專利名稱：一種基于同軸分配網(wǎng)的寬帶接入的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及寬帶接入網(wǎng)的技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種基于同軸分配網(wǎng)的寬帶接入的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
眾所周知，中國下一代廣播電視網(wǎng)(NGB)的主要目的就是以電視數(shù)字化為切入點，建設(shè)高速寬帶的廣電信息基礎(chǔ)設(shè)施平臺，擴大廣播電視的服務(wù)領(lǐng)域，把普通電視接收終端變成家庭多媒體信息終端，在推進“三網(wǎng)融合”進程中充分發(fā)揮有線電視網(wǎng)作為國家基礎(chǔ)信息網(wǎng)絡(luò)的重要作用。因此NGB最根本的就是要在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)寬帶雙向傳輸。目前，基于有線電視網(wǎng)的雙向?qū)拵Ы尤爰夹g(shù)主要有兩類一是光纖到戶 (EP0N+FTTH)技術(shù)，二是以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通過同軸電纜傳輸(EPON+Ethernet overCoax, EPON+EoC)技術(shù)。對于光纖到戶技術(shù)，由于光纖傳輸容量大，傳輸損耗低，且具有抗電磁干擾、無電磁泄漏、溫度穩(wěn)定性高等優(yōu)點，使得“光進銅退”成為有線電視網(wǎng)絡(luò)寬帶化、雙向化的發(fā)展趨勢，光纖逐步向用戶端推進，進而實現(xiàn)高可靠、高帶寬、高承載力、可管理、可運營的寬帶接入目標。目前，各地有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化建設(shè)基本可以實現(xiàn)光纖到樓，因此從樓邊到用戶家中這最后的IOOrn是各種接入技術(shù)關(guān)注的焦點。其中最徹底的解決方案是 EP0N+FTTH，可實現(xiàn)用戶的接入帶寬為100Mbps 1000Mbps，實現(xiàn)包括廣播電視和各種寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入。EP0N+FTTH方案中，光纖到戶的入戶網(wǎng)的敷設(shè)是FTTH的關(guān)鍵。對新建小區(qū)而言，光纖入戶網(wǎng)易于實現(xiàn)，而針對中心市區(qū)域，人口密集的、現(xiàn)有的居民社區(qū)，大規(guī)模地敷設(shè)光纖入戶網(wǎng)，則需耗費高昂的敷設(shè)成本，不易實現(xiàn)。因此接入分配網(wǎng)的雙向化改造的重要內(nèi)容是充分利用入戶線路的同軸電纜資源，采用適合當(dāng)?shù)氐膶拵щp向接入技術(shù)，使有線電視網(wǎng)絡(luò)具備承載模擬和標準清晰度數(shù)字電視節(jié)目、高清晰度電視、廣播、視頻點播、寬帶數(shù)據(jù)接入、語音服務(wù)等多種業(yè)務(wù)的能力。因此各種利用現(xiàn)有同軸入戶網(wǎng)實現(xiàn)寬帶接入的 EPON+EoC技術(shù)應(yīng)運而生。通常光纖到樓邊采用EPON技術(shù)，而EPON通常是基于點對多點 (P2MP)的樹型或多級星型的拓撲結(jié)構(gòu)，這些拓撲結(jié)構(gòu)是多用戶共享系統(tǒng)。但EoC方案則不盡相同。EoC的技術(shù)方案可分為無源EoC和有源EoC。無源EoC是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)，采用基帶編碼方式，只是將便于雙絞線傳輸?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。因此頻譜利用率不高，不能支撐高速高清電視、IPTV 等寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。無源EoC技術(shù)通過在樓道頭端放置接入網(wǎng)橋，隔離了用戶端的噪聲，避免了噪聲的匯聚，因此無源EoC技術(shù)解決了有線電視網(wǎng)絡(luò)存在的最普遍也最難解決的漏斗噪聲問題。但無源EoC只適用于點對點的拓撲結(jié)構(gòu)，而全國用戶無源分配網(wǎng)絡(luò)中，51%的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為無源分支分配的樹枝型串接構(gòu)造，并且由于是無源設(shè)備，信號經(jīng)過長距離傳輸后將會衰減到無法識別，因此基帶無源EoC不適用于用戶分布比較分散的有線電視網(wǎng)絡(luò)。有源EoC則又分為低頻EoC和高頻EoC。低頻EoC的數(shù)據(jù)信號工作在O 65Mhz， 相應(yīng)的技術(shù)主要是Hom印lug AV ；高頻EoC則工作在860Mhz以上的頻段，主要的技術(shù)方案是MoCA, WiFi等。這幾種技術(shù)都可實現(xiàn)IOOM以上的線路速率，MoCA高達270Mbps，HomePlug AV 為 200Mbps。不過上述高速率的接入結(jié)果是在最理想的最大包長(1518Byte)時測得的。由于有源EoC的局端設(shè)備采用軟件方式進行用戶端數(shù)據(jù)的匯聚處理，在短包情況下，相同速率數(shù)據(jù)流的短包數(shù)量要遠遠多于長包情況，而系統(tǒng)內(nèi)的CPU是根本無法實時處理如此大量的數(shù)據(jù)包，導(dǎo)致丟包率急劇上升，系統(tǒng)吞吐率大大下降。因此在最短包長(64Byte)的情況下， 絕大多數(shù)有源EoC方案的系統(tǒng)吞吐率均急劇下降至IOMbps以下，與最大速率的差距能夠達到十倍甚至數(shù)十倍，而且不論是單用戶還是多用戶接入情況下都存在上述問題。