CN102820906A

CN102820906A - 一种适用于点到多点宽带同轴接入的中继设备

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Publication number: CN102820906A
Application number: CN2012103053425A
Authority: CN
Inventors: 周海洋; 李力; 陆晓苏; 魏林; 黄浩; 秦幸坚
Original assignee: SUZHOU WINPAL COMMUNICATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SUZHOU WINPAL COMMUNICATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-08-24
Filing date: 2012-08-24
Publication date: 2012-12-12

Abstract

本发明公开了一种适用于点到多点宽带同轴接入的中继设备，它包括CPLD模块、前端物理层芯片、后端物理层芯片、前端网络变压器、后端网络变压器、前端双工滤波器、后端双工滤波器、前端同轴数据收发端口、后端同轴数据收发端口、同轴电视发送端口、同轴电视接收端口和电源供给接口。利用本发明中的设备，配合局端设备和入户的用户端设备，可以在一些底噪较严重，光节点到楼衰减较大的小区充分利用现有有线电视同轴网，实现低成本而高性能的点对多点宽带接入。

Description

一种适用于点到多点宽带同轴接入的中继设备

技术领域

本发明涉及一种适用于点到多点宽带同轴接入的中继设备，适用于接收和发送由低频宽带数据信号与高频有线电视信号组成的混合信号；该设备属于宽带同轴接入网技术领域。

背景技术

进入21世纪以来，通信系统的应用得到了突飞猛进的发展，数字技术、网络技术得到了普及应用，随着IPTV、HDTV、VoIP等宽带因特网业务的推出，使得用户对于数据、语音、图像等多媒体通信的宽带接入需求日益旺盛，“三网融合”的趋势也越来越明显。

有资料显示，用户线的投资占整个接入网投资的40%~50%，若能利用现有网络实现宽带网络接入，那么就能避免铺设造价昂贵的新通信网络。有线电视网络（CATV）作为覆盖范围最广的网络之一，具有频带宽、资源丰富等特点，同时CATV光纤/同轴混合网络也是未来信息高速公路的基础设施之一，如果能对其进行改造，用来实现用户与通信传输网之间的连接，那么必然会为用户提供经济高效的宽带接入服务。这样在实现有线电视网络双向化改造的同时，为下一代广播网（NGB）提供了一个可盈利的运营商级宽带电缆入户方案。

目前，比较成熟的双向改造技术主要有：CMTS+CM、无源EOC技术、有源EOC技术。

(1) CMTS(Cable Modem Termination System)+CM(Cable Modem)即电缆调制解调技术。其中CMTS是核心，采用国际电信联盟的DOCSIS协议；用户终端CM通过CMTS与Internet连接，可以在有线电视网络内实现IP电话、视频点播等功能。该技术发展已比较成熟，它的主要技术缺点是采用了总线型网络拓扑结构，用户共享带宽造成数据传输不稳定，加上汇聚噪声的漏斗效应，其在国内的应用规模有限。

(2) 无源EOC技术。无源EOC，是指一种采用无源器件的基于同轴电缆的以太网传输技术。它采用基带编码方式，只将用于双绞线传输的双极性信号转换成便于同轴电缆传输的单极性信号。无源EOC技术通过在楼道头端放置接入网桥，隔离用户端的噪声，从而解决了有线电视网络存在的最普遍也最难解决的问题——漏斗噪声。但无源EOC只适用于点对点的拓扑结构，不能支持用户分布比较散的有线电视网络。

(3) 有源EOC 技术。目前主要的有源调制EOC技术有HomePlug AV、MoCA、WiFi over Coax、ECAN等技术。HomePlug AV技术使用2MHz~28 MHz频段，MOCA技术的载波频率使用800 MHz-1500 MHz频段，WiFi over Coax技术采用802.11b，将无线的高频段2.5GHz载波，搬移到coax的750-950MHz频段，可提供108Mbps的物理层速率。HomePlug AV和MOCA均采用OFDM调制，抗干扰能力强；HomePlug AV物理层接入速率可达200Mbps，MOCA可达270Mbps。

这些有源调制技术虽然能够高速连接家庭里的双向终端设备，无需重新铺设缆线，然而高速率的接入是在1518Byte理想包长时测得。当前的有源EOC 调制技术主要存在以下两个方面的问题：

1. 系统接入的总带宽会随用户接入数量增加而急剧下降，所能提供的接入带宽很难满足NGB的要求，以上技术所采用的CSMA机制在用户接入数量增加时性能将明显下降。

2. 实际业务中的很多数据业务，如语音电话和网络游戏等实时业务，是以短包形式出现。当64Byte短包频繁出现时，以上技术的系统吞吐量将急剧下降，时延、抖动均有增加。

