專利名稱：一種適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備。該局端設(shè)備采用IEEE802.3ah協(xié)議，通過五類線上連EPON系統(tǒng)的0NU，混合寬帶接入數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信號與有線電視業(yè)務(wù)信號，利用同軸電纜發(fā)送混合信號。該設(shè)備屬于寬帶同軸接入網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
進入21世紀(jì)以來，通信系統(tǒng)的應(yīng)用得到了突飛猛進的發(fā)展，數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了普及應(yīng)用，隨著IPTV、HDTV, VoIP等寬帶因特網(wǎng)業(yè)務(wù)的推出，使得用戶對于數(shù)據(jù)、語音、圖像等多媒體通信的寬帶接入需求日益旺盛，“三網(wǎng)融合”的趨勢也越來越明顯。有資料顯示，用戶線的投資占整個接入網(wǎng)投資的409Γ50%，若能利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò)接入，那么就能避免鋪設(shè)造價昂貴的新通信網(wǎng)絡(luò)。有線電視網(wǎng)絡(luò)(CATV)作為覆蓋范圍最廣的網(wǎng)絡(luò)之一，具有頻帶寬、資源豐富等特點，同時CATV光纖/同軸混合網(wǎng)絡(luò)也是未來信息高速公路的基礎(chǔ)設(shè)施之一，如果能對其進行改造，用來實現(xiàn)用戶與通信傳輸網(wǎng)之間的連接，那么必然會為用戶提供經(jīng)濟高效的寬帶接入服務(wù)。這樣在實現(xiàn)有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造的同時，為下一代廣播網(wǎng)(NGB)提供了一個可盈利的運營商級寬帶電纜入戶方案。目前，比較成熟的雙向改造技術(shù)主要有:CMTS+CM、無源EOC技術(shù)、有源EOC技術(shù)。(I) CMTS (Cable Modem Termination System)+CM(Cable Modem)即電纜調(diào)制解調(diào)技術(shù)。其中CMTS是核心，采用國際電信聯(lián)盟的DOCSIS協(xié)議；用戶終端CM通過CMTS與Internet連接,可以在有線電視網(wǎng)絡(luò)內(nèi)實現(xiàn)IP電話、視頻點播等功能。該技術(shù)發(fā)展已比較成熟，它的主要技術(shù)缺點是采用了總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，用戶共享帶寬造成數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定，加上匯聚噪聲的漏斗效應(yīng)，其在國內(nèi)的應(yīng)用規(guī)模有限。(2)無源EOC技術(shù)。無源E0C，是指一種采用無源器件的基于同軸電纜的以太網(wǎng)傳輸技術(shù)。它采用基帶編碼方式，只將用于雙絞線傳輸?shù)碾p極性信號轉(zhuǎn)換成便于同軸電纜傳輸?shù)膯螛O性信號。無源EOC技術(shù)通過在樓道頭端放置接入網(wǎng)橋，隔離用戶端的噪聲，從而解決了有線電視網(wǎng)絡(luò)存在的最普遍也最難解決的問題——漏斗噪聲。但無源EOC只適用于點對點的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，不能支持用戶分布比較散的有線電視網(wǎng)絡(luò)。(3)有源EOC技術(shù)。目前主要的有源調(diào)制EOC技術(shù)有HomePlug AV、MoCA、WiFiover Coax等技術(shù)。HomePlug AV技術(shù)使用2MHz 28 MHz頻段，MOCA技術(shù)的載波頻率使用800 MHz-1500 MHz頻段，WiFi over Coax技術(shù)采用802.11b，將無線的高頻段2.5GHz載波，搬移到coax的750-950MHz頻段，可提供108Mbps的物理層速率。HomePlug AV和MOCA均采用OFDM調(diào)制，抗干擾能力強，HomePlug AV物理層接入速率可達(dá)200Mbps，MOCA可達(dá)270Mbps。這些有源調(diào)制技術(shù)雖然能夠高速連接家庭里的雙向終端設(shè)備，無需重新鋪設(shè)纜線，然而高速率的接入是在1518Byte理想包長時測得。當(dāng)前的有源EOC調(diào)制技術(shù)主要存在以下兩個方面的問題:
1.系統(tǒng)接入的總帶寬會隨用戶接入數(shù)量增加而急劇下降，所能提供的接入帶寬很難滿足NGB的要求，以上技術(shù)所采用的CSMA機制在用戶接入數(shù)量增加時性能將明顯下降。2.實際業(yè)務(wù)中的很多數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如語音電話和網(wǎng)絡(luò)游戲等實時業(yè)務(wù)，是以短包形式出現(xiàn)。當(dāng)64Byte短包頻繁出現(xiàn)時，以上技術(shù)的系統(tǒng)吞吐量將急劇下降，時延、抖動均有增加。當(dāng)前這些技術(shù)都需要在局端放置一個對應(yīng)技術(shù)的局端設(shè)備CLT (Coax LineTerminal)，實現(xiàn)對EPON ONU下行網(wǎng)絡(luò)信號的接收以及對數(shù)據(jù)信號進行調(diào)制解調(diào)?，F(xiàn)有的局端設(shè)備CLT上輸出端口需要兩種接口，一種是數(shù)據(jù)接口，一種是射頻接口，不適合采用同軸電纜同時傳輸有線電視信號和因特網(wǎng)信號的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可充分利用現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡(luò)，方便經(jīng)濟地實現(xiàn)有線電視用戶的高速數(shù)據(jù)接入，適合使用同軸電纜同時傳輸有線電視信號和寬帶數(shù)據(jù)信號的同軸接入局端設(shè)備。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
一種適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備，它包括SWITCH交換芯片、物理層芯片、MAC層芯片、網(wǎng)絡(luò)管理模塊、雙工濾波器、同軸數(shù)據(jù)接收端口、同軸數(shù)據(jù)發(fā)送端口和第一 第三RJ-45接口，所述物理層芯片通過標(biāo)準(zhǔn)GMII接口與SWITCH交換芯片連接，所述SWITCH交換芯片通過RMII接口與MAC層芯片連接，所述MAC層芯片連接與雙工濾波器連接，所述雙工濾波器高頻端與同軸數(shù)據(jù)接收端口連接，所述雙工濾波器公共端與同軸數(shù)據(jù)發(fā)送端口連接，所述網(wǎng)絡(luò)管理模塊與SWITCH交換芯片連接，所述第一、二 RJ-45接口與物理層芯片連接，第三RJ-45接口與MAC層芯片連接。優(yōu)選的，在該適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備中有線電視信號與數(shù)據(jù)信號頻分復(fù)用，其中數(shù)據(jù)信號頻帶占用5 65MHz，有線電視信號頻帶占用65 860MHz。尤為優(yōu)選的，所述網(wǎng)絡(luò)管理模塊采用IEEE802.3ah媒體接入控制協(xié)議，且上行信號與下行信號米用TDD時分雙工方式。優(yōu)選的，所述設(shè)備物理層采用n-VSB多電平殘留邊帶調(diào)制方式。優(yōu)選的，所述第一、二 RJ-45接口為千兆網(wǎng)口。優(yōu)選的，所述第三RJ-45接口為LCI接口。優(yōu)選的，所述局端設(shè)備還包括用于與電源連接的電源供給接口，所述電源供給接口產(chǎn)生1.8V或3.3V直流電，為設(shè)備的所有芯片包括=SWITCH交換芯片、物理層芯片、MAC層芯片以及網(wǎng)絡(luò)管理模塊供電。上述設(shè)備中，所述SWITCH交換芯片負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)交換，對各個邏輯端口的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)發(fā)和廣播，實現(xiàn)劃分VLAN和管理用戶端設(shè)備MAC地址功能，數(shù)據(jù)通過RMII接口發(fā)送到MAC層芯片；SWITCH交換芯片受網(wǎng)絡(luò)管理模塊控制，接收從物理層芯片下發(fā)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，經(jīng)交換后由MAC層芯片進行信號轉(zhuǎn)換，向下行廣播發(fā)出。所述物理層芯片用于接收從上聯(lián)千兆網(wǎng)口傳來的符合IEEE 802.3ah媒體接入?yún)f(xié)議的寬帶以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，通過標(biāo)準(zhǔn)GMII接口將數(shù)據(jù)傳輸給SWITCH交換芯片。所述MAC層芯片用于處理從SWITCH交換芯片傳來的寬帶以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)RMII數(shù)字信號與適合同軸電纜上傳輸?shù)哪M信號之間轉(zhuǎn)換，并將模擬信號變壓后傳輸?shù)诫p工濾波器。所述網(wǎng)絡(luò)管理模塊采用IEEE802.3ah媒體接入控制協(xié)議，具有讀取和改寫SWITCH交換芯片配置文件執(zhí)行管理的功能；并通過與用戶端設(shè)備的通信，實現(xiàn)與用戶端的時序同步，以及分配用戶端帶寬等功能。所述同軸數(shù)據(jù)接收端口負(fù)責(zé)連接有線電視網(wǎng)絡(luò)和雙工濾波器高頻端，接收來自有線電視網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)；所述同軸數(shù)據(jù)發(fā)送端口連接雙工濾波器公共端，負(fù)責(zé)發(fā)送有線電視信號和寬帶以太網(wǎng)信號的混合信號至用戶端設(shè)備；且同軸數(shù)據(jù)發(fā)送端口，向下擴展連接最多64個用戶端設(shè)備，可實現(xiàn)對多個用戶端進行基于優(yōu)先級的上行動態(tài)帶寬分配，在用戶端優(yōu)先級相同時能夠保障公平穩(wěn)定的帶寬。其中第一、二個RJ-45接口均為千兆網(wǎng)口，用于向物理層芯片傳輸寬帶以太網(wǎng)數(shù)據(jù)；第三RJ-45接口為LCI接口，用于同MAC層芯片通信，實施對SWITCH交換芯片的網(wǎng)管軟
