CN102244596B - 基于同轴电缆以太网的有源中继设备 - Google Patents

基于同轴电缆以太网的有源中继设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供基于同轴电缆以太网的有源中继设备，包括2个互相连接的同轴电缆以太网业务单元；其中一个同轴电缆以太网业务单元处于主模式，通过模拟前端电路经双工滤波器与下挂同轴电缆连接；另一个同轴电缆以太网业务单元处于从模式，通过模拟前端电路经双工滤波器与上联同轴电缆连接；与上联同轴电缆连接的双工滤波器将同轴电缆传输的复合信号分成两种频段信号，其中承载数据的低频段信号送入所述的同轴电缆以太网业务单元，承载电视信号的高频段信号直接送入另一双工滤波器的高通接口。将两片同轴电缆以太网业务单元集成到设备中，拓宽了同轴电缆以太网技术的应用范围，引入网络的噪声小，延长了传输的距离，降低了网络建设成本。

Description

基于同轴电缆以太网的有源中继设备
技术领域
本发明涉及同轴电缆通信领域，具体涉及一种用于同轴电缆接入网络及其数据中继的有源设备。
背景技术
同轴电缆以太网(EOC)是在点到多点的同轴电缆网络的拓扑上实现综合业务的接入，主要完成用户与汇聚网或者广域网络的多种业务的接入工作。通常情况下，同轴电缆以太网系统配置由电缆线路终端(CLT)和电缆网络单元(CNU)，以及位于CLT和CNU之间的同轴电缆配线网络(CDN)组成。现有应用的业务模式主要在电缆网络单元(CNU)提供多种业务的接入工作。由于业务数据信号调制成模拟信号在同轴上传输，对信号造成了较大的衰减，导致使用同轴接入的传输距离受到严重限制。
目前市场中有源中继产品的中继放大频段为高频CATV部分(47MHz-860MHz)，还未出现放大中继低频段同轴电缆以太网信号的商用产品。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对上述现有技术存在的传输距离不足而提供一种基于同轴电缆以太网的有源中继设备，它能够增加同轴接入的传输距离。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：基于同轴电缆以太网的有源中继设备，其特征在于：它包括2个互相连接的同轴电缆以太网业务单元；其中一个同轴电缆以太网业务单元处于主模式，通过模拟前端电路经双工滤波器与下挂同轴电缆连接；另一个同轴电缆以太网业务单元处于从模式，通过模拟前端电路经双工滤波器与上联同轴电缆连接；与上联同轴电缆连接的双工滤波器将同轴电缆传输的复合信号分成两种频段信号，其中承载数据的低频段信号送入所述的同轴电缆以太网业务单元，承载电视信号的高频段信号直接送入另一双工滤波器的高通接口。
按上述方案，所述的同轴电缆以太网业务单元由同轴电缆以太网业务芯片及其外围电路组成。
按上述方案，所述的2个互相连接的同轴电缆以太网业务单元之间通过MII、GMII、SGMII或RGMII接口协议进行通讯。
按上述方案，所述的外围电路包括时钟接口和存储总线。
按上述方案，所述的外围电路还包括与显示器LED连接的通用输入输出口。
按上述方案，所述的模拟前端包括模拟前端芯片和耦合器，模拟前端芯片通过耦合器与所述的双工滤波器的低通接口连接。
按上述方案，所述的模拟前端和与其相连的同轴电缆以太网业务单元集成为带有模拟前端的同轴电缆以太网业务芯片。
按上述方案，所述的模拟前端和2个同轴电缆以太网业务单元全部集成为一个芯片。
双工滤波器完成数据信号和电视信号频段分离，将复合信号分成两种频段信号，承载数据的低频段信号送入同轴电缆以太网业务单元，承载电视信号的高频段信号直接送入另一双工滤波器的高通接口。同轴电缆以太网业务单元为协议和数据处理模块，主要完成与同轴以太网有关的协议和数据处理，在下行方向处于从模式的同轴电缆以太网业务单元模块提取传送给下挂同轴电缆的数据，然后将此数据传送到处于主模式的同轴电缆以太网业务单元模块，处于主模式的同轴电缆以太网业务单元模块根据MAC地址表，将数据转发到相应的下挂同轴电缆；在上行方向各个电缆网络单元终端将数据汇聚到处于主模式的同轴电缆以太网业务单元，然后转发至从模式的同轴电缆以太网业务单元，最后转发至上联的同轴电缆；同时2个同轴电缆以太网业务单元完成与管理有关协议的中继和映射工作。模拟前端主要是完成信号的载波调制工作，将数字信号调制成可在同轴电缆中传输的载波信号。
本发明软件系统分为两层，六大模块。第一层包括bootload(启动程序)、OS kernrl(操作系统程序)和同轴电缆以太网芯片的fireware(与底层功能相关的程序)，完成了软件启动、驱动功能，提供了上层应用软件运行的平台；第二层包括自定义MME API(具体功能的实现)、自定义MME Event(具体事件处理)和相关功能协议(数据网有关的通信协议处理)，完成了应用层的功能。
本发明的有益效果为：
1、与现有的其他中继设备(如无源增益设备)不同，本发明提供一种基于芯片级的有源中继，将两片同轴电缆以太网业务单元集成到设备中，其与上联、下挂同轴电缆均使用了同轴电缆以太网接入的相关技术，完成数据信号的中继，一方面拓宽了同轴电缆以太网技术的应用范围，另一方面引入网络的噪声小，延长了传输的距离，降低了网络建设成本。
2、对于现有的电缆线路单元设备来说，可以把该中继设备作为一种电缆网络单元设备，注册和管理信息都可沿用原有的同轴电缆以太网相关技术标准；还可以把本中继设备作为一种电缆线路终端设备，将所有用户端的数据向中继设备汇聚，保留原有的电缆网络单元认证授权模式和相关配置方法。因此，本中继设备具有非常好的兼容性和推广性。
3、本中继设备使用的同轴电缆以太网芯片内嵌ARM核心，可在其内核运行LINUX、UCOS操作系统，完成相关转发信息表，达到载荷信息和管理心理的正确转发，保障网络的可靠。
4、随着中国广电双向改造事业的发展，在城镇改造完毕后，必将面临农村的双改问题。农村有线电视网络具有网络干线长，覆盖广和散，服务机房离终端用户较远，干线上CATV放大器数量多等特点，而现有的同轴电缆以太网设备传输距离只有800米，不能满足农村有线网络的双改要求。使用本中继设备可以将信号传输距离延长至1600米，并且使用它后，干线上可以跨过4个放大器，大大拓宽了同轴电缆以太网技术的使用范围，为客户节约成本和资金。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构框图。
图2为本发明实施例二的结构框图。
图3为本发明实施例三的结构框图。
图4为同轴电缆以太网业务芯片及其外围电路框图。
图5为本发明的软件框图。
具体实施方式
实施例一：
本实施例的结构图如图1和图4所示，包括2个互相连接的同轴电缆以太网业务单元；其中一个同轴电缆以太网业务单元处于主模式，通过模拟前端电路经双工滤波器与下挂同轴电缆连接；另一个同轴电缆以太网业务单元处于从模式，通过模拟前端电路经双工滤波器与上联同轴电缆连接；与上联同轴电缆连接的双工滤波器将同轴电缆传输的复合信号分成两种频段信号，其中承载数据的低频段信号送入所述的同轴电缆以太网业务单元，承载电视信号的高频段信号直接送入另一双工滤波器的高通接口。
同轴电缆以太网业务单元由同轴电缆以太网业务芯片及其外围电路组成。外围电路包括时钟接口和存储总线，可选的还可以包括与显示器LED连接的通用输入输出口。模拟前端包括模拟前端芯片和耦合器，模拟前端芯片通过耦合器与所述的双工滤波器的低通接口连接。
2个互相连接的同轴电缆以太网业务单元之间通过MII、GMII、SGMII或RGMII接口协议进行通讯。软件系统如图5所示，分为两层，六大模块。第一层包括bootload(启动程序)、OS kernrl(操作系统程序)和同轴电缆以太网芯片的fireware(与底层功能相关的程序)，完成了软件启动、驱动功能，提供了上层应用软件运行的平台。第二层包括自定义MME API(具体功能的实现)、自定义MME Event(具体事件处理)和相关功能协议(数据网有关的通信协议处理)，完成了应用层的功能。
实施例二：
本实施例如图2所示，与实施例一的原理和结构基本相同，其不同之处在于：同轴电缆以太网芯片内集成了模拟前端，从而使制造成本以及维护成本有一定比例的下降。
实施例三：
本实施例如图3所示，与实施例一的原理和结构基本相同，其不同之处在于：模拟前端和2个同轴电缆以太网业务单元全部集成为一个芯片，使其所有中继功能在一颗芯片内完成，集成度高，成本低。