ECAN（Ethernet Coax Access Network）技术采用IEEE802.3ah媒体接入控制协议，上下行信号传送工作在同一频带，上下行通信采用TDD时分双工方式，采用多电平残留边带调制的方法实现用户数据的宽带接入，有效地解决了上述两个问题。

但在一些底噪较严重，光节点到楼衰减较大的小区，ECAN系统未能表现出良好的性能。为此，需要一种同轴接入网中继设备，实现同轴电缆上的宽带以太接入信号中继放大功能。

发明内容

本发明提供一种适用于点到多点宽带同轴接入的中继设备，可充分利用现有的有线电视网络，方便经济地实现有线电视用户的高速宽带数据接入。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种适用于点到多点宽带同轴接入的中继设备，它包括CPLD模块、前端物理层芯片、后端物理层芯片、前端网络变压器、后端网络变压器、前端双工滤波器、后端双工滤波器、前端同轴数据收发端口、后端同轴数据收发端口、同轴电视接收端口和同轴电视发送端口，所述CPLD模块通过MII接口分别与前端物理层芯片和后端物理层芯片连接，所述前端物理层芯片经前端网络变压器与前端双工滤波器连接，所述前端双工滤波器高频端与同轴电视发送端口连接，所述前端双工滤波器公共端与前端同轴数据收发端口连接；所述后端物理层芯片经后端网络变压器与后端双工滤波器连接，所述后端双工滤波器高频端与同轴电视接收端口连接，所述后端双工滤波器公共端与后端同轴数据收发端口连接。

优选的，所述中继设备上行信号与下行信号传输工作在同一频带，上行信号与下行信号通信采用TDD时分双工方式。

优选的，所述中继设备有线电视信号与数据信号频分复用，其中数据信号频带为5～65MHz，有线电视信号频带为65～860MHz。

尤为优选的，所述CPLD模块内置数据错包判决程序。

优选的，所述中继设备物理层数据信号采用n-VSB多电平残留边带调制方式。

尤为优选的，所述中继设备支持多级级联使用，且所述同轴数据发送端口可扩展连接复数个用户端设备CNU。

优选的，所述中继设备还包括用于与电源连接的电源供给接口，所述电源供给接口分别与CPLD模块、前端物理层芯片和后端物理层芯片连接。

上述设备中，CPLD模块负责对上行或下行接收到的以太数据进行相应判决处理并转发，转发数据通过MII接口发送到前端物理层芯片和后端物理层芯片。

前端物理层芯片接收从前端网络变压器传来的差分信号对，转换为物理层信号后通过MII接口传输至CPLD模块；后端物理层芯片接收从后端网络变压器传来的差分信号对，转换为物理层信号后通过MII接口传输至CPLD模块。

前端网络变压器（或后端网络变压器）将差分信号对变压后传输至前端双工滤波器（或后端双工滤波器）。

前端双工滤波器将所接收由低频以太数据信号与高频有线电视信号组成的混合信号分离，并通过内置低频端口将以太数据信号传输至前端网络变压器，高频端口将有线电视信号传输至同轴电视发送端口；后端双工滤波器用于将中继处理后的低频以太数据信号与高频有线电视信号重新混合。

前端同轴数据收发端口用于接收来自局端设备下行广播的低频以太数据信号与高频有线电视信号的混合信号；后端同轴数据收发端口用于发送经中继放大后的混合信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：利用本发明中的设备，配合局端设备和入户的用户端设备，可以在一些底噪较严重，光节点到楼衰减较大的小区充分利用现有有线电视同轴网，实现低成本而高性能的点到多点宽带接入。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例中适用于同轴宽带接入的中继设备内部电路结构图；

图2是图1实施例中CPLD模块内部数据处理的流程图；

图3是图1实施例用于宽带同轴接入系统的网络拓扑图。

具体实施方式

参阅图1，该适用于同轴以太网接入的中继设备包括CPLD模块、前端物理层芯片，后端物理层芯片，前端网络变压器，后端网络变压器，前端双工滤波器，后端双工滤波器，前端同轴数据收发端口，后端同轴数据收发端口，同轴电视接收端口，同轴电视发送端口和电源供给接口； CPLD模块通过MII接口分别与前端物理层芯片和后端物理层芯片连接，前端物理层芯片经前端网络变压器与前端双工滤波器连接，前端双工滤波器高频端与同轴电视发送端口连接，前端双工滤波器公共端与前端同轴数据收发端口连接；后端物理层芯片经后端网络变压器与后端双工滤波器连接，后端双工滤波器高频端与同轴电视接收端口连接，后端双工滤波器公共端与后端同轴数据收发端口连接；电源供给接口分与CPLD模块、前端物理层芯片和后端物理层芯片连接。