對于各種雙向業(yè)務(wù)來說，除交互式網(wǎng)絡(luò)電視(IPTV)之外，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)并非均為長包數(shù)據(jù)。特別是大量的互動業(yè)務(wù)回傳信號更是以短包數(shù)據(jù)為主，因此目前的有源EOC技術(shù)在實際應(yīng)用中將會遇到瓶頸。進一步的，MoCA, Homeplug等早期的家庭聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中沒有中心控制器的概念，每個設(shè)備的功能和作用幾乎一樣，由于家庭聯(lián)網(wǎng)在QoS和網(wǎng)絡(luò)可管理性等方面的并沒有嚴格要求，因而這些方案在形成之初，均簡單地采用了最基本的載波監(jiān)聽多路訪問/沖突避免 (CSMA/CA)，每個用戶端設(shè)備(Customerfremise Equipment, CPE)的帶寬像多端口的轉(zhuǎn)發(fā)器 (HUB) 一樣自由競爭，這樣帶寬沒有保證，不能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)?；?jīng)營。隨著接入用戶數(shù)量的增加，每個用戶的CPE帶寬會急劇下降，帶寬差異很大，時有中斷，系統(tǒng)不穩(wěn)定，不能支持更多的用戶，較難實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的電信級用戶管理、運營和維護。為了解決這一問題，目前各種有源EoC方案典型的MAC層處理機制是采用CSMA進行用戶注冊，同時用時分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)機制為成功注冊的用戶分配通信帶寬，從而保障注冊成功用戶的帶寬和QoS。但TDMA機制在保證通信質(zhì)量的同時，也喪失了帶寬效率和對用戶數(shù)量的支持能力。因為這些方案的TDMA機制并未包含共享介質(zhì)中半雙工通信所需要具備的一個重要手段動態(tài)帶寬分配(Dynamic Bandwidth Allocation,DBA) 0因此系統(tǒng)性能隨著用戶數(shù)量的增加會出現(xiàn)明顯降低的現(xiàn)象。為保證注冊成功用戶的業(yè)務(wù)質(zhì)量，只能將系統(tǒng)連接的用戶數(shù)量控制在有限的范圍內(nèi)。這樣大大降低了系統(tǒng)的可擴展性，同時增加了整個EoC系統(tǒng)部署的成本。綜上所述，雖然EPON+EoC是有線電視雙向化改造的一種理想方案，但目前的EoC 技術(shù)并不能成為最終解決方案，并且有線電視還存在著安全性問題，頻帶共用瓶頸問題，以及雙向多頻道通信的有線電視(CATV)調(diào)制解調(diào)器升級遲緩等問題，所以要想進一步擴大業(yè)務(wù)，有線電視業(yè)界必須盡快解決這些問題，研制出一種更理想的利用有線電視網(wǎng)絡(luò)提供雙向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的方案。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于同軸分配網(wǎng)的寬帶接入的方法的系統(tǒng)，能夠解決頻帶共用的問題，并且更好的利用有線電視網(wǎng)絡(luò)提供雙向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種基于同軸分配網(wǎng)的寬帶接入的方法，所述方法包括在同軸分配網(wǎng)中，光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)接收到光線路終端(OLT)發(fā)送來的匯聚業(yè)務(wù)后，解調(diào)出以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號和廣播電視信號，發(fā)送給同軸線路終端設(shè)備(CLT)；CLT將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號封裝成IEEE802.3ah以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式，再經(jīng)過正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制后，與廣播電視信號混合，發(fā)送給同軸網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備(CNU)。其中，所述CLT將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號封裝成IEEE802.3ah以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式，具體為CLT通過基于同軸電纜網(wǎng)的電信運營級寬帶接入(ECAN)協(xié)議的介質(zhì)訪問控制層 (MAC)模塊封裝成IEEE802. 3ah以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式，產(chǎn)生多點控制協(xié)議(MPCP)控制協(xié)議幀，以及通過動態(tài)帶寬分配(DBA)算法，對用戶上行帶寬的動態(tài)分配。其中，所述匯聚業(yè)務(wù)包括廣播電視業(yè)務(wù)和寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其中包括交互式網(wǎng)絡(luò)電視(IPTV)業(yè)務(wù)、高清晰度電視(HDTV)業(yè)務(wù)、交互式電視點播(VOD)業(yè)務(wù)、以及寬帶互聯(lián)網(wǎng) internet)業(yè)務(wù)。