專利名稱：基于ofdm的寬帶ip接入網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及寬帶IP接入網(wǎng)技術，尤其是一種基于OFDM技術的寬帶IP接入網(wǎng) 系統(tǒng)。
背景技術：
目前在寬帶IP接入網(wǎng)中常用的主流系統(tǒng)主要有ADSL系統(tǒng)，HFC系統(tǒng)，LAN系統(tǒng)、 PON系統(tǒng)等。寬帶IP接入網(wǎng)技術按接入方式可分為基于雙絞線的ADSL技術、基于HFC網(wǎng) (光纖和同軸電纜混合網(wǎng))的Cable Modem技術、基于五類線的以太網(wǎng)接入技術以及光纖接 入技術。ADSL是目前眾多DSL技術中較為成熟的一種，ADSL可以在一對電話線上同時傳送 一路高速下行數(shù)據(jù)、一路較低速率上行數(shù)據(jù)、一路模擬電話。目前在用的ADSL傳輸系統(tǒng)的 最高下行速率為8Mbit/s，上行速率為640kbit/s。ADSL的主要優(yōu)點是不需要重新部線就能 解決由交換機到用戶傳輸不對稱的交互式寬帶業(yè)務的傳輸問題。但ADSL技術目前還存在 一些目前無法解決的問題一是由于電纜中不同線路信號之間相互串擾以及線路存在質(zhì)量 問題等原因，只能在現(xiàn)有電話電纜中選取部分線對應用而不能全覆蓋；另外，ADSL系統(tǒng)需 要在局端和用戶端分別裝置ADSL調(diào)制解調(diào)器，且在用戶端需加裝話音分離器，安裝相對復 雜，建設成本較高；同時由于帶寬受限，在寬帶光纖接入網(wǎng)建成之前，ADSL主要作為過渡階 段產(chǎn)品解決分散用戶的寬帶業(yè)務需求，技術生命力有限。PON技術是一種點對多點的光纖傳輸和接入技術，采用光纖到戶和光纖到辦公室， 利用無源光器件，采用波分復用和無源光功率分離技術靈活組網(wǎng)。產(chǎn)品有ΑΡΟΝ、EPON和 GPON0基于ATM的PON稱為ΑΡΟΝ。ΑΡΟΝ可提供全業(yè)務接入能力，滿足不同用戶的需求。 但APON標準結(jié)構復雜、設備造價昂貴，不能普及?；贓thernet (以太網(wǎng))的PON稱為EPON。EPON技術具有維護費用較低、網(wǎng)絡結(jié) 構靈活、允許多層安全保證等特點。但EPON現(xiàn)在還面臨實時話音傳輸和IP圖像業(yè)務傳輸 平臺等技術挑戰(zhàn)，同時EPON技術正處于商業(yè)開發(fā)的起始階段，由于價格原因離大規(guī)模商用
化還有一定的距離?；贕PON技術的設備基本結(jié)構與已有的PON類似，但對于其他的PON標準而言， GPON標準提供了前所未有的高帶寬，下行速率高達2. 5Gbit/s，其非對稱特性更能適應寬 帶數(shù)據(jù)業(yè)務市場。GPON可同時承載ATM信元和(或)GEM幀，有很好的提供服務等級、支持 QoS保證和全業(yè)務接入的能力。作為電信級的技術標準，GPON還規(guī)定了在接入網(wǎng)層面上的 保護機制和完整的OAM功能。目前正處于商業(yè)開發(fā)的起始階段，造價較高，離商用化普遍推 廣還有一定的距離。HFC采用CMTS技術，采用模擬傳輸方式，綜合接入多種業(yè)務信息。HFC網(wǎng)絡結(jié)構在 光纖層采用星型，同軸電纜部分為樹型，上行速率為512kbit/s，下行速率為lOMbit/s。HFC 的優(yōu)點是下行可同時傳送模擬廣播電視節(jié)目，另外初次投資不高就可覆蓋較多用戶群。但 由于HFC基于模擬調(diào)制技術，存在如匯聚噪聲等技術缺陷，當用戶數(shù)增多時不但每用戶可用的帶寬下降，其產(chǎn)生的匯聚噪聲甚至會造成系統(tǒng)癱瘓，此外Cable modem僅有地區(qū)標準而 且不統(tǒng)一，不能進行大規(guī)模推廣。HFC網(wǎng)絡最適合有線電視的傳輸，如用來發(fā)展模擬電視用 戶和數(shù)字電視用戶，在目前是唯一的途徑。但由于HFC網(wǎng)絡自身缺點所帶來的主要原因，不 適合作高速寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務網(wǎng)。FTTLAN是利用以太網(wǎng)技術，采用光纖到0NU、然后利用UTP五類線分配接入方式， 為用戶提供電話、電視和數(shù)據(jù)等寬帶接入服務。以太網(wǎng)技術具有技術成熟、結(jié)構簡單、共享 性能好、便于網(wǎng)絡升級。但它的不足之處是用戶隔離方法較為煩瑣且廣播包較多，在高帶寬 的情況下造價也偏高。FTTLAN根據(jù)ONU的位置不同，主要分為FTTZ (光纖到小區(qū))+LAN和 FTTB(光纖到大樓)+LAN兩種接入方式。目前FTTH(光纖到家)由于成本過高，普通用戶無 力承擔，因此只能部分實現(xiàn)光纖化。