專(zhuān)利名稱(chēng)：用于有線(xiàn)電視雙向網(wǎng)絡(luò)改造的光通信站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于有線(xiàn)電視雙向網(wǎng)絡(luò)改造的光通信站，屬于有線(xiàn)電視 技術(shù)領(lǐng)域，尤其是混合光纖同軸電纜網(wǎng)雙向網(wǎng)絡(luò)改造的一種基于有線(xiàn)電視雙
背景技術(shù)：
有線(xiàn)電視(CATV, Cable Television)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，目前已到了 發(fā)展的關(guān)鍵階段，隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，數(shù)字化、光纖化及雙向傳輸技術(shù)等已逐 步融入有線(xiàn)電視網(wǎng)中。為了更好的發(fā)展，增加新的服務(wù)功能，追求新的經(jīng)濟(jì) 增長(zhǎng)點(diǎn)，因而對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)的要求越來(lái)越高，網(wǎng)絡(luò)的改造已迫在眉睫。在這種 情況下，混合光纖同軸電纜網(wǎng)(HFC， Hybrid Fiber Coax)作為一種寬帶接 入網(wǎng)絡(luò)，越來(lái)越顯示出其特有的優(yōu)勢(shì)極寬的傳輸頻帶、豐富的頻率資源、 方便的接入手段和相對(duì)較低的技術(shù)改造費(fèi)用。因此，通過(guò)有線(xiàn)電視來(lái)發(fā)展綜 合電信業(yè)務(wù)，即有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)除了傳送電視節(jié)目外，還具備上網(wǎng)、數(shù)據(jù)傳送、 視頻點(diǎn)播、家庭信息化等功能是有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)。
國(guó)內(nèi)外HFC網(wǎng)絡(luò)雙向改造以前主要基于北美有線(xiàn)電視調(diào)制解調(diào)器產(chǎn)品標(biāo) 準(zhǔn)(D0CSIS)，是在HFC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)置電纜調(diào)制解調(diào)終端系統(tǒng)
(CMTS, Cable Modem Termination System)、上變頻器、操作維護(hù)系統(tǒng) 服務(wù)器(0ss Server)以及電纜調(diào)制解調(diào)器(CM, Cable Modem)等設(shè)備來(lái) 實(shí)現(xiàn)在HFC網(wǎng)絡(luò)中傳輸CATV信號(hào)和數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。但該技術(shù)除在人口分布比 較稀疏的北美DOCSIS標(biāo)準(zhǔn)接入方式占有比較高的份額外，在亞洲及其他人口 比較密集的地區(qū)，DOCSIS標(biāo)準(zhǔn)的用戶(hù)數(shù)量相對(duì)很少，國(guó)內(nèi)的廣電運(yùn)營(yíng)商這幾 年的實(shí)施也預(yù)示著DOCSIS標(biāo)準(zhǔn)在中國(guó)很難成為主流的雙向改造技術(shù)。其中
CMTS:是HFC網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接入局端設(shè)備，是數(shù)據(jù)在HFC網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)倪B 接設(shè)備，主要用于完成數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)、協(xié)議處理和射頻調(diào)制解調(diào)功能；
上變頻器位于CMTS中，是HFC網(wǎng)絡(luò)的頻率變換設(shè)備，主要用于將CMTS 輸出的下行中頻模擬信號(hào)變頻到CATV的任一電視頻道上；
Oss Server:是整個(gè)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的管理設(shè)備，用于提供系統(tǒng)運(yùn)行所需的 各種服務(wù)支持，如為系統(tǒng)提供DHCP、 TFTP、 TOD、 LOG服務(wù)功能等；
CM:與HFC網(wǎng)絡(luò)和用戶(hù)終端連接，主要用于完成HFC網(wǎng)絡(luò)和用戶(hù)終端之 間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、協(xié)議處理以及調(diào)制解調(diào)功能等。
但是CMTS技術(shù)在HFC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中只能進(jìn)行數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，不能實(shí)現(xiàn)普通 的電話(huà)業(yè)務(wù)等，在多業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)上存在不足。同時(shí)，使用CMTS技術(shù)在HFC網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，還存在以下幾點(diǎn)技術(shù)問(wèn)題