其中，所述以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號由GMII接口送入以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通過同軸電纜傳輸(EoC) 的線路端設(shè)備CLT ；所述廣播電視信號由同軸端口送入CLT。其中，所述以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號的工作帶寬為28. 2Mhz，分布在10 65Mhz的頻帶上， 根據(jù)實際鏈路狀況和噪聲源特性，設(shè)置上變頻頻率，完成工作頻帶的配置。本發(fā)明還提供了一種基于同軸分配網(wǎng)的寬帶接入的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)位于同軸分配網(wǎng)中，所述系統(tǒng)包括0NU、CLT和CNU，其中，所述0NU，用于接收到OLT發(fā)送來的匯聚業(yè)務(wù)后，解調(diào)出以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號和廣播電視信號，發(fā)送給CLT;所述CLT，用于將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號封裝成IEEE802.3ah以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式，再經(jīng)過 OFDM調(diào)制后，與廣播電視信號混合，發(fā)送給CNU。其中，所述CLT將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號封裝成IEEE802.3ah以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式，具體為CLT通過ECAN協(xié)議的MAC模塊封裝成IEEE802. 3ah以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式，產(chǎn)生MPCP控制協(xié)議幀，以及通過DBA算法，對用戶上行帶寬的動態(tài)分配。其中，所述匯聚業(yè)務(wù)包括廣播電視業(yè)務(wù)和寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其中包括IPTV業(yè)務(wù)、 HDTV業(yè)務(wù)、VOD業(yè)務(wù)、以及寬帶hternet業(yè)務(wù)。其中，所述以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號由GMII接口送入以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通過EoC的線路端設(shè)備 CLT ；所述廣播電視信號由同軸端口送入CLT。其中，所述以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號的工作帶寬為28. 2Mhz，分布在10 65Mhz的頻帶上， 根據(jù)實際鏈路狀況和噪聲源特性，設(shè)置上變頻頻率，完成工作頻帶的配置。本發(fā)明所提供的基于同軸分配網(wǎng)的寬帶接入的方法的系統(tǒng)，在同軸分配網(wǎng)中， 光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)接收到光線路終端(OLT)發(fā)送來的匯聚業(yè)務(wù)后，解調(diào)出以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號和廣播電視信號，發(fā)送給同軸線路終端設(shè)備(CLT) ；CLT將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號封裝成 IEEE802. 3ah以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式，再經(jīng)過正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制后，與廣播電視信號混合， 發(fā)送給同軸網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備(CNU)。本發(fā)明具備以下有益效果系統(tǒng)支持規(guī)模化接入，能夠?qū)崿F(xiàn)1個CLT覆蓋144個CNU，系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠(1)本發(fā)明的MAC層協(xié)議采用EPON技術(shù)的IEEE802. 3ah的MAC協(xié)議，相比于現(xiàn)有的有源調(diào)制的EOC技術(shù)主要基于數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，MAC層協(xié)議基本采用CSMA/CD載波偵聽與碰撞檢測協(xié)議，每個CPE (Slaver)的帶寬需要象HUB —樣去自由競爭，隨著CPE數(shù)量的增加，帶寬會逐漸下降，不能支持很多用戶。
