專利名稱：用homepna技術(shù)結(jié)合以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行hfc帶寬接入的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廣電通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種針對(duì)廣電HFC網(wǎng)用HOMEPNA技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行HFC寬帶接入的技術(shù)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)階段廣電HFC網(wǎng)寬帶接入的主要方式為CABLE MODEM方式，由于HFC網(wǎng)本身是單向網(wǎng)，傳輸雙向數(shù)據(jù)時(shí)需要進(jìn)行雙向改造，將所有的信號(hào)放大器改為雙向放大器，并增加光回傳設(shè)備，設(shè)備成本高，改造工程量大。CABLE MODEM接入方式的核心設(shè)備是CABLE MODEM頭端和用戶端，頭端設(shè)備價(jià)格非常昂貴，用戶端設(shè)備成本也很高。由于頭端設(shè)備很貴，國內(nèi)使用時(shí)一般每個(gè)頭端帶用產(chǎn)數(shù)比較多，平均每個(gè)用戶帶寬很低。另外，由于存在噪聲的漏斗效應(yīng)，CABLE MODEM接入方式對(duì)線路和線路連接設(shè)備的質(zhì)量要求非常高。CABLE MODEM接入方式主要是針對(duì)美國等一些國家設(shè)計(jì)的，這些國家的特點(diǎn)是人口居住分散，HFC網(wǎng)每個(gè)光接點(diǎn)所帶用戶少，線路質(zhì)量較高。在國內(nèi)，每個(gè)光接點(diǎn)所帶用戶很多，線路質(zhì)量普遍不高，而且存在私自拉線的問題，噪聲侵入現(xiàn)象非常嚴(yán)重，致使實(shí)際帶寬降低，有些地方甚至無法連接。CABLE MODEM接入方式從頭端到用戶端一般經(jīng)過的距離比較遠(yuǎn)，設(shè)備比較多，必將造成安裝調(diào)試和故障定位困難。HOMEPNA技術(shù)是一種以電話線為傳輸載體的技術(shù)，由于HOMEPNA是一種總線結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，而HFC網(wǎng)本身就是一種總線結(jié)構(gòu)網(wǎng)，使HOMEPNA技術(shù)用于HFC網(wǎng)成為可能。HOMEPNA工作頻率為4-10兆赫茲，HFC網(wǎng)按下列的頻率分割方式頻分復(fù)用5-42兆赫茲一般用來傳輸上行數(shù)據(jù)，87-1000兆赫茲一般用來傳輸廣播和電視信號(hào)，也可用來傳輸下行數(shù)據(jù)信號(hào)，42-65兆赫這段帶寬一般未用，由于HFC網(wǎng)中HOMEPNA工作頻率所在的5-42兆赫茲這段頻率噪聲干擾非常嚴(yán)重，因此HOMEPNA技術(shù)不能直接用于HFC網(wǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)廣電HFC網(wǎng)寬帶接入存在的問題和國內(nèi)人口居住集中的特點(diǎn)，提供一種全新的、利用現(xiàn)有有線電視HFC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)方案，該方案的特點(diǎn)是不需要對(duì)現(xiàn)行HFC網(wǎng)進(jìn)行雙向改造，實(shí)現(xiàn)成本低，安裝靈活，調(diào)試方便。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明利用HOMEPNA網(wǎng)和HFC網(wǎng)都是總線結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，將HOMEPNA技術(shù)結(jié)合以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到HFC網(wǎng)寬帶接入中，加入調(diào)制、移頻、增益控制技術(shù)，使用42-65兆赫茲頻率傳輸上下行數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸。(下面將應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)的HFC網(wǎng)簡(jiǎn)稱為H-HFC網(wǎng))H-HFC網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括系統(tǒng)交換機(jī)、混合器和用戶端設(shè)備(以下簡(jiǎn)稱H-MODEM)。系統(tǒng)交換機(jī)為機(jī)框結(jié)構(gòu)，它是本系統(tǒng)的中心設(shè)備，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)交換和網(wǎng)絡(luò)管理，置于小區(qū)機(jī)房或小區(qū)中心的機(jī)柜里。主要插卡包括交換板、數(shù)據(jù)板和上行板。交換板應(yīng)用以太網(wǎng)交換技術(shù)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)板和上行板之間的數(shù)據(jù)交換。交換板內(nèi)置網(wǎng)管程序，遠(yuǎn)程網(wǎng)管工作站可以應(yīng)用網(wǎng)管軟件通過國際互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控和管理該交換機(jī)控制的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)板結(jié)構(gòu)主要由以太網(wǎng)-HOMEPNA橋、HOMEPNA物理層、HOMEPNA前端、H-HFC前端等模塊組成，以太網(wǎng)-HOMEPNA橋內(nèi)置高速處理器。上行板提供兩個(gè)互備份100M以太網(wǎng)接口，用于連接上一級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)或服務(wù)器，可以根據(jù)用戶需要選用五類線或光纖接口?；旌掀饔腥齻€(gè)接口，分別為電視信號(hào)口、數(shù)據(jù)信號(hào)口、混合信號(hào)口。電視信號(hào)口內(nèi)置高通濾波器，數(shù)據(jù)信號(hào)口內(nèi)置低通濾波器，混合器安裝于放大器以下任何地方。用戶端設(shè)備(H-MODEM)有內(nèi)置和外置兩種，主要由以太網(wǎng)-HOMEPNA橋(外置)或PCI-HOMEPNA橋(內(nèi)置)、HOMEPNA物理層、HOMEPNA前端、H-HFC前端等模塊組成。內(nèi)置H-MODEM帶PCI接口，直接插入電腦PCI插槽，外置H-MODEM提供以太網(wǎng)接口，通過五類線連接電腦或其它IP終端。H-HFC前端是H-HFC系統(tǒng)核心之一，完成HOMEPNA信號(hào)在同軸分配網(wǎng)上的發(fā)送和接收，主要包括調(diào)制器模塊、信號(hào)開關(guān)、線驅(qū)動(dòng)器、信號(hào)接收器、增益控制器、解調(diào)器模塊。
本發(fā)明與現(xiàn)有HFC寬帶接入技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、該方案將頭端設(shè)備置于小區(qū)，數(shù)據(jù)信號(hào)可根據(jù)用戶帶寬的需要在放大器之后任何地方混合進(jìn)同軸網(wǎng)，不需雙向改造，安裝靈活，調(diào)試方便。
2、由于數(shù)據(jù)信號(hào)只在混合器以下部分網(wǎng)絡(luò)起作用，因此故障定位很容易。由于網(wǎng)絡(luò)分割比較細(xì)，數(shù)據(jù)信號(hào)混合器離用戶近，從而避開了CABLE MODEM接入方式無法解決的噪聲匯集問題。
3、由于采用通用技術(shù)和通用芯片，因此成本很低。
4、由于HOMEPNA網(wǎng)使用與以太網(wǎng)相同的幀結(jié)構(gòu)，傳輸時(shí)無須幀格式轉(zhuǎn)化，因此傳輸效率高。


圖1為H-HFC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方框圖。
圖2為交換機(jī)結(jié)構(gòu)方框圖。
圖3為數(shù)據(jù)板結(jié)構(gòu)方框圖。
圖4為混合器示意圖。