1. 噪聲匯聚對(duì)于大多數(shù)有線(xiàn)電視運(yùn)營(yíng)商而言，上行噪聲是一個(gè)普遍存 在的問(wèn)題，尤其是在低頻帶(<65MHz)。通常這種噪聲由電子馬達(dá)、雷電、HAM、 短波廣播甚至太陽(yáng)黑子以及用戶(hù)家中終端盒，埋入墻中的線(xiàn)纜質(zhì)量，私接非 標(biāo)準(zhǔn)件，家里各類(lèi)接口處膠布連接線(xiàn)路等情況引起，它將破壞上行通道(反 向回傳通道)的數(shù)據(jù)傳輸，以致于降低用戶(hù)的通信質(zhì)量，尤其是在視頻或IP 話(huà)音等實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)情形下，噪聲干擾將引起數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)和抖動(dòng)，造成視頻圖 象失真或話(huà)音不連續(xù)。這就要求HFC網(wǎng)絡(luò)中的同軸電纜接頭具有很高的電連 接質(zhì)量系數(shù)，并且維護(hù)和運(yùn)行故障排除需要的技術(shù)支撐在我國(guó)大部分地區(qū)短 期內(nèi)也難妥善解決。
2. 帶寬低:采用CMTS進(jìn)行雙向改造，需對(duì)光接收機(jī)和放大器進(jìn)行雙向改 造(增加反向發(fā)射模塊，反向放大模塊)，還需添加反向光接收機(jī)和上變頻器等 設(shè)備。它的下行傳輸速率為160比特/秒，上行傳輸速率為120M比特/秒100 戶(hù)共享，每戶(hù)只有下行1.6比特/秒和上行1.2M比特/秒。局限在于CMTS設(shè) 備包轉(zhuǎn)發(fā)能力弱， 一般僅有上萬(wàn)PPs，無(wú)法滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的高寬帶業(yè)務(wù)需求。 另外，CMTS設(shè)備數(shù)據(jù)功能簡(jiǎn)單，僅僅有簡(jiǎn)單的媒體訪(fǎng)問(wèn)控制子層協(xié)議(MAC, Media Access Control)學(xué)習(xí)管理，橋接轉(zhuǎn)發(fā)能力，需外接網(wǎng)絡(luò)之間互連的協(xié)議(IP, Internet Protocol)路由設(shè)備完成業(yè)務(wù)平臺(tái)的搭建。
3. 不符合IP化潮流CMTS采用多值正交幅度調(diào)制(MQAM)調(diào)制方式， 本質(zhì)上是傳輸射頻載波信號(hào)的模擬網(wǎng)絡(luò)，和網(wǎng)絡(luò)IP化和以太網(wǎng)化背道而馳。
4. 戶(hù)均成本高CMTS雖然覆蓋成本低，但用戶(hù)需要配備CM作寬帶接入 和上網(wǎng)，價(jià)格比較高。項(xiàng)目前期投資大，需要對(duì)現(xiàn)有HFC網(wǎng)絡(luò)中的傳輸設(shè)備 進(jìn)行雙向改造。用戶(hù)規(guī)模發(fā)展后，CMTS多個(gè)用戶(hù)共享38M帶寬，不能滿(mǎn)足大 量用戶(hù)的使用，戶(hù)均成本依然偏高。
5. 不便于升級(jí)擴(kuò)容由于交互業(yè)務(wù)占用的頻道不宜過(guò)多， 一般下行只安 排8個(gè)頻道。由于CMTS與光發(fā)射機(jī)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如果每個(gè)光節(jié)點(diǎn)服務(wù)100戶(hù)， 雙向各占用2個(gè)頻道(下行采用64QAM調(diào)制時(shí)50戶(hù)共享38Mdps)的話(huà)，l臺(tái) 光發(fā)射機(jī)只能帶4個(gè)光節(jié)點(diǎn)，這樣只能選用6mW光發(fā)射機(jī)。如果l個(gè)分前端 服務(wù)2萬(wàn)戶(hù)，就需50臺(tái)光發(fā)射機(jī)和50臺(tái)8通道CMTS, 2萬(wàn)個(gè)CM。這種方式 前端設(shè)備數(shù)量巨大，維護(hù)管理復(fù)雜，對(duì)后端IP城域網(wǎng)的升級(jí)擴(kuò)容造成極大的 壓力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種用于有線(xiàn)電視雙向網(wǎng)絡(luò)改造的光通信站，它 的噪聲匯聚小，提供的帶寬高，符合IP化，戶(hù)均改造成本較低，便于升級(jí)擴(kuò) 容，可靠性高。
本發(fā)明的目的是這樣來(lái)達(dá)到的， 一種用于有線(xiàn)電視雙向網(wǎng)絡(luò)改造的光通 信站，包括光電轉(zhuǎn)換模塊電路，把有線(xiàn)電視前端光發(fā)射機(jī)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電 信號(hào)，根據(jù)混合光纖同軸電纜網(wǎng)的有線(xiàn)電視信號(hào)設(shè)計(jì)要求通過(guò)衰減器、均衡 器調(diào)整信號(hào)，輸出給放大電路；放大電路，把有線(xiàn)電視信號(hào)放大后輸出給混合 電路；光網(wǎng)絡(luò)單元電路、光網(wǎng)絡(luò)終端，把以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭端多種業(yè)務(wù) 數(shù)據(jù)處理綜合后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)焦饩W(wǎng)絡(luò)終端，再將光網(wǎng)絡(luò)終端經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸來(lái) 的數(shù)據(jù)處理后分發(fā)到相應(yīng)的以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭端電路；以太網(wǎng)同軸電纜 