Claims (8)

1.基于同轴电缆以太网的有源中继设备，其特征在于：它包括2个互相连接的同轴电缆以太网业务单元；其中一个同轴电缆以太网业务单元处于主模式，通过模拟前端电路经双工滤波器与下挂同轴电缆连接；另一个同轴电缆以太网业务单元处于从模式，通过模拟前端电路经双工滤波器与上联同轴电缆连接；与上联同轴电缆连接的双工滤波器将同轴电缆传输的复合信号分成两种频段信号，其中承载数据的低频段信号送入所述的处于从模式的同轴电缆以太网业务单元，承载电视信号的高频段信号直接送入另一双工滤波器的高通接口。
2.根据权利要求1所述的基于同轴电缆以太网的有源中继设备，其特征在于：所述的同轴电缆以太网业务单元由同轴电缆以太网业务芯片及其外围电路组成。
3. 根据权利要求2所述的基于同轴电缆以太网的有源中继设备，其特征在于：所述的2个互相连接的同轴电缆以太网业务单元之间通过MII、GMII、SGMII或RGMII接口协议进行通讯。
4. 根据权利要求2所述的基于同轴电缆以太网的有源中继设备，其特征在于：所述的外围电路包括时钟接口和存储总线。
5. 根据权利要求4所述的基于同轴电缆以太网的有源中继设备，其特征在于：所述的外围电路还包括与显示器LED连接的通用输入输出口。
6. 根据权利要求1所述的基于同轴电缆以太网的有源中继设备，其特征在于：所述的模拟前端电路包括模拟前端芯片和耦合器，模拟前端芯片通过耦合器与所述的双工滤波器的低通接口连接。
7. 根据权利要求1所述的基于同轴电缆以太网的有源中继设备，其特征在于：所述的模拟前端电路和与其相连的同轴电缆以太网业务单元集成为带有模拟前端电路的同轴电缆以太网业务芯片。
8. 根据权利要求1所述的基于同轴电缆以太网的有源中继设备，其特征在于：所述的模拟前端电路和2个同轴电缆以太网业务单元全部集成为一个芯片。
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