圖5為H-MODEM結(jié)構(gòu)方框圖。
圖6為H-HFC前端結(jié)構(gòu)圖。
圖7為H-HFC網(wǎng)工作過程方框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明本發(fā)明利用HOMEPNA網(wǎng)絡(luò)和HFC網(wǎng)都是總線結(jié)構(gòu)網(wǎng)的特點(diǎn)，并且針對(duì)HFC網(wǎng)工作頻率中42-65兆赫茲這段帶寬一般未用的現(xiàn)狀，通過將HOMEPNA技術(shù)的數(shù)據(jù)信號(hào)再調(diào)制，并將工作頻率移到42-65兆赫茲頻段上，并加上增益自動(dòng)控制技術(shù)，將HOMEPNA技術(shù)結(jié)合以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到HFC網(wǎng)寬帶接入中，以實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸。
H-HFC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如附圖1所示，設(shè)備包括系統(tǒng)交換機(jī)、混合器和用戶端設(shè)備。
系統(tǒng)交換機(jī)為機(jī)框結(jié)構(gòu)，是本系統(tǒng)的中心設(shè)備，完成數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)處理、信號(hào)轉(zhuǎn)化和網(wǎng)絡(luò)管理等功能，置于小區(qū)機(jī)房或小區(qū)中心的機(jī)柜里，主要插卡包括交換板、數(shù)據(jù)板和上行板，結(jié)構(gòu)如附圖2所示。交換板應(yīng)用以太網(wǎng)交換技術(shù)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)板和上行板之間的數(shù)據(jù)交換。交換板內(nèi)置網(wǎng)管程序，遠(yuǎn)程網(wǎng)管工作站可以應(yīng)用網(wǎng)管軟件通過國際互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控和管理該交換機(jī)控制的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)板結(jié)構(gòu)如附圖3所示，主要由以太網(wǎng)-HOMEPNA橋、HOMEPNA物理層、HOMEPNA前端、H-HFC前端等模塊組成，負(fù)責(zé)將交換板上的數(shù)據(jù)處理后發(fā)送到同軸分配網(wǎng)，并將同軸分配網(wǎng)上的數(shù)據(jù)處理后發(fā)送到交換板。以太網(wǎng)-HOMEPNA橋內(nèi)置32位高速處理器，完成以太網(wǎng)和HOMEPNA MAC層功能，并與HOMEPNA物理層一起實(shí)現(xiàn)載波偵聽多路訪問/沖突檢測(cè)功能，控制以太網(wǎng)物理層和HOMEPNA物理層模塊，還負(fù)責(zé)兩種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的轉(zhuǎn)化、二層幀過濾、用戶隔離、地址學(xué)習(xí)、廣播風(fēng)暴抑制等網(wǎng)絡(luò)二層功能。上傳板提供兩個(gè)互備份100M以太網(wǎng)接口，用于連接上一級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)或服務(wù)器，可以根據(jù)用戶需要選用五類線或光纖接口?；旌掀鹘涌谌绺綀D4所示，用于將電視信號(hào)和調(diào)制后的數(shù)據(jù)信號(hào)混合到同軸分配網(wǎng)中?；旌掀饔腥齻€(gè)接口，分別為電視信號(hào)口、數(shù)據(jù)信號(hào)口、混合信號(hào)口，分別連接電視信號(hào)源、交換機(jī)數(shù)據(jù)板和同軸分配網(wǎng)。電視信號(hào)口內(nèi)置高通濾波器，隔離相鄰?fù)S分配網(wǎng)的數(shù)據(jù)信號(hào)。數(shù)據(jù)信號(hào)口內(nèi)置低通濾波器，避免高頻電視信號(hào)干擾交換機(jī)數(shù)據(jù)?