán)利要^tt外，對本發(fā)明不作限制。
權(quán)利要求
1、一種寬帶IP電纜邊緣網(wǎng)關(guān)，包括一個自適應(yīng)電纜適配器(ACA)功能模塊，多路分配器，和多個高通濾波器和多個低通濾波器，其特征在于在有線電視前端到用戶方向上，-ACA功能模塊，對通過RJ45接頭輸入的IP信號進(jìn)行接收和OFDM調(diào)制，其輸出的信號經(jīng)過分路后輸入到多個低通濾波器；-多路分配器，接收通過電纜接頭輸入的有線電視信號，并將該信號分成多路輸送到多個高通濾波器；-多個高通濾波器和多個低通濾波器，其中以一個高通濾波器的輸入信號和一個低通濾波器的輸入信號混合在一起輸出一路可以在有線電視電纜上傳輸?shù)纳漕l信號的方式，最后寬帶IP電纜邊緣網(wǎng)關(guān)輸出多路混合成電纜輸出的組合信號；在用戶到有線電視前端方向上，-多個低通濾波器，對輸入的OFDM調(diào)制的IP信號進(jìn)行低通濾波；-ACA功能模塊，對來自低通濾波器的信號OFDM解調(diào)，其輸出的信號輸入到有線電視前端。
2、 一種有線電視用戶端，包括二分配器和自適應(yīng)電纜適配器，其中 在有線電視前端到用戶方向上，- 二分配器，用于接收來自電纜輸入的組合信號，將該信號分成兩路，一路直接通過電纜輸出，另一路輸入到自適應(yīng)電纜適配器；_自適應(yīng)電纜適配器，將來自二分配器的組合信號中承載的IP信號通過OFDM解調(diào)出來，通過RJ45接口輸出到IP接收設(shè)備；在用戶到有線電視前端方向上，-用戶利用IP接收設(shè)備輸入命令，該命令以IP信號的形式通過RJ45接口 輸入到有線電視用戶端中的自適應(yīng)電纜適配器，該適配器對輸入的信號 進(jìn)行OFDM調(diào)制，調(diào)制后的信號通過根據(jù)本發(fā)明的寬帶IP網(wǎng)傳送到有線電視前 端的寬帶IP電纜,網(wǎng)關(guān)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1的寬帶IP電纜邊緣網(wǎng)關(guān)，其中所述的ACA采用符合 IEEE. 802. 3u標(biāo)準(zhǔn)的電力^Modem芯片實(shí)現(xiàn)，完成OFDM多信道的調(diào)制解調(diào)、信號 的發(fā)射與接收、信道自動配置、與有線電視用戶終端中的ACA自動連接以及完
4、 根據(jù)權(quán)利要求2的有線電視用戶端，其中所述的IP接收設(shè)備可以是計(jì) 算機(jī)、DVB/IP雙模機(jī)頂盒、IPTV機(jī)頂盒、小型HUB。
5、 根據(jù)權(quán)利要救的有線電視用戶端，其中所述自適應(yīng)電纜適配器采用符 合IEEE. 802. 3u標(biāo)準(zhǔn)的電力^todem芯片實(shí)現(xiàn)，完成OFDM多信道的調(diào)制解調(diào)、信 號的對寸與接收、信道自動酉SS、與BICEG中的自動連接以及完j^^通訊。
6、 一種有線電冬卿C網(wǎng)絡(luò)雙向互動系統(tǒng)，該系劍賄線電視分配點(diǎn)連接的光纜 中富余的兩根光纖連接到高速IP交換機(jī)，并與方M在分配點(diǎn)的千兆交換tUi接 構(gòu)成帶IP城域網(wǎng)， 征在于-寬帶IP電纜邊緣網(wǎng)關(guān)，其位于HFC網(wǎng)絡(luò)和寬帶IP城域網(wǎng)的邊緣，該網(wǎng)關(guān)將 HFC網(wǎng)絡(luò)送入的有線電視信號分配成多路，將IP信號用符合IEEE. 802. 3u標(biāo)準(zhǔn)的 OFDM調(diào)制解調(diào)器處理、分配信道及分配成多路，再將分配后的有線電視信號和 調(diào)制了IP信號的OFDM信號通過混合器混合成電纜輸出的組合信號用同一根電 M:樹專送給用戶；以艦來自用戶端的IP信號進(jìn)行接收和解調(diào)，并將解調(diào)后 的信號輸入到有線電視前端；-有線電視用戶端，將通過電纜M輸入的信號用分配器分成兩路輸出， 一路直擦合電纜電視，另一路iiiiig配器將OFDM信號解調(diào)成IP信號并ilil RJ45 端口輸出輸送給IP接收設(shè)備；該適配器還將用戶通過IP接收設(shè)備輸入的IP信 號調(diào)制成OFDM信號，調(diào)制后的信號鵬艮據(jù)本發(fā)明的寬帶IP網(wǎng)傳送至陏線電 視前端的寬帶IP電纜邊緣網(wǎng)關(guān)。
7、根據(jù)權(quán)利要求6的有線電視HFC網(wǎng)絡(luò)雙向互動系統(tǒng)，其中所述IP信 號在低頻段承載。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)有線電視HFC網(wǎng)絡(luò)雙向系統(tǒng)的方法與設(shè)備，該方法是利用現(xiàn)有的HFC網(wǎng)絡(luò)中的光纜，改造出HFC網(wǎng)絡(luò)和寬帶IP城域網(wǎng)，在兩個網(wǎng)絡(luò)的邊緣，通過一種叫寬帶IP電纜邊緣網(wǎng)關(guān)(BICEG)的設(shè)備，用同軸電纜實(shí)現(xiàn)有線電視信號和寬帶IP信號入戶。在用戶端，采用自適應(yīng)電纜適配器，分離出電纜電視信號和寬帶IP信號。本發(fā)明的IP信號到電纜傳輸信號的轉(zhuǎn)換，采用了符合IEEE.802.3u標(biāo)準(zhǔn)的OFDM調(diào)制解調(diào)方式，通過轉(zhuǎn)換，可以在同軸電纜的低端傳送寬帶IP信號，實(shí)現(xiàn)寬帶互動功能，將現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡(luò)改造成為雙向互動網(wǎng)絡(luò)，幫助有線電視運(yùn)營商基于已有的HFC網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)雙向多媒體數(shù)據(jù)和互動電視業(yè)務(wù)目標(biāo)。
文檔編號H04L12/66GK101175052SQ20061011422
公開日2008年5月7日 申請日期2006年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月2日
發(fā)明者劉亞平, 李天宏, 秦綺玲 申請人:北京漢辰科技有限公司;中國傳媒大學(xué)