(2) MPCP協(xié)議和DBA算法實現(xiàn)STDM接入。本發(fā)明的系統(tǒng)采用DBA算法，可實現(xiàn)上行帶寬的動態(tài)配置、流量控制、以及帶寬限速功能，不僅使網(wǎng)絡(luò)帶寬得以充分利用，并且可以實現(xiàn)QoS保障。(3)高速寬帶。采用0FDM+QAM調(diào)制的傳送技術(shù)，可在10_65MHz頻帶上實現(xiàn)單鏈路大于200Mbps的線路帶寬，和大于1. 2Gbps的總線路帶寬。(4)可同時支持P2MP和P2P的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，適用范圍廣。在目前全國超過1.5億有線電視用戶中51%的無源同軸電纜分配網(wǎng)為點對多點的樹枝型(P2MP)，主要分布在特大城市(直轄市)和廣大農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)中；而P2P(點對點)的無源同軸電纜分配網(wǎng)約占的49%， 主要分布于我國的大、中型城市網(wǎng)絡(luò)。MPCP的MAC協(xié)議可同時支持兩種拓撲結(jié)構(gòu)的同軸網(wǎng)絡(luò)的接入控制，并可在P2MP網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)STDM接入。本發(fā)明可同時支持這兩種拓撲結(jié)構(gòu)的同軸網(wǎng)絡(luò)。(5)可靠性高，成本低，系統(tǒng)造價小。本發(fā)明的雙向數(shù)據(jù)工作于同軸線路的低頻端， 系統(tǒng)工作穩(wěn)定性、可靠性高。本發(fā)明直接工作于現(xiàn)有的同軸入戶網(wǎng)，無需重新敷設(shè)網(wǎng)絡(luò)，在滿足一般用戶寬帶需求包括廣播電視、HDTV、寬帶上網(wǎng)等需求的條件下，滿足廣電總局提出的下一代廣播電視網(wǎng)業(yè)務(wù)的帶寬需求，可大大節(jié)省布網(wǎng)成本。


圖1為本發(fā)明一種基于同軸分配網(wǎng)的寬帶接入的方法流程示意圖2為本發(fā)明一種基于同軸分配網(wǎng)的寬帶接入的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明與EPON技術(shù)結(jié)合實現(xiàn)HFC雙向全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
圖4為本發(fā)明實施例的CLT的結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明實施例的CNU的結(jié)構(gòu)示意圖6為本發(fā)明實施例的物理層的數(shù)據(jù)封裝示意圖7為本發(fā)明實施例的物理層工作頻帶分布示意圖8為本發(fā)明實施例的上下行數(shù)據(jù)傳送及帶寬分配示意圖9為本發(fā)明實施例的物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元PPDU示意圖10為本發(fā)明實施例的OFDM符號的時序結(jié)構(gòu)示意圖11為本發(fā)明實施例的前導(dǎo)符號構(gòu)成示意圖12為本發(fā)明實施例的物理層模塊的發(fā)射與接收功能結(jié)構(gòu)示意圖13為本發(fā)明實施例的EPCN的協(xié)議分層示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進一步詳細闡述。圖1為本發(fā)明一種基于同軸分配網(wǎng)的寬帶接入的方法流程示意圖，如圖1所示，所述方法包括步驟101，在同軸分配網(wǎng)中，光網(wǎng)絡(luò)單元(Optical Network Unit，0NU)接收到光線路終端(Optical Line Terminal, 0LT)發(fā)送來的匯聚業(yè)務(wù)后，解調(diào)出以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號和廣播電視信號，發(fā)送給同軸線路終端設(shè)備(Coaxial LineTerminal, CLT)；具體的，所述匯聚業(yè)務(wù)包括廣播電視業(yè)務(wù)和寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其中，包括交互式網(wǎng)絡(luò)電視(Interactive Personality TV, IPTV)業(yè)務(wù)，高清晰度電視(HighDefinition Television, HDTV)業(yè)務(wù)，交互式電視點播(Video On Demand, V0D)業(yè)務(wù)，以及寬帶互聯(lián)網(wǎng) (Internet)業(yè)務(wù)等。所述以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號由GMII接口送入EoC的線路端設(shè)備CLT ；所述廣播電視信號由同軸端口送入CLT。步驟102，CLT將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號封裝成IEEE802. 3ah以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式，再經(jīng)過OFDM調(diào)制后，與廣播電視信號混合，發(fā)送給用戶終端的同軸網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備(Coaxial Network Unit, CNU)。具體的，所述CLT將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號封裝成IEEE802. 3ah以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式，具體為CLT通過基于同軸電纜網(wǎng)的電信運營級寬帶接入(Ethernet Over CoaxialAccess Network, ECAN)協(xié)議的介質(zhì)訪問控制層(Media Access Control, MAC)模塊封裝成 IEEE802. 3ah以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式，產(chǎn)生MPCP控制協(xié)議幀，以及通過DBA算法，實現(xiàn)對用戶上行帶寬的動態(tài)分配。