綜上所述ADSL帶寬受限是一種過渡的技術；采用CMTS技術的HFC在中國水土不 服，并不適合中國的國情，前期的推廣已證明了不適合作高速寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務網(wǎng)；FTTH和PON 技術由于價格和維護問題要馬上進入千家萬戶也是一句空話。由于現(xiàn)階段各種接入網(wǎng)的技術在中國的應用都有不足之處，有必要進行改進。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種基于OFDM的寬帶IP接入網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構，結(jié)合中國的 實際情況對現(xiàn)有技術取長補短，走出一條符合中國國情的接入網(wǎng)技術路線。本實用新型采用同軸無源分配網(wǎng)絡取代UTP綜合布線系統(tǒng)，它包括一個采用OFDM 技術和并行處理技術的頭端機以及對應的包括RJ45\J11\AV\HDMI等各種端口的家庭多媒 體網(wǎng)關；頭端機將IP數(shù)據(jù)網(wǎng)的標準以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號采用基于自適應編碼的OFDM方式進行 調(diào)制，調(diào)制后的信號連接到同軸無源分配網(wǎng)絡；家庭多媒體網(wǎng)關連接到同軸無源分配網(wǎng)絡 的終端。作為對本實用新型的進一步改進，頭端機的物理帶寬為4X200-500M，家庭多媒 體網(wǎng)關的物理帶寬為200M ；在500米的接入網(wǎng)范圍內(nèi)用同軸電纜代替光纖，實現(xiàn)每戶獨享 30Mbps以上帶寬的性能。作為本實用新型的另一個改進，頭端機通過跳接器和放大器跨接在一起連接到同 軸無源分配網(wǎng)絡。本實用新型具有下列優(yōu)點①采用4G通信的核心技術0FDM，符合通信技術發(fā)展主流，符合國際標準和國家標 準(起草中)；②技術適應網(wǎng)絡，工程施工量小，建設周期短，能迅速搶占市場；③頭端設備移到了光節(jié)點，用戶終端射頻回傳信號只在電纜內(nèi)匯集，在光節(jié)點處 截止，不在光纜中傳輸，徹底解決回傳噪聲匯聚的問題；④采用OFDM自適應調(diào)制技術。對電纜分配網(wǎng)內(nèi)的噪聲、干擾和時變性可自適應匹 配，可以在惡劣信號環(huán)境下穩(wěn)定可靠連接，不掉線。同等環(huán)境下通信穩(wěn)定性大大優(yōu)于其它方 案；⑤安裝簡單，不需要復雜的信號調(diào)試，對安裝維護人員的要求不高；⑥網(wǎng)絡匯接點前移，頭端設備簡化，頭端設備成本遠低于CMTS ；[0024]⑦同軸電纜接入網(wǎng)和光纖傳輸網(wǎng)可以各自獨立地采用更新的技術發(fā)展升級，為未 來整個網(wǎng)絡的性能提升保留了足夠的空間；⑧數(shù)據(jù)前端通過光纖收發(fā)器將數(shù)據(jù)信號送到光節(jié)點，光節(jié)點處通過光纖收發(fā)器接 收數(shù)據(jù)信號，接入網(wǎng)中不再安裝交換機。本實用新型適宜用于構建以寬帶接入為主要業(yè)務的城域網(wǎng)以及與局域網(wǎng)連接的 城域網(wǎng)。

圖1是本實用新型實施例的示意圖；圖2和圖3是本實用新型在FTTB系統(tǒng)中的組網(wǎng)圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。參見圖1，該方案只需要在光節(jié)點處安裝一個帶以太網(wǎng)接口的OFDM頭端機設備， 頭端機將IP數(shù)據(jù)網(wǎng)的標準以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號采用基于自適應編碼的OFDM方式進行調(diào)制，調(diào) 制后的信號經(jīng)放大器放大或者跳接器后連接到同軸無源分配網(wǎng)絡；每個家庭用戶的多媒體 網(wǎng)關連接到同軸無源分配網(wǎng)絡的終端，即在用戶端安裝一個帶RJ45、RJ11和AV端口的OFDM 終端機，就可以上網(wǎng)、打電話和看電視。每個頭端設備可接4條同軸電纜支線，每條同軸電纜支線的物理層帶寬為 200-500M,多用戶接入吞吐量80-200M，覆蓋的用戶在50戶左右。用戶家中，通過帶寬80Mbps的用戶網(wǎng)關解調(diào)還原成數(shù)字基帶信號，從而實現(xiàn)用戶 計算機的寬帶接入和電話機的接入。
其技術指標如下 占用頻率范圍 物理層帶寬 多用戶接入吞吐量 多媒體網(wǎng)關帶寬 信道糾錯編碼方式 多址接入模式 子信道個數(shù) 子信道調(diào)制方式 加密機制
2-60MHz
4X200-500Mbps 4X80-200Mbps 80Mbps Turbo Codes TDMA, CSMA/CA 超過1000個