傳輸頭端電路，把以太網(wǎng)同軸電纜傳輸用戶(hù)端多種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理綜合后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)焦饩W(wǎng)絡(luò)單元電路，再將從光網(wǎng)絡(luò)單元電路傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)處理后分 發(fā)到相應(yīng)的用戶(hù)端；測(cè)試點(diǎn)電平電路，把以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭端電路輸出 的數(shù)據(jù)信號(hào)取樣后放大輸出固定頻點(diǎn)的一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)調(diào)試時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù) 信號(hào)的強(qiáng)度；混合電路，把放大電路和以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭端電路信號(hào)劃 分頻率后通過(guò)混合光纖同軸電纜網(wǎng)傳輸?shù)矫總€(gè)有線(xiàn)電視用戶(hù)。
本發(fā)明所述的光電轉(zhuǎn)換模塊電路包括電感L1、電容C1、 C2、 C3、模塊A1、 衰減器ATT1和均衡器EQ1，電感L1的一端和電容C1的一端接直流電源+24V， 電感L1的另一端和電容C2的一端接模塊A1的4、 5腳，模塊A1的1腳接有 線(xiàn)電視信號(hào)，模塊Al的9腳接電容C3的一端，電容C3的另一端接衰減器ATT1 的一端，衰減器ATT1的另一端接均衡器EQ1的一端，均衡器EQ1的另一端接 放大電路，電容C1、 C2的另一端、模塊的2、 3、 7、 8腳接地。
本發(fā)明所述的放大電路包括電感L2、電容C4、 C5、 C7、 二極管D1、 D2、 D3、電阻R1、模塊A2、衰減器ATT2和高通濾波器HTP，衰減器ATT2的一端 接光電轉(zhuǎn)換模塊電路，衰減器ATT2的另一端接模塊A2的1腳，電感L2的一 端和電容C4的一端接直流電源+24V，電感L2的另一端與電容C5的一端、二 極管D1的陰極和模塊A2的5腳連接，模塊A2的9腳與電阻R1的一端、電 容C7的一端連接，電阻R1的另一端與二極管D2的陰極、二極管D3的陽(yáng)極 連接，電容C7的另一端接高通濾波器HTP —端連接，高通濾波器HTP另一端 接混合電路，電容C1、 C2的另一端、二極管D1、 D2的陽(yáng)極、二極管D3的陰 極、模塊A2的2、 3、 7、 8腳接地。
本發(fā)明所述的光網(wǎng)絡(luò)單元電路包括光網(wǎng)絡(luò)單元、開(kāi)關(guān)K1和電容C8，光網(wǎng) 絡(luò)單元與光網(wǎng)絡(luò)終端、以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭端電路和開(kāi)關(guān)K1的一端連接， 開(kāi)關(guān)K1另一端與電容C8的一端和直流電源+12V連接，電容C8的另一端接地。
本發(fā)明所述的以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭端電路包括以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭 端、開(kāi)關(guān)K2、電容C9、電阻R2、信號(hào)耦合器Z1、低通濾波器LTP,以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭端與光網(wǎng)絡(luò)單元電路和開(kāi)關(guān)K2的一端連接，以太網(wǎng)同軸電纜傳 輸頭端接信號(hào)耦合器Zl主繞組的一端，信號(hào)耦合器Zl主繞組的另一端接低 通濾波器LTP的一端，低通濾波器LTP的另一端接混合電路，信號(hào)耦合器次 繞組的一端接電阻R2的一端，開(kāi)關(guān)K2的另一端和電容C9的一端接直流電源 +12V,電阻R2的另一端和電容C9的另一端接地。
本發(fā)明所述的測(cè)試點(diǎn)電平電路包括三極管VI、發(fā)光二極管LED1 、晶振XI、 開(kāi)關(guān)K3、電感L3、電阻R3—R7、電容C10—C14，電容C14的一端與以太網(wǎng) 同軸電纜傳輸頭端電路的信號(hào)耦合器Zl的一端連接，電容C14的另一端與電 阻R4、 R5、 R6的一端、晶振XI的一端、電容C12、 C13的一端、三極管VI 的基極和集電極連接，電阻R6的另一端接晶振X1的另一端，電容C12、 C13 的另一端與電阻R7的一端、電容C11的一端、三極管V1的發(fā)射極連接，電 阻R4、 R5的另一端與電阻R3的一端、電感L3的一端連接，電阻R3的另一 端與發(fā)光二極管LED1的陽(yáng)極連接，電感L3的另一端接開(kāi)關(guān)K3的一端，開(kāi)關(guān) K3的另一端和電容C10的一端接直流電源+12V，電容CIO、 Cll的另一端、 發(fā)光二極管LED1陰極接地。
本發(fā)明所述的混合電路包括雙工濾波器FLT、信號(hào)耦合器Z2、電阻R9 — R12、電容C15、 C16，雙工濾波器FLT的H端接放大電路，雙工濾波器的L端 接以太網(wǎng)同軸電纜傳輸電路，雙工濾波器的I/O端接信號(hào)耦合器Z2主繞組的 一端，信號(hào)耦合器Z2主繞組的另一端接電容C15的一端，電容C15的另一端 接混合光纖同軸電纜網(wǎng)，信號(hào)耦合器Z2次繞組的一端與電阻R10、 Rll的一 端連接，電阻R10的另一端與電阻R12的一端、電容C16的一端連接，電容 C16的另一端接監(jiān)測(cè)端，信號(hào)耦合器Z2次繞組的另一端接電阻R9的一端，電 阻R9、 Rll、 R12的另一端接地。