；旌掀靼惭b于放大器以下任何地方，可以根據(jù)帶寬需求選取不同的安裝密度和安裝點(diǎn)。沿著電視信號(hào)的流向，同軸分配網(wǎng)中混合器以下線路上的用戶都能享用寬帶服務(wù)。用戶端設(shè)備(H-MODEM)有內(nèi)置和外置兩種，內(nèi)置H-MODEM帶PCI接口，直接插入電腦PCI插槽，外置H-MODEM提供以太網(wǎng)接口，通過五類線接電腦或其它IP終端。H-MODEM結(jié)構(gòu)如附圖5所示，主要由以太網(wǎng)-HOMEPNA橋(外置)或PCI-HOMEPNA橋(內(nèi)置)、HOMEPNA物理層、HOMEPNA前端、H-HFC前端等模塊組成。同軸分配網(wǎng)上電視信號(hào)的電平為0-20分貝毫伏，傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)一般使用-15-+15分貝毫伏的電平范圍。H-HFC前端是H-HFC系統(tǒng)核心之一，其作用是實(shí)現(xiàn)HOMEPNA信號(hào)在同軸分配網(wǎng)上的可靠傳輸。H-HFC前端結(jié)構(gòu)如附圖6所示，主要包括調(diào)制器、信號(hào)開關(guān)、線驅(qū)動(dòng)器、信號(hào)接收器、增益控制器、解調(diào)器。調(diào)制器采用QAM調(diào)制方式，將中心頻率為7兆的HOMEPNA信號(hào)調(diào)制到56兆左右的頻率，以此方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)頻率移動(dòng)，且通過調(diào)制可增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性。信號(hào)開關(guān)負(fù)責(zé)在有信號(hào)發(fā)送時(shí)打開調(diào)制載波信號(hào)，在沒有信號(hào)發(fā)送時(shí)關(guān)閉調(diào)制載波信號(hào)，避免用戶端設(shè)備之間或用戶端設(shè)備與交換機(jī)之間信號(hào)的碰撞。線驅(qū)動(dòng)器將信號(hào)放大，并完成放大器300歐阻抗與同軸網(wǎng)75歐阻抗的轉(zhuǎn)換，信號(hào)發(fā)送到同軸線上時(shí)電平為+15分貝毫伏。接收信號(hào)增益自動(dòng)調(diào)節(jié)是根據(jù)反饋控制原理，由信號(hào)接收器和增益控制器共同完成。信號(hào)接收器接收到同軸線上-15-+15分貝毫伏強(qiáng)弱不等的調(diào)制信號(hào)，在增益控制器的控制下，將該信號(hào)平穩(wěn)地放大到解調(diào)器能識(shí)別的電平范圍內(nèi)。增益控制器檢測(cè)信號(hào)接收器放大后的信號(hào)的強(qiáng)弱，并根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)和弱減少或增加信號(hào)接收器的增益，完成增益的被動(dòng)式自動(dòng)調(diào)節(jié)。解調(diào)器將信號(hào)接收器收到的調(diào)制信號(hào)解調(diào)，并交給HOMEPNA前端。
H-HFC網(wǎng)工作過程如附圖7所示。
在下行方向上，上級(jí)交換機(jī)發(fā)出的以太網(wǎng)信號(hào)，經(jīng)五類線或光纖到達(dá)系統(tǒng)交換機(jī)的上行板，然后到達(dá)交換板，經(jīng)交換板交換后送到相應(yīng)的數(shù)據(jù)板。數(shù)據(jù)板將以太網(wǎng)信號(hào)作一系列處理后，轉(zhuǎn)化為經(jīng)二次調(diào)制的電平為+15分貝毫伏的HOMEPNA數(shù)據(jù)信號(hào)，經(jīng)混合器與電視信號(hào)混合，送入同軸分配網(wǎng)。用戶端設(shè)備檢測(cè)到同軸分配網(wǎng)上的數(shù)據(jù)信號(hào)并經(jīng)過處理獲取以太網(wǎng)幀，通過PCI或以太網(wǎng)接口送給電腦或其它IP終端。在上行方向上，電腦或其它IP終端發(fā)出的以太網(wǎng)幀送到用戶端設(shè)備后，用戶端設(shè)備將以太網(wǎng)幀處理為經(jīng)二次調(diào)制的電平為+15分貝毫伏的HOMEPNA數(shù)據(jù)信號(hào)，送到同軸分配網(wǎng)?