1024/256/64/16/8-QAM, QPSK, BPSK, ROBO 128bit AES鏈路加密算法 每頭端同時支持用戶數(shù)200-1000 電纜傳輸距離大于500米，700米保持連接
參見圖2和圖3，在光纖到樓系統(tǒng)中，每棟樓宇安裝一臺樓道交換機(頭端機)，該 樓道交換機是采用OFDM技術和并行處理技術的同軸以太網(wǎng)交換機，它的前端連接到光纖 同軸混合網(wǎng)HFC或者光網(wǎng)絡單元ONU或者以太網(wǎng)，在它覆蓋下的任意用戶可以通過一個安 裝在家里的多媒體網(wǎng)關NCS-10實現(xiàn)寬帶連接、收看電視和打電話，實現(xiàn)不用光纖的“光纖 到戶”。
5[0046] 采用這種基于OFDM的寬帶IP接入網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構可用很低的投資成本建設成一個電 信級的可運營、可管理的寬帶IP接入網(wǎng)絡。按每用戶配置2Mbps帶寬的條件來計算，建設 成本不到采用五類UTP雙絞線組網(wǎng)的20%。另外，由于同軸電纜良好的屏蔽特性和較粗的 芯徑(0. 7-1. Omm)，抗外部電磁干擾和抗損壞的能力很強，維護量很少，整體運維成本很低。 在目前所有的IP接入網(wǎng)技術方案中，OFDM的寬帶IP接入網(wǎng)所需的投資最小，可靠性最高， 效益最好，具有良好的技術生命力。
權利要求一種基于OFDM的寬帶IP接入網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構，采用同軸無源分配網(wǎng)絡取代UTP綜合布線系統(tǒng)；其特征在于它包括一個采用OFDM技術和并行處理技術的頭端機以及對應的家庭多媒體網(wǎng)關；所述頭端機將IP數(shù)據(jù)網(wǎng)的標準以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號采用基于自適應編碼的OFDM方式進行調(diào)制，調(diào)制后的信號連接到同軸無源分配網(wǎng)絡；所述家庭多媒體網(wǎng)關具有RJ45端口、J11端口、AV端口和HDMI端口之中的一個或者多個，所述家庭多媒體網(wǎng)關連接到同軸無源分配網(wǎng)絡的終端。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于OFDM的寬帶IP接入網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構，其特征在于所述頭端 機的物理帶寬為4X200-500M，所述家庭多媒體網(wǎng)關的物理帶寬為200M，在同軸電纜上每 個用戶可傳輸2M-80Mbps高速碼流。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于OFDM的寬帶IP接入網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構，其特征在于在500米 的接入網(wǎng)范圍內(nèi)用同軸電纜代替光纖，實現(xiàn)每戶獨享30Mbps以上帶寬的性能。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于OFDM的寬帶IP接入網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構，其特征在于所述頭端 機可通過跳接器和放大器跨接在一起連接到同軸無源分配網(wǎng)絡。
專利摘要基于OFDM的寬帶IP接入網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構涉及一種寬帶IP接入網(wǎng)技術，本實用新型包括一個采用OFDM技術和并行處理技術的頭端機以及對應的包括RJ45\J11\AV\HDMI等各種端口的家庭多媒體網(wǎng)關；頭端機將IP數(shù)據(jù)網(wǎng)的標準以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號采用基于自適應編碼的OFDM方式進行調(diào)制，調(diào)制后的信號連接到同軸無源分配網(wǎng)絡；家庭多媒體網(wǎng)關連接到同軸無源分配網(wǎng)絡的終端，用戶可以通過家庭多媒體網(wǎng)關實現(xiàn)寬帶連接、收看電視和打電話，實現(xiàn)不用光纖的“光纖到戶”。本實用新型徹底解決回傳噪聲匯聚的問題，穩(wěn)定性好、可靠性高、設備成本和運行成本低，適宜用于構建以寬帶接入為主要業(yè)務的城域網(wǎng)以及與局域網(wǎng)連接的城域網(wǎng)。
文檔編號H04L27/26GK201708813SQ20092005660
公開日2011年1月12日 申請日期2009年5月15日 優(yōu)先權日2009年5月15日
發(fā)明者文沛然 申請人:深圳市在線通網(wǎng)絡科技開發(fā)有限公司