本發(fā)明的用于有線(xiàn)電視HFC網(wǎng)絡(luò)改造的光通信站把數(shù)據(jù)基帶信號(hào)和CATV 信號(hào)進(jìn)行混合后在有線(xiàn)電視HFC網(wǎng)的同軸電纜上實(shí)現(xiàn)雙向傳輸，將單向廣播 式的CATV網(wǎng)絡(luò)上改造成為一個(gè)雙向、寬帶、數(shù)字化的能夠適應(yīng)多媒體業(yè)務(wù)的新型接入網(wǎng)絡(luò)。此設(shè)備具有快速?gòu)V覆蓋和低成本的特點(diǎn)，充分利用原有網(wǎng)絡(luò) 資源，無(wú)須升級(jí)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)，只要單點(diǎn)安裝就可對(duì)整個(gè)小區(qū)或樓棟的用戶(hù)進(jìn)行 覆蓋。根據(jù)實(shí)際情況，只對(duì)有需求的地區(qū)進(jìn)行安裝，不需一次性將設(shè)備部署
到位，每戶(hù)建網(wǎng)成本相當(dāng)于目前電信ADSL寬帶的50%左右，而帶寬是ADSL 的10倍，足以滿(mǎn)足未來(lái)若干年的業(yè)務(wù)需求。用戶(hù)端設(shè)備可以隨著用戶(hù)的增加 滾動(dòng)投入，可以按需安裝、投資，資金回收具有很強(qiáng)的可預(yù)見(jiàn)性。


圖l為本發(fā)明的原理框圖。
圖2為光電轉(zhuǎn)換模塊電路原理圖。
圖3為放大電路原理圖。
圖4為光網(wǎng)絡(luò)單元電路原理圖。
圖5為以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭端電路原理圖。
圖6為測(cè)試點(diǎn)電平電路原理圖。
圖7為混合電路原理圖
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖2:光電轉(zhuǎn)換模塊電路是把有線(xiàn)電視前端光發(fā)射機(jī)輸出的有線(xiàn)電視 光信號(hào)轉(zhuǎn)換為有線(xiàn)電視電信號(hào)輸出到后級(jí)電放大模塊。+24V直流電壓通過(guò)電 容C1、電感L1和電容C2供電給模塊A1的4、 5腳，當(dāng)有線(xiàn)電視光信號(hào)輸入 時(shí)，模塊A1的9腳通過(guò)電容C3輸出有線(xiàn)電視電信號(hào)到衰減器ATT1，再到均 衡器EQ1。 Cl、 C2為高頻濾波電容，Ll為高頻濾波過(guò)電電感，A1為PHLIPS 公司BG0807光電轉(zhuǎn)換模塊，C3為高頻隔直電容，ATT1為調(diào)整輸出有線(xiàn)電視 電信號(hào)強(qiáng)度衰減器，EQ1為調(diào)整輸出有線(xiàn)電視電信號(hào)傾斜度均衡器。
參見(jiàn)圖3:放大電路是把光電轉(zhuǎn)換模塊輸出的有線(xiàn)電視電信號(hào)由放大模塊 放大后輸出。+24￥直流電源通過(guò)電容04、電感L2、 二極管D1和電容C5供電 模塊A2的5腳，由衰減器ATT2調(diào)整有線(xiàn)電視電信號(hào)通過(guò)電容C6輸入模塊A2 的1腳，由模塊A2把有線(xiàn)電視電信號(hào)放大后通過(guò)模塊A2的9腳輸出，電阻Rl、 二極管D2、 D3組成外圍保護(hù)電路保護(hù)模塊A2，經(jīng)電容C7、高通濾波器 HTP輸出給混合電路雙工濾波器FLT的H端。C4、 C5為高頻濾波電容，L2為 高頻濾波過(guò)電電感，A2為PDI公司D8740320GTH功率倍增模塊，Dl為瞬間過(guò) 壓保護(hù)二極管，C6、 C7為高頻隔直電容，ATT2為調(diào)整輸出有線(xiàn)電視電信號(hào)強(qiáng) 度衰減器，Rl為模塊輸出保護(hù)電阻，D2、 D3為模塊輸出保護(hù)二極管，HTP是 濾掉有線(xiàn)電視65MHz以下電信號(hào)的高通濾波器。
參見(jiàn)圖4:光網(wǎng)絡(luò)單元電路是把以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭端多種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處 理綜合后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)焦饩W(wǎng)絡(luò)終端，再將從光網(wǎng)絡(luò)終端網(wǎng)絡(luò)傳輸來(lái)的數(shù)據(jù) 處理后分發(fā)到相應(yīng)的以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭端。+12V直流電源通過(guò)電容C8、 開(kāi)關(guān)K1供電給光網(wǎng)絡(luò)單元，當(dāng)開(kāi)關(guān)K1閉合，光網(wǎng)絡(luò)單元和光網(wǎng)絡(luò)終端通過(guò) 光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，再把數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭蕴W(wǎng)同軸電纜傳輸頭端。C8為高 頻濾波電容，Kl為電源開(kāi)關(guān)，光網(wǎng)絡(luò)單元為西門(mén)子公司的hix5404，光網(wǎng)絡(luò) 終端為西門(mén)子公司的hix5430。