本实施例在数据下行方向，由低频以太数据信号和高频有线电视信号组成的混合信号自局端设备广播下发，经前端同轴数据收发端口接收后传输至前端双工滤波器，分离出以太数据信号经低频输出口送至前端网络变压器，前端网络变压器将以太数据信号转变为差分信号对，传输至前端物理层芯片，前端物理层芯片经过匹配滤波、均衡、n-VSB解调和RS数据解码后，将数据通过MII接口传输至CPLD模块，由CPLD进行逻辑判断后对正确数据进行转发，输出至后端物理层芯片，后端物理层芯片经过RS数据编码、n-VSB调制、变频和插值滤波，将数据转换为差分信号对发送至后端网络变压器，并输入后端双工滤波器的公共端，后端双工滤波器将低频以太数据信号和高频有线电视信号的混合信号通过后端同轴数据收发端口发送至用户端设备；高频有线电视信号经前端双工滤波器分离后由同轴电视发送端口输出，通过相应有线电视信号放大器对电视信号放大，再经后端双工滤波器的同轴电视接收端口输入本中继设备以恢复混合信号。

本实施例中继设备中数据为双向传输，上行同理。

参阅图2，本实施例中CPLD模块内部数据处理的流程如下：

下行方向，由前端物理层芯片传输至CPLD模块的以太数据，通过CPLD模块中的MAC_RX接收模块接收，进入AFIFO异步先进先出堆栈；经过一段由系统时钟校准的时间后，送入Buffer缓存区进行缓存；CPLD模块内置逻辑将判断缓存区内数据是否出错，并将出错的数据包丢弃；再经过一段由系统时钟校准的时间后，正确的数据包由缓存区进入异步先进先出堆栈，通过MAC_TX发送模块发送，并传输至后端物理层芯片。

本实施例中继设备中数据为双向传输，上行同理。

参阅图3，本实施例的中继设备应用于宽带同轴数据接入系统网络：

EPON系统将信号送至小区或大楼边，由同轴入户网实现用户接入。EPON的ONU将接收到的以太数据送至宽带同轴数据接入系统的局端设备CLT（Coax Line Terminal）。该以太数据信号与来自有线电视网的广播电视信号混合后由局端设备广播下发，经单独使用或多级级联使用的本实施例对以太数据信号进行中继放大后，由同轴入户网中的用户端设备CNU（Coax Network Unit）进行接收。由局端设备、本实施例适用于点到多点宽带同轴接入的中继设备、同轴入户网以及用户端设备构成的同轴接入网完成宽带多业务接入。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims

1.一种适用于点到多点宽带同轴接入的中继设备，它包括CPLD模块、前端物理层芯片、后端物理层芯片、前端网络变压器、后端网络变压器、前端双工滤波器、后端双工滤波器、前端同轴数据收发端口、后端同轴数据收发端口、同轴电视接收端口和同轴电视发送端口，所述前端双工滤波器高频端与同轴电视发送端口连接，所述前端双工滤波器公共端与前端同轴数据收发端口连接，所述后端双工滤波器高频端与同轴电视接收端口连接，所述后端双工滤波器公共端与后端同轴数据收发端口连接；其特征在于，所述CPLD模块通过MII接口分别与前端物理层芯片和后端物理层芯片连接，所述前端物理层芯片经前端网络变压器与前端双工滤波器连接，所述后端物理层芯片经后端网络变压器与后端双工滤波器连接。

2.根据权利要求1所述的适用于点到多点宽带同轴接入的中继设备，其特征在于，所述中继设备上行信号与下行信号传输工作在同一频带，上行信号与下行信号通信采用TDD时分双工方式。

3.根据权利要求1所述的适用于点到多点宽带同轴接入的中继设备，其特征在于，所述中继设备中有线电视信号与数据信号频分复用，其中数据信号频带为5～65MHz，有线电视信号频带为65～860MHz。

4.根据权利要求1所述的适用于点到多点宽带同轴接入的中继设备，其特征在于，所述CPLD模块内置数据错包判决程序。

5.根据权利要求1所述的适用于点到多点宽带同轴接入的中继设备，其特征在于，所述中继设备物理层数据信号采用n-VSB多电平残留边带调制方式。

6.根据权利要求1所述的适用于点到多点宽带同轴接入的中继设备，其特征在于，所述中继设备支持多级级联使用，且所述同轴数据发送端口可扩展连接复数个用户端设备CNU。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的适用于点到多点宽带同轴接入的中继设备，其特征在于，它还包括用于与电源连接的电源供给接口，所述电源供给接口分别与CPLD模块、前端物理层芯片和后端物理层芯片连接。