其中，采用IEEE802. 3ah的MPCP控制協(xié)議，該協(xié)議支持點對多點結(jié)構(gòu)；支持一個EoC端口連接多達144個CNU ；支持CNU自動發(fā)現(xiàn)，支持RTT (Round Trip Test)測量；采用相關(guān)算法實現(xiàn)上行用戶的統(tǒng)計非對稱動態(tài)帶寬分配；支持遠程管理CNU。進一步的，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號的工作帶寬為28. 2Mhz，可以在10 65Mhz的頻帶上， 根據(jù)實際鏈路狀況和噪聲源特性，設(shè)置上變頻頻率，實現(xiàn)工作頻帶的配置。物理層信號的工作頻帶寬度為觀.2Mhz，劃分為1155個子載波，子載波間隔為M.414Khz。系統(tǒng)可以依據(jù)線路的噪聲特性，在1巧5個子載波中選取917個有效子載波；系統(tǒng)在每個子載波上可依據(jù)實際線路狀況，動態(tài)選取QPSK、16QAM，64QAM，256QAM，512QAM或IOMQAM的映射方式。一個 EoC輸出鏈路的最大線路速率為224Mbps，1個CLT的總線路速率可達1. 2(ibpS。圖2為本發(fā)明一種基于同軸分配網(wǎng)的寬帶接入的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，所述系統(tǒng)位于同軸分配網(wǎng)中，所述系統(tǒng)包括0NU21、CLT22和CNU23，其中，所述0NU21，用于接收到OLT發(fā)送來的匯聚業(yè)務(wù)后，解調(diào)出以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號和廣播電視信號，發(fā)送給CLT22;具體的，所述匯聚業(yè)務(wù)包括廣播電視業(yè)務(wù)和寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其中，包括IPTV業(yè)務(wù)、HDTV業(yè)務(wù)、VOD業(yè)務(wù)、以及寬帶互聯(lián)網(wǎng)(Internet)業(yè)務(wù)等。所述以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號由GMII 接口送入EoC的線路端設(shè)備CLT22 ；所述廣播電視信號由同軸端口送入CLT22。所述CLT22，用于將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號封裝成IEEE802. 3ah以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式，再經(jīng)過 OFDM調(diào)制后，與廣播電視信號混合，發(fā)送給CNU23。具體的，所述CLT22將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號封裝成IEEE802.3ah以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式，具體為CLT22通過ECAN協(xié)議的MAC模塊封裝成IEEE802. 3ah以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式，產(chǎn)生MPCP控制協(xié)議幀，以及通過DBA算法，實現(xiàn)對用戶上行帶寬的動態(tài)分配。其中，采用IEEE802. 3ah的 MPCP控制協(xié)議，該協(xié)議支持點對多點結(jié)構(gòu)；支持一個EoC端口連接多達144個CNU ；支持CNU 自動發(fā)現(xiàn)，支持RTT (Round Trip Test)測量；采用相關(guān)算法實現(xiàn)上行用戶的統(tǒng)計非對稱動態(tài)帶寬分配；支持遠程管理CNU23。進一步的，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號的工作帶寬為28. 2Mhz，可以在10 65Mhz的頻帶上， 根據(jù)實際鏈路狀況和噪聲源特性，設(shè)置上變頻頻率，實現(xiàn)工作頻帶的配置。物理層信號的工作頻帶寬度為觀.2Mhz，劃分為1155個子載波，子載波間隔為M.414Khz。系統(tǒng)可以依據(jù)線路的噪聲特性，在1巧5個子載波中選取917個有效子載波；系統(tǒng)在每個子載波上可依據(jù)實際線路狀況，動態(tài)選取QPSK、16QAM，64QAM，256QAM，512QAM或10MQAM的映射方式。一個 EoC輸出鏈路的最大線路速率為224Mbps，1個CLT22的總線路速率可達1. 2(ibpS。以下通過具體實施例對本發(fā)明進行詳細闡述。圖3為本發(fā)明與EPON技術(shù)結(jié)合實現(xiàn)HFC雙向全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖 3所示，所述系統(tǒng)由前端的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)EPON和靠近用戶端的同軸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)EoC橋接而成。在前端，廣播電視業(yè)務(wù)和寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，包括IPTV，HDTV, V0D,以及寬帶hternet等業(yè)務(wù)匯聚，由0LT31發(fā)送，經(jīng)EPON傳送至社區(qū)樓邊的0NU32。