參見(jiàn)圖5:以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭端電路是把以太網(wǎng)同軸電纜傳輸用戶(hù)端 多種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理綜合后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)焦饩W(wǎng)絡(luò)單元，再將從光網(wǎng)絡(luò)單元網(wǎng) 絡(luò)傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)處理后分發(fā)到以太網(wǎng)同軸電纜傳輸用戶(hù)端。+12￥直流電源通 過(guò)電容C9、開(kāi)關(guān)K2供電給以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭端，當(dāng)開(kāi)關(guān)K2閉合，以太 網(wǎng)同軸電纜傳輸頭端由內(nèi)部集成電路和阻抗匹配電路經(jīng)過(guò)信號(hào)耦合器Zl的主 繞組、電阻R2，由信號(hào)耦合器Z1的主繞組輸出數(shù)據(jù)信號(hào)到低通濾波器LTP 給混合電路雙工濾波器FLT的L端。C9為高頻濾波電容，K2為電源開(kāi)關(guān)，Zl 為信號(hào)耦合器，R2為阻抗匹配電阻，LTP是濾掉35MHz以上數(shù)據(jù)信號(hào)的低通 濾波器，以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭端為法國(guó)速比特公司的GSDT3000。
參見(jiàn)圖6:測(cè)試點(diǎn)電平電路是把模擬的數(shù)據(jù)信號(hào)放大后輸出固定頻點(diǎn)的1 個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)，經(jīng)信號(hào)耦合器混合在數(shù)據(jù)信號(hào)中輸出，方便網(wǎng)絡(luò)調(diào)試時(shí)測(cè)量數(shù) 據(jù)信號(hào)的強(qiáng)度。+12￥直流電源通過(guò)電容(:10、開(kāi)關(guān)K3、電感L3供電給測(cè)試點(diǎn) 電平電路，當(dāng)開(kāi)關(guān)K3閉合時(shí)，通過(guò)電阻R3點(diǎn)亮發(fā)光二極管LED1，由電阻R4、R5、 R6、 R7、電容Cll、 C12、 C13組成的外圍電路經(jīng)三極管VI放大信號(hào)，用 晶振X1固定信號(hào)頻點(diǎn)，輸出1個(gè)固定頻點(diǎn)的信號(hào)電平經(jīng)過(guò)電容C14、信號(hào)耦 合器Z1的分支輸入端，由信號(hào)耦合器Z1的主繞組混合到低通濾波器LTP，方 便網(wǎng)絡(luò)調(diào)試時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)信號(hào)的強(qiáng)度。C10為高頻濾波電解電容，K3為電源開(kāi) 關(guān)，L3為高頻濾波過(guò)電電感，R3、 R4、 R5、 R6、 R7為電阻，LED1為發(fā)光二 極管，Cll、 C12、 C13、 C14為高頻隔直電容，Zl為信號(hào)耦合器，R2為阻抗 匹配電阻，Vl為三極管，Xl為晶振。
參見(jiàn)圖7:混合電路是把CATV信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)混合后通過(guò)同軸分配網(wǎng)絡(luò) 傳輸?shù)矫總€(gè)有線(xiàn)電視用戶(hù)。有線(xiàn)電視信號(hào)輸入到雙工濾波器FLT的H端，數(shù) 據(jù)信號(hào)輸入到雙工濾波器FLT的L端，經(jīng)雙工濾波器FLT混合后由雙工濾波 器FLT的I/O端輸出到信號(hào)耦合器Z2、電阻R9組成的耦合電路，耦合電路主 輸出通過(guò)電容C15傳輸?shù)紿FC網(wǎng)絡(luò)，耦合電路分支輸出通過(guò)電阻RIO、 Rll、 R12、電容C16傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)端。FLT為雙工濾波器，Z2為信號(hào)耦合器，R9為阻 抗匹配電阻，C15為高頻耐高壓瓷介電容，RIO、 Rll、 R12為衰減電阻，C16 為高頻隔直電容。
IP化是信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的總趨勢(shì)。新一代編解碼技術(shù)的傳輸都是基于IP 格式的，因此前端必須IP化，前端IP化必然帶動(dòng)傳輸網(wǎng)絡(luò)的IP化。本發(fā)明 是根據(jù)國(guó)家廣電總局即將發(fā)布的《有線(xiàn)電視網(wǎng)雙向化改造指導(dǎo)意見(jiàn)》最新 研制開(kāi)發(fā)的一個(gè)有線(xiàn)電視雙向網(wǎng)設(shè)備，它內(nèi)部集成了 CATV傳輸?shù)墓饨邮諜C(jī)、 數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓饩W(wǎng)絡(luò)單元(ONU， Optical Network Unit)、以太網(wǎng)同軸電纜 傳輸(E0C， Ethernet Over Coax)頭端設(shè)備，是以太無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(EP0N， Ethernet Passive Optical Network)技術(shù)雙向網(wǎng)改造的1個(gè)產(chǎn)品，它有 如下幾點(diǎn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)
1.噪聲匯聚本發(fā)明采用了電力線(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信技術(shù)(PLC, Powerline Communication),由于此協(xié)議依據(jù)電力線(xiàn)設(shè)計(jì)，采用低頻段，故抗干擾能力 強(qiáng)。它的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備物理層使用正交頻分復(fù)用技術(shù)(OFDM， OrthogonalFre-quency Division Multiplexing)調(diào)制方式，將待發(fā)的信息碼元通過(guò)串 并變換，降低速率，從而增大碼元周期，削弱多徑干擾的影響。在2-28MHz 頻段調(diào)制，每個(gè)子載波可以單獨(dú)進(jìn)行BPSK、 QPSK、 8QAM、 16QAM、 64QAM、 256QAM 和1024QAM調(diào)制。OFDM中各個(gè)子載波頻譜有1/2重疊正交，這樣提高了 OFDM 調(diào)制方式的頻譜利用率。在接收端通過(guò)相關(guān)解調(diào)技術(shù)分離出各載波，同時(shí)消 除碼間干擾影響。