；旌掀鲗⑼S分配網(wǎng)上的上行數(shù)據(jù)信號(hào)濾去電視信號(hào)后送到系統(tǒng)交換機(jī)的數(shù)據(jù)板，數(shù)據(jù)板將數(shù)據(jù)信號(hào)還原為以太網(wǎng)幀，經(jīng)交換板和上行板送往上一級(jí)交換機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種新型HFC寬帶接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其特征在于將HOMEPNA技術(shù)結(jié)合以太網(wǎng)技術(shù)引入到HFC寬帶接入中，設(shè)備包括系統(tǒng)交換機(jī)、混合器和用戶端設(shè)備，系統(tǒng)交換機(jī)為機(jī)框結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)交換和網(wǎng)絡(luò)管理，置于小區(qū)機(jī)房或小區(qū)中心的機(jī)柜里，主要插卡包括交換板、數(shù)據(jù)板和上行板。
2.如權(quán)利要求1所述的HFC寬帶接入技術(shù)，其特征在于在HOMEPNA技術(shù)基礎(chǔ)上加入再調(diào)制、移頻、增益控制技術(shù)，其結(jié)構(gòu)主要包括調(diào)制器模塊、信號(hào)開關(guān)、線驅(qū)動(dòng)器、信號(hào)接收器、增益控制器、解調(diào)器模塊。
3.如權(quán)利要求1所述的HFC寬帶接入技術(shù)，其特征在于交換板內(nèi)置網(wǎng)管軟件，可通過國際互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控和管理該交換機(jī)控制的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
4.如權(quán)利要求1所述的HFC寬帶接入技術(shù)，其特征在于數(shù)據(jù)板主要由以太網(wǎng)-HOMEPNA橋、HOMEPNA物理層、HOMEPNA前端、H-HFC前端等模塊組成，以太網(wǎng)-HOMEPNA橋內(nèi)置高速處理器，上行板提供兩個(gè)互備份100M以太網(wǎng)接口，可以根據(jù)用戶需要選用五類線或光纖接口。
5.如權(quán)利要求1所述的HFC寬帶接入技術(shù)，混合器有三個(gè)接口，分別為電視信號(hào)口、數(shù)據(jù)信號(hào)口、混合信號(hào)口，電視信號(hào)口內(nèi)置高通濾波器，數(shù)據(jù)信號(hào)口內(nèi)置低通濾波器，混合器安裝于放大器以下任何地方。
6.如權(quán)利要求1所述的HFC寬帶接入技術(shù)，其特征在于用戶端設(shè)備(H-MODEM)有內(nèi)置和外置兩種，主要由以太網(wǎng)-HOMEPNA橋(外置)或PCI-HOMEPNA橋(內(nèi)置)、HOMEPNA物理層、HOMEPNA前端、H-HFC前端等模塊組成。內(nèi)置H-MODEM帶PCI接口，直接插入電腦PCI插槽，外置H-MODEM提供以太網(wǎng)接口，通過五類線接電腦網(wǎng)卡或其它IP設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明是一種針對(duì)廣電HFC網(wǎng)的新型寬帶接入方案。將HOMEPNA技術(shù)、以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到HFC網(wǎng)寬帶接入中，加入新的調(diào)制、移頻、增益控制技術(shù)，HFC網(wǎng)不需要進(jìn)行雙向改造就能傳輸雙向?qū)拵?shù)據(jù)，極大的降低了HFC寬帶接入成本。并通過局端設(shè)備下移的方式解決HFC其它寬帶接入方式無法解決的噪聲匯集問題。該方案主要設(shè)備包括系統(tǒng)交換機(jī)、混合器和用戶端設(shè)備。
文檔編號(hào)H04M11/00GK1435973SQ02100449
公開日2003年8月13日 申請(qǐng)日期2002年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月30日
發(fā)明者李興利, 張仰東 申請(qǐng)人:李興利, 張仰東