0NU32分別解調(diào)出標準的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號和廣播電視信號，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號由GMII接口送入EoC的線路端設(shè)備CLT33， 廣播電視信號則由同軸端口送入CLT33。以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號在CLT33中通過ECAN協(xié)議的MAC 模塊封裝成IEEE802. 3ah以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式，然后經(jīng)過PHY模塊進行OFDM調(diào)制后，與廣播電視信號經(jīng)雙工濾波器混合后，送入EoCjSfi EoC到達各用戶終端設(shè)備CNU。圖4為本發(fā)明實施例的CLT的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，CLT主要包括CPU模塊 46、媒體接入控制(MAC)模塊47、OFDM物理層模塊48，即PHY模塊；CLT的接口包括1個廣播電視輸入同軸接口 49、1個(ibit的上聯(lián)數(shù)據(jù)接口 45和6個電視數(shù)據(jù)混合輸出口 42，其中，數(shù)據(jù)信號由上聯(lián)數(shù)據(jù)接口 45進入CLT，經(jīng)過千兆以太網(wǎng)物理層模塊，由GMII接口送入CPU模塊46，該模塊承擔(dān)著VLAN交換功能以及CPU功能，其中的VLAN功能可以旁通； 而CLT的管理功能是通過嵌入式的MIPS-4KEC微處理器內(nèi)核來調(diào)度控制的，CPU模塊46的程序存于Flash模塊(閃存模塊)44中，CLT啟動后先從Flash模塊44中讀取程序，并置于片外存儲器DDRSDRAM，DDR SDRAM容量達到U8M，為嵌入的微處理器提供了充足的程序運行空間。CPU模塊46通過總線與各個子模塊進行通信，總線可采用SPI和1 兩種方式。由CPU模塊46輸出的數(shù)據(jù)信號經(jīng)由POS-PHY接口進入ECAN的MAC模塊47，該模塊負責(zé)將標準以太網(wǎng)數(shù)據(jù)封裝成IEEE802. 3ah格式的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生MPCP控制協(xié)議幀， 以及通過DBA算法，實現(xiàn)對用戶上行帶寬的動態(tài)分配。由MAC模塊47輸出的IEEE802. 3ah數(shù)據(jù)經(jīng)由MII接口送入分別送入6個OFDM物理層模塊48。在OFDM物理層模塊48中完成OFDM調(diào)制，送入雙工濾波器41，與輸入的電視信號復(fù)用，由電視數(shù)據(jù)混合輸出口 42輸出送入同軸網(wǎng)絡(luò)。其中，所述輸入的電視信號由廣播電視輸入同軸接口 49輸入，經(jīng)分路器40產(chǎn)生6路輸出，分別送入6個雙工濾波器41，與相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號混合。圖5為本發(fā)明實施例的CNU的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，CNU主要包括0FDF物理層59、MAC控制芯片50和FE-PHY芯片51，其中，由同軸網(wǎng)絡(luò)到達的電視數(shù)據(jù)混合信號，由同軸接口 57送入雙工濾波器58，該雙工濾波器58將電視信號與數(shù)據(jù)信號分離，電視信號經(jīng)由同軸接口 53送達用戶的電視接收設(shè)備；數(shù)據(jù)信號則由MII接口經(jīng)由OFDF物理層59進入MAC控制芯片50，在此完成數(shù)據(jù)幀的鑒別，以及MPCP協(xié)議幀，以及OAM幀的區(qū)讀取。對屬于本地的用戶數(shù)據(jù)則透傳，送入FE-PHY 芯片51，由RJ-45接口 52輸出，送達用戶數(shù)據(jù)接收設(shè)備，非本地數(shù)據(jù)則被丟棄。圖6為本發(fā)明實施例的物理層的數(shù)據(jù)封裝示意圖，如圖6所示，物理(PHY)層接收到來自MAC層的IEEE802. 3ah數(shù)據(jù)后，按數(shù)據(jù)流的方式來封裝處理，首先將MAC數(shù)據(jù)匯聚成數(shù)據(jù)流，再將其分割成512字節(jié)的塊，然后分別在前面加上4字節(jié)的報頭，在后面加上4字節(jié)的效驗碼，生成520字節(jié)的PHY層數(shù)據(jù)塊PHY-BLOCK (PB)。圖7為本發(fā)明實施例的物理層工作頻帶分布示意圖，如圖7所示，本發(fā)明采用OFDM 調(diào)制技術(shù)，頻譜寬度為28. 2MHz，含1155個子載波，子載波間隔為24. 414Khz。為避免實際系統(tǒng)中低頻段的匯聚噪聲的干擾，頻譜設(shè)置可在10 65Mhz之間動態(tài)設(shè)置。而在有效頻譜段，用于傳輸信息的有效子載波的數(shù)目為917個。其余的138個載波可根據(jù)實際的系統(tǒng)信道特性，通過預(yù)先的窗口配置，即有效頻譜段配置，將線路性能差的頻點設(shè)置為空閑子載波，不用于傳輸信息。圖8為本發(fā)明實施例的上下行數(shù)據(jù)傳送及帶寬分配示意圖，如圖8所示，上下行信號傳送工作在同一頻帶，上下行通信采用時分雙工方式(TDD)。上行方向上，CLT通過DBA算法，依據(jù)各CNU上報的上行數(shù)據(jù)的排隊狀態(tài)，為CNU 分配上行帶寬時隙，以及發(fā)送控制信號，實現(xiàn)上行信道的動態(tài)帶寬STDM帶寬分配。所述排隊狀態(tài)包括高或低優(yōu)先級別數(shù)據(jù)包的個數(shù)，以及隊列長度。