2. 提供非常高的帶寬EPON的光網(wǎng)絡(luò)終端(OLT， Optical Line Terminal)設(shè)備在干線(xiàn)可傳輸1G帶寬，最大支持32個(gè)ONU設(shè)備，可更好的 支持未來(lái)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和規(guī)劃發(fā)展。它的數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)85-200M比特/秒，是 CMTS的幾十倍。
3. 符合IP化潮流它的物理層采用OFDM調(diào)制方式。下行方向，數(shù)據(jù)從 OLT到光通信站內(nèi)的ONU采用時(shí)分復(fù)用技術(shù)(TDM), ONU根據(jù)終端設(shè)備標(biāo)識(shí)
(TEI),在物理層上做判斷，接收給它自己的數(shù)據(jù)幀，摒棄那些給其它ONU 的數(shù)據(jù)幀。上行方向，采用時(shí)分多址接入技術(shù)(TDMA)和載波檢測(cè)多路復(fù)用
(CSMA)傳輸上行流量。TDMA面向連接，提供服務(wù)質(zhì)量(QOS， Quality of Service)保障，確保帶寬預(yù)留、高可靠性和嚴(yán)格的時(shí)延抖動(dòng)控制。CSMA面向 優(yōu)先級(jí)，提供4級(jí)優(yōu)先級(jí)。
4. 戶(hù)均成本相對(duì)較低可充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上的同軸電纜、分支分配器 資源，不用入戶(hù)施工，施工量大幅減少，改造速度快?？煽缃佑脩?hù)放大器和 干線(xiàn)放大器，因此不需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)改造?？?定點(diǎn)"改造，可以以光節(jié)點(diǎn)甚 至放大器為單位進(jìn)行改造，靈活方便，從而實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)發(fā)展。在光纖接入層采 用無(wú)源分路器實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)，充分節(jié)省光纖干線(xiàn)資源。
5. 便于升級(jí)擴(kuò)容EPON系統(tǒng)對(duì)局端資源占用很少，模塊化程度高，系統(tǒng) 初期投入低，擴(kuò)展容易，投資回報(bào)率高。EPON系統(tǒng)是面向未來(lái)的技術(shù)，大多 數(shù)EPON系統(tǒng)都是一個(gè)多業(yè)務(wù)平臺(tái)，對(duì)于向全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡是一個(gè)很好的選擇。 系統(tǒng)具有良好業(yè)務(wù)擴(kuò)展和網(wǎng)絡(luò)升級(jí)能力，網(wǎng)絡(luò)可以按照用戶(hù)量的增長(zhǎng)進(jìn)行擴(kuò)6. 安全性、可靠性高，可維護(hù)性好對(duì)下行數(shù)據(jù)采用128-bit AES編碼 加密，保證每個(gè)用戶(hù)完全隔離，為防止非法ONU連接到網(wǎng)絡(luò)竊取數(shù)據(jù)，需要 ONU的認(rèn)證進(jìn)行授權(quán)，確保合法的ONU注冊(cè)。EPON系統(tǒng)是一個(gè)二層交換系統(tǒng)， 為更好的保障用戶(hù)信息的安全，系統(tǒng)支持Private VLAN實(shí)現(xiàn)二層隔離，充分 保護(hù)每個(gè)用戶(hù)的信息安全?？梢栽诙x特定的廣播包過(guò)濾規(guī)則，避免來(lái)自網(wǎng) 絡(luò)的惡意攻擊造成用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)擁塞，廣播包控制規(guī)則通過(guò)定義廣播包的門(mén)限值 過(guò)濾掉那些惡意的廣播攻擊，是系統(tǒng)和用戶(hù)業(yè)務(wù)保持穩(wěn)定。采用高品質(zhì)器件， 可適應(yīng)室外高、低溫應(yīng)用環(huán)境。本發(fā)明內(nèi)部的ONU和EOC頭端對(duì)用戶(hù)終端集 中管理，提供很強(qiáng)的線(xiàn)路診斷功能。
7. 帶寬分配靈活，服務(wù)有保證對(duì)帶寬的分配和保證都有一套完整的體 系。EPON可以通過(guò)動(dòng)態(tài)帶寬算法(DBA)、 DiffServ、 PQ/WFQ、 WRED等來(lái)實(shí)現(xiàn) 對(duì)每個(gè)用戶(hù)進(jìn)行帶寬分配，并保證每個(gè)用戶(hù)的QOS。其中
EPON:是以太無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)，是廣電網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化、光纖化、IP化的最佳承 載體，它由光網(wǎng)絡(luò)終端(OLT)、光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)、無(wú)源光分路器(ODN)組 成；