件管理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:配合入戶的同軸網(wǎng)絡(luò)用戶端設(shè)備，可以充分利用現(xiàn)有有線電視同軸網(wǎng)，實現(xiàn)低成本而高性能的寬帶點到多點接入。


圖1是本發(fā)明一較佳實施例中適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu) 圖2是圖1實施例中SWITCH交換芯片與其他芯片的數(shù)據(jù)交換的流程 圖3是圖1實施例中MAC層芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)處理的流程圖
具體實施例方式參閱圖1，該適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備包括SWITCH交換芯片、物理層芯片、MAC層芯片、網(wǎng)絡(luò)管理模塊、雙工濾波器、同軸數(shù)據(jù)接收端口、同軸數(shù)據(jù)發(fā)送端口、RJ-45-1接口、RJ-45-2接口、RJ-45-3接口和電源供給接口，物理層芯片通過標(biāo)準(zhǔn)GMII接口與SWITCH交換芯片連接，SWITCH交換芯片通過RMII接口與MAC層芯片連接，MAC層芯片連接與雙工濾波器連接，雙工濾波器高頻端與同軸數(shù)據(jù)接收端口連接，雙工濾波器公共端與同軸數(shù)據(jù)發(fā)送端口連接，網(wǎng)絡(luò)管理模塊與SWITCH交換芯片連接，RJ-45-1接口、RJ-45-2接口與物理層芯片連接，RJ-45-3接口與MAC層芯片連，電源供給接口產(chǎn)生3.3V直流電，為SWITCH交換芯片、物理層芯片、MAC層芯片以及網(wǎng)絡(luò)管理模塊供電。其中電源供給接口與12V直流電源連接，RJ-45-1接口和RJ-45-2接口為千兆網(wǎng)口，RJ-45-3接口為LCI接口。自O(shè)NU下行發(fā)送的寬帶以太數(shù)據(jù)經(jīng)由五類線輸入本實施例RJ-45-1接口和RJ-45-2接口并傳輸至物理層芯片；物理層芯片接收寬帶以太網(wǎng)數(shù)據(jù)后通過GMII物理接口傳送至SWITCH交換芯片，在網(wǎng)絡(luò)管理模塊的控制下，SWITCH交換芯片將交換后的寬帶以太數(shù)據(jù)由RMII接口輸出到MAC層芯片，由MAC層芯片對以太網(wǎng)數(shù)據(jù)進行編碼和加密等一系列處理后，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為同軸模擬信號傳送給雙工濾波器；雙工濾波器通過同軸數(shù)據(jù)接收端口接收有線電視信號，混合有線電視信號和寬帶以太網(wǎng)信號后，將混合信號通過同軸數(shù)據(jù)發(fā)送端口向下行廣播到用戶端設(shè)備。參閱圖2，本實施例SWITCH交換芯片與其他芯片的數(shù)據(jù)交換流程入下: ⑴寬帶以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送:該局端設(shè)備通過同軸數(shù)據(jù)接收端口和同軸數(shù)據(jù)發(fā)送端口與用戶端設(shè)備和有線電視網(wǎng)絡(luò)相連；從用戶端由同軸電纜上行傳送的以太網(wǎng)請求數(shù)據(jù)，通過同軸數(shù)據(jù)接收端口傳到雙工濾波器，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后到達(dá)MAC層芯片的MAC接收模塊，并將相應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)絊WITCH交換芯片；網(wǎng)絡(luò)管理模塊對來自不同用戶端設(shè)備的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)按照SLA服務(wù)等級分級，控制SWITCH交換芯片進行邏輯端口間的數(shù)據(jù)交換；SWITCH交換芯片向物理層芯片發(fā)送數(shù)據(jù)，物理層芯片完成以太數(shù)據(jù)的接收，并經(jīng)由RJ-45-1接口和RJ-45-2接口通過五類線向上行ONU發(fā)送。本實施例數(shù)據(jù)為雙向傳輸，下行同理。⑵網(wǎng)絡(luò)管理模塊控制信號的發(fā)送與接收:網(wǎng)絡(luò)管理模塊采用IEEE802.3ah媒體接入控制協(xié)議實現(xiàn)點對多點寬帶接入，通過與用戶端設(shè)備的通信，實現(xiàn)用戶端的注冊上線，以及響應(yīng)用戶端動態(tài)帶寬請求等功能；上行信號與下行信號傳送頻分復(fù)用，上下行通信采用TDD時分雙工方式，可實現(xiàn)對多個用戶端進行基于優(yōu)先級的上行動態(tài)帶寬分配，在用戶端優(yōu)先級相同時能夠保障公平穩(wěn)定的帶寬，實現(xiàn)穩(wěn)定QoS保障的寬帶數(shù)據(jù)接入。參見圖3，本實施例MAC層芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)處理流程如下:
下行方向，從SWITCH交換芯片傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)寬帶數(shù)據(jù)，首先進入MAC層芯片內(nèi)部的MAC模塊，經(jīng)過FEC前向糾錯編碼，調(diào)制模塊的信號調(diào)制，然后將調(diào)制數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換為適合同軸傳輸?shù)哪M信號，通過低通濾波器濾除信號中的帶外無用信息和噪聲，最后通過放大器放大并將信號傳送到雙工濾波器。上行方向，從同軸線纜上傳送來的模擬信號經(jīng)低噪聲放大器接收并放大，通過低通濾波模塊濾除帶外信號和噪聲，然后在調(diào)幅模塊控制下調(diào)整模擬信號的幅值，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換后，對數(shù)字信號進行自動增益控制，并通過均衡器進行信道解調(diào)成基帶信號。將解調(diào)后的信號經(jīng)過前向糾錯解碼器解碼后，輸出到MAC層芯片內(nèi)部的MAC模塊。以上僅是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，對本發(fā)明的保護范圍不構(gòu)成任何限制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明權(quán)利保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備，它包括SWITCH交換芯片、物理層芯片、MAC層芯片、網(wǎng)絡(luò)管理模塊、雙工濾波器、同軸數(shù)據(jù)接收端口、同軸數(shù)據(jù)發(fā)送端口和第——第三RJ-45接口，所述MAC層芯片與雙工濾波器連接，所述雙工濾波器高頻端與同軸數(shù)據(jù)接收端口連接，所述雙工濾波器公共端與同軸數(shù)據(jù)發(fā)送端口連接，所述第一、二 RJ-45接口與物理層芯片連接，第三RJ-45接口與MAC層芯片連，其特征在于，所述物理層芯片通過標(biāo)準(zhǔn)GMII接口與SWITCH交換芯片連接，所述SWITCH交換芯片通過RMII接口與MAC層芯片連接，所述網(wǎng)絡(luò)管理模塊與SWITCH交換芯片連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)管理模塊采用IEEE802.3ah媒體接入控制協(xié)議，且上行信號與下行信號采用TDD時分雙工方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備，其特征在于，在該適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備中有線電視信號與數(shù)據(jù)信號頻分復(fù)用，其中數(shù)據(jù)信號頻帶占用5 65MHz，有線電視信號頻帶占用65 860MHz。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備物理層采用n-VSB多電平殘留邊帶調(diào)制方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備，其特征在于，所述第一、二 RJ-45接口為千兆網(wǎng)口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備，其特征在于，所述第三RJ-45接口為LCI接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備，其特征在于，它還包括用于與電源連接的電源供給接口，所述電源供給接口產(chǎn)生1.8V或3.3V直流電，為設(shè)備的所有芯片包括=SWITCH交換芯片、物理層芯片、MAC層芯片以及網(wǎng)絡(luò)管理模塊供電。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備，它包括SWITCH交換芯片、物理層芯片、MAC層芯片、網(wǎng)絡(luò)管理模塊、雙工濾波器、同軸數(shù)據(jù)接收端口、同軸數(shù)據(jù)發(fā)送端口、第一～第三RJ-45接口和電源供給接口，所述物理層芯片通過標(biāo)準(zhǔn)GMII接口與SWITCH交換芯片連接，所述SWITCH交換芯片通過RMII接口與MAC層芯片連接，所述MAC層芯片與雙工濾波器連接，所述雙工濾波器高頻端與同軸數(shù)據(jù)接收端口連接，所述雙工濾波器公共端與同軸數(shù)據(jù)發(fā)送端口連接，所述網(wǎng)絡(luò)管理模塊與SWITCH交換芯片連接。本發(fā)明配合入戶的用戶端設(shè)備，可以充分利用現(xiàn)有有線電視同軸網(wǎng)，實現(xiàn)低成本而高性能的點對多點寬帶接入。
文檔編號H04L12/927GK103117908SQ201210305088
公開日2013年5月22日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者李力, 陸曉蘇, 周海洋, 黃浩, 魏林, 胡南超 申請人:蘇州云普通訊技術(shù)有限公司