MPCP協(xié)議的功能主要是提供 CNU自動注冊與管理，CLT與CNU之間的同步，實現(xiàn)自動恢復(fù)功能，動態(tài)地為CNU分配帶寬時隙，上下行數(shù)據(jù)傳送帶寬分配及QOS保證。下行方向上，半雙工的下行信道，采用廣播式傳送方式。CNU根據(jù)LLID標識，取出本地數(shù)據(jù)，而將不屬于本地LLID的數(shù)據(jù)丟棄。圖9為本發(fā)明實施例的物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元PPDU示意圖。本發(fā)明系統(tǒng)的物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元PPDU長度可變，由一個前導(dǎo)符號和6 M個數(shù)據(jù)符號構(gòu)成。前導(dǎo)符號主要用于OFDM信號的同步，由10個特殊的短OFDM符號構(gòu)成，每個符號采用4096點的IFFTJi 應(yīng)時間長度為5. 12*10 = 51. 2us。圖10為本發(fā)明實施例的OFDM符號的時序結(jié)構(gòu)示意圖，如圖10所示，對于數(shù)據(jù)載荷符號，來自映射模塊的數(shù)據(jù)用4096點IFFT調(diào)制子載波符號，即進行4096點采樣。之后插入循環(huán)前綴，構(gòu)成擴展的OFDM符號，再進行加窗處理。圖11為本發(fā)明實施例的前導(dǎo)符號構(gòu)成示意圖，如圖11所示，前導(dǎo)符號負責(zé)接收端信號的同步、AGC等功能。前導(dǎo)符號由10個特殊的短OFDM符號構(gòu)成，每個符號長度5. 12us, 共 51. 2us。圖12為本發(fā)明實施例的物理層模塊的發(fā)射與接收功能結(jié)構(gòu)示意圖，如圖12所示， 來自MAC層的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，MPCP協(xié)議幀以及OAM幀經(jīng)匯聚后，封裝成520字節(jié)的物理層數(shù)據(jù)塊PB后，經(jīng)隨機化加擾，再進行Turbo卷積碼前向糾錯信道編碼處理，之后根據(jù)各個有效子載波信道的情況，自適應(yīng)地選擇不同速率的調(diào)制方案，可以在BPSK、QPSK、8QAM，16QAM， 64QAM，256QAM，和10MQAM調(diào)制等多種星座映射方式中進行選擇。因此可在充分考慮載波傳輸性質(zhì)的基礎(chǔ)上，充分利用每個載波，達到最大的系統(tǒng)傳輸容量；之后采用IFFT方法完成OFDM調(diào)制后，在形成OFDM符號之前插入循環(huán)前綴，組成OFDM物理層幀，再經(jīng)上變頻變換，將頻譜搬移到10-65MHZ之間的合適頻帶，以有效避開線路質(zhì)量惡劣的頻段，最后通過射頻單元發(fā)送入同軸電纜。圖13為本發(fā)明實施例的EPCN的協(xié)議分層示意圖，如圖11所示，本發(fā)明工作于MAC 層1310和物理層1320。在MAC層1310協(xié)議分為上層應(yīng)用層，包括以太網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)1311 和OAM管理數(shù)據(jù)1312 ；DBA算法子層1313，用于上下行帶寬分配和上行用戶的STDM帶寬分配；MPCP協(xié)議子層1314，用于MPCP協(xié)議幀的生成和解析；匯聚子層1315 (CS)，用于MPCP、OAM以及用戶數(shù)據(jù)的匯聚，其中包括優(yōu)先等級的處理等。之后MAC數(shù)據(jù)通過MII接口送入物理層1320，物理層1320主要可分為兩層，一是OFDM子層1321，用于數(shù)字編碼以及OFDM調(diào)制，二是模擬前端子層1322，用于模數(shù)轉(zhuǎn)換后模擬信號的處理，以及在同軸上傳送的信號方式以及電平的轉(zhuǎn)換。 以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于同軸分配網(wǎng)的寬帶接入的方法，其特征在于，所述方法包括在同軸分配網(wǎng)中，光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)接收到光線路終端(OLT)發(fā)送來的匯聚業(yè)務(wù)后，解調(diào)出以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號和廣播電視信號，發(fā)送給同軸線路終端設(shè)備(CLT)；CLT將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號封裝成IEEE802. 3ah以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式，再經(jīng)過正交頻分復(fù)用 (OFDM)調(diào)制后，與廣播電視信號混合，發(fā)送給同軸網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備(CNU)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述CLT將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號封裝成 IEEE802. 3ah以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式，具體為CLT通過基于同軸電纜網(wǎng)的電信運營級寬帶接入(ECAN)協(xié)議的介質(zhì)訪問控制層(MAC) 模塊封裝成IEEE802. 