OLT:是光網(wǎng)絡(luò)終端，負(fù)責(zé)EPON系統(tǒng)外部資源與終端用戶(hù)的連接，匯聚
外部業(yè)務(wù)，協(xié)調(diào)遠(yuǎn)端ONU,發(fā)送"門(mén)消息(Gates)"給ONU用來(lái)分配時(shí)隙；
ONU:是光網(wǎng)絡(luò)單元，負(fù)責(zé)用戶(hù)的接入，業(yè)務(wù)的覆蓋，采用"報(bào)告消息
(R印orts)"向OLT獲取時(shí)隙或者請(qǐng)求時(shí)隙；
EOC:是以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭端，是以太網(wǎng)信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)制解調(diào)等復(fù)雜處 理后通過(guò)同軸電纜分配網(wǎng)傳輸?shù)揭蕴W(wǎng)用戶(hù)。
權(quán)利要求
1. 一種用于有線(xiàn)電視雙向網(wǎng)絡(luò)改造的光通信站，其特征在于包括光電轉(zhuǎn)換模塊電路，把有線(xiàn)電視前端光發(fā)射機(jī)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，根據(jù)混合光纖同軸電纜網(wǎng)的有線(xiàn)電視信號(hào)設(shè)計(jì)要求通過(guò)衰減器、均衡器調(diào)整信號(hào)，輸出給放大電路；放大電路，把有線(xiàn)電視信號(hào)放大后輸出給混合電路；光網(wǎng)絡(luò)單元電路、光網(wǎng)絡(luò)終端，把以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭端多種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理綜合后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)焦饩W(wǎng)絡(luò)終端，再將光網(wǎng)絡(luò)終端經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)處理后分發(fā)到相應(yīng)的以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭端電路；以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭端電路，把以太網(wǎng)同軸電纜傳輸用戶(hù)端多種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理綜合后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)焦饩W(wǎng)絡(luò)單元電路，再將從光網(wǎng)絡(luò)單元電路傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)處理后分發(fā)到相應(yīng)的用戶(hù)端；測(cè)試點(diǎn)電平電路，把以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭端電路輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)取樣后放大輸出固定頻點(diǎn)的一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)調(diào)試時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)信號(hào)的強(qiáng)度；混合電路，把放大電路和以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭端電路信號(hào)劃分頻率后通過(guò)混合光纖同軸電纜網(wǎng)傳輸?shù)矫總€(gè)有線(xiàn)電視用戶(hù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于有線(xiàn)電視雙向網(wǎng)絡(luò)改造的光通信站，其 特征在于所述的光電轉(zhuǎn)換模塊電路包括電感(L1)、電容(C1、 C2、 C3)、模塊 (Al)、衰減器(ATT1)和均衡器(EQ1)，電感(L1)的一端和電容(C1)的一端接 直流電源+24V，電感(L1)的另一端和電容(C2)的一端接模塊(A1)的4、 5腳， 模塊(A1)的1腳接有線(xiàn)電視信號(hào)，模塊(A1)的9腳接電容(C3)的一端，電容 (C3)的另一端接衰減器(ATT1)的一端，衰減器(ATT1)的另一端接均衡器EQ1 的一端，均衡器(EQ1)的另一端接放大電路，電容(C1、 C2)的另一端、模塊 的2、 3、 7、 8腳接地。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于有線(xiàn)電視雙向網(wǎng)絡(luò)改造的光通信站，其 特征在于所述的放大電路包括電感(L2)、電容(C4、 C5、 C7)、 二極管(D1、 D2、 D3)、電阻(R1)、模塊(A2)、衰減器(ATT2)和高通濾波器(HTP)，衰減器(ATT2)的一端接光電轉(zhuǎn)換模塊電路，衰減器(ATT2)的另一端接模塊(A2)的1 腳，電感(L2)的一端和電容(C4)的一端接直流電源+24V，電感(L2)的另一端 與電容(C5)的一端、二極管(D1)的陰極和模塊(A2)的5腳連接，模塊(A2)的 9腳與電阻(R1)的一端、電容(C7)的一端連接，電阻(R1)的另一端與二極管 (D2)的陰極、二極管(D3)的陽(yáng)極連接，電容(C7)的另一端接高通濾波器(HTP) 一端連接，高通濾波器(HTP)另一端接混合電路，電容(C1、 C2)的另一端、二 極管(D1、 D2)的陽(yáng)極、二極管(D3)的陰極、模塊(A2)的2、 3、 7、 8腳接地。