3ah以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式，產(chǎn)生多點控制協(xié)議(MPCP)控制協(xié)議幀，以及通過動態(tài)帶寬分配(DBA)算法，對用戶上行帶寬的動態(tài)分配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述匯聚業(yè)務(wù)包括廣播電視業(yè)務(wù)和寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其中包括交互式網(wǎng)絡(luò)電視(IPTV)業(yè)務(wù)、高清晰度電視(HDTV)業(yè)務(wù)、交互式電視點播(VOD)業(yè)務(wù)、以及寬帶互聯(lián)網(wǎng)(Internet)業(yè)務(wù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號由GMII接口送入以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通過同軸電纜傳輸(EoC)的線路端設(shè)備CLT;所述廣播電視信號由同軸端口送入CLT。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號的工作帶寬為 28. 2Mhz，分布在10 65Mhz的頻帶上，根據(jù)實際鏈路狀況和噪聲源特性，設(shè)置上變頻頻率， 完成工作頻帶的配置。
6.一種基于同軸分配網(wǎng)的寬帶接入的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)位于同軸分配網(wǎng)中， 所述系統(tǒng)包括0NU、CLT和CNU，其中，所述0NU，用于接收到OLT發(fā)送來的匯聚業(yè)務(wù)后，解調(diào)出以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號和廣播電視信號，發(fā)送給CLT;所述CLT，用于將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號封裝成IEEE802. 3ah以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式，再經(jīng)過OFDM調(diào)制后，與廣播電視信號混合，發(fā)送給CNU。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述CLT將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號封裝成 IEEE802. 3ah以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式，具體為CLT通過ECAN協(xié)議的MAC模塊封裝成IEEE802. 3ah以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式，產(chǎn)生MPCP控制協(xié)議幀，以及通過DBA算法，對用戶上行帶寬的動態(tài)分配。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述匯聚業(yè)務(wù)包括廣播電視業(yè)務(wù)和寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其中包括=IPTV業(yè)務(wù)、HDTV業(yè)務(wù)、VOD業(yè)務(wù)、以及寬帶hternet業(yè)務(wù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號由GMII接口送入以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通過EoC的線路端設(shè)備CLT ；所述廣播電視信號由同軸端口送入CLT。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號的工作帶寬為 28. 2Mhz，分布在10 65Mhz的頻帶上，根據(jù)實際鏈路狀況和噪聲源特性，設(shè)置上變頻頻率， 完成工作頻帶的配置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于同軸分配網(wǎng)的寬帶接入的方法，所述方法包括在同軸分配網(wǎng)中，光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)接收到光線路終端(OLT)發(fā)送來的匯聚業(yè)務(wù)后，解調(diào)出以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號和廣播電視信號，發(fā)送給同軸線路終端設(shè)備(CLT)；CLT將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號封裝成IEEE802.3ah以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式，再經(jīng)過正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制后，與廣播電視信號混合，發(fā)送給同軸網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備(CNU)。本發(fā)明還公開了一種基于同軸分配網(wǎng)的寬帶接入的系統(tǒng)，通過上述方法和系統(tǒng)，能夠解決頻帶共用的問題，并且更好的利用有線電視網(wǎng)絡(luò)提供雙向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
文檔編號H04N7/10GK102195838SQ20111010398
公開日2011年9月21日 申請日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者孫暢, 李衛(wèi)東, 李立, 王春華 申請人:中興通訊股份有限公司