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于有線(xiàn)電視雙向網(wǎng)絡(luò)改造的光通信站，其 特征在于所述的光網(wǎng)絡(luò)單元電路包括光網(wǎng)絡(luò)單元、幵關(guān)(K1)和電容(C8)，光 網(wǎng)絡(luò)單元與光網(wǎng)絡(luò)終端、以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭端電路和開(kāi)關(guān)(K1)的一端連 接，開(kāi)關(guān)(K1)另一端與電容(C8)的一端和直流電源+12V連接，電容(C8)的另 一端接地。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于有線(xiàn)電視雙向網(wǎng)絡(luò)改造的光通信站，其 特征在于所述的以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭端電路包括以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭 端、開(kāi)關(guān)(K2)、電容(C9)、電阻(R2)、信號(hào)耦合器(Z1)、低通濾波器(LTP)， 以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭端與光網(wǎng)絡(luò)單元電路和開(kāi)關(guān)(K2)的一端連接，以太網(wǎng) 同軸電纜傳輸頭端接信號(hào)耦合器(Zl)主繞組的一端，信號(hào)耦合器(Zl)主繞組 的另一端接低通濾波器(LTP)的一端，低通濾波器(LTP)的另一端接混合電 路，信號(hào)耦合器次繞組的一端接電阻(R2)的一端，開(kāi)關(guān)(K2)的另一端和電容 (C9)的一端接直流電源+12V，電阻(R2)的另一端和電容(C9)的另一端接地。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于有線(xiàn)電視雙向網(wǎng)絡(luò)改造的光通信站，其 特征在于所述的測(cè)試點(diǎn)電平電路包括三極管(V1)、發(fā)光二極管(LED1)、晶振 (XI)、開(kāi)關(guān)(K3)、電感(L3)、電阻(R3—R7)、電容(C10—C14)，電容(C14) 的一端與以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭端電路的信號(hào)耦合器(Zl)的一端連接，電容 (C14)的另一端與電阻(R4、 R5、 R6)的一端、晶振(X1)的一端、電容(C12、C13)的一端、三極管(V1)的基極和集電極連接，電阻(R6)的另一端接晶振(X1) 的另一端，電容(C12、 C13)的另一端與電阻(R7)的一端、電容(C11)的一端、 三極管(V1)的發(fā)射極連接，電阻(R4、 R5)的另一端與電阻(R3)的一端、電感 (L3)的一端連接，電阻(R3)的另一端與發(fā)光二極管(LED1)的陽(yáng)極連接，電感 (L3)的另一端接開(kāi)關(guān)(K3)的一端，開(kāi)關(guān)(K3)的另一端和電容(CIO)的一端接 直流電源+12V,電容(CIO、 Cll)的另一端、發(fā)光二極管(LED1)陰極接地。
7、根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于有線(xiàn)電視雙向網(wǎng)絡(luò)改造的光通信站，其 特征在于所述的混合電路包括雙工濾波器(FLT)、信號(hào)耦合器(Z2)、電阻(R9 一R12)、電容(C15、 C16)，雙工濾波器(FLT)的H端接放大電路，雙工濾波器 的L端接以太網(wǎng)同軸電纜傳輸電路，雙工濾波器的1/0端接信號(hào)耦合器(Z2) 主繞組的一端，信號(hào)耦合器(Z2)主繞組的另一端接電容(C15)的一端，電容 (C15)的另一端接混合光纖同軸電纜網(wǎng)，信號(hào)耦合器(Z2)次繞組的一端與電 阻(RIO、 Rl 1)的一端連接，電阻(R10)的另一端與電阻(R12)的一端、電容(C16) 的一端連接，電容(C16)的另一端接監(jiān)測(cè)端，信號(hào)耦合器(Z2)次繞組的另一 端接電阻(R9)的一端，電阻(R9、 Rll、 R12)的另一端接地。
全文摘要
一種用于有線(xiàn)電視雙向網(wǎng)絡(luò)改造的光通信站，屬于有線(xiàn)電視技術(shù)領(lǐng)域。包括光電轉(zhuǎn)換模塊電路；放大電路；光網(wǎng)絡(luò)單元電路、光網(wǎng)絡(luò)終端；以太網(wǎng)同軸電纜傳輸頭端電路；測(cè)試點(diǎn)電平電路；混合電路。優(yōu)點(diǎn)具有快速?gòu)V覆蓋和低成本的特點(diǎn)，充分利用原有網(wǎng)絡(luò)資源，無(wú)須升級(jí)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)，只要單點(diǎn)安裝就可對(duì)整個(gè)小區(qū)或樓棟的用戶(hù)進(jìn)行覆蓋。根據(jù)實(shí)際情況，只對(duì)有需求的地區(qū)進(jìn)行安裝，不需一次性將設(shè)備部署到位，每戶(hù)建網(wǎng)成本相當(dāng)于目前電信ADSL寬帶的50％左右，而帶寬是ADSL的10倍，足以滿(mǎn)足未來(lái)若干年的業(yè)務(wù)需求。用戶(hù)端設(shè)備可以隨著用戶(hù)的增加滾動(dòng)投入，可以按需安裝、投資，資金回收具有很強(qiáng)的可預(yù)見(jiàn)性。
文檔編號(hào)H04N7/22GK101287110SQ20081002504
公開(kāi)日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月25日
發(fā)明者章冠華, 濤 董, 炯 陸, 鑫 陳 申請(qǐng)人:常熟市高事達(dá)光電科技有限公司