CN104093087B - 一种带WiFi网关的有线电视Cable Modem - Google Patents

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刘晓峰
李强
李雯
牛瑞萍
温智华
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Xi'an Suying Network Technology Co., Ltd
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Taiyuan University of Technology
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Abstract

本发明涉及一种有线电视路由，特别是一种带WiFi网关的有线电视Cable Modem。包括有线接入部分、调制解调部分、无线路由部分、电源部分，有线接入部分包括RF射频接口和调谐器，调制解调部分包括DOCSIS2.0规范芯片，无线路由部分与现有的无线路由大致相同。本发明通过有线电缆接入互联网，为用户提供私有局域无线网络服务，并通过有线宽带共享互联网信息。

Description

一种带WiFi网关的有线电视Cable Modem
技术领域
本发明涉及一种有线电视路由，特别是一种带WiFi网关的有线电视Cable Modem。
背景技术
随着国家“三网融合”规划的逐步实施，广播电视业务的逐步扩大，将逐步打破原有电信公司对网络接入的垄断，将会有更多的用户可以在现有的有线电视基础环境中享受互连网带来的服务。但是当前还没有专门用于有线电视的WiFi路由器，有力地制约了广播电视业务的发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种路由器，能够满足对有线电视提供路由工作。
本发明所采用的技术方案是一种带WiFi网关的有线电视Cable Modem，包括有线接入部分、调制解调部分、无线路由部分、电源部分，有线接入部分包括RF射频接口和调谐器，调制解调部分包括DOCSIS2.0规范芯片，无线路由部分包括ARM9芯片、以太网交换模块、WiFi模块、以太网接口、晶振电路、指示灯、复位电路、FLASH、SDRAM，电源部分由电源电路组成；电源电路接通电源后，ARM9芯片对各部件检查状态，检查成功后，FLASH向ARM9芯片提供操作系统程序和数据，将其装入SDRAM中，ARM9芯片监测WiFi信道的拥挤情况，选择一个空闲信道工作。
作为一种优选方式：对有线电视网络上的信号进行接收时，有线电视网络上的高频信号经过RF射频接口传送到调谐器，调谐器将高频信号降频处理发送到DOCSIS2.0规范芯片，DOCSIS2.0规范芯片将模拟信号变换成数字信号，同时DOCSIS2.0规范芯片按配置要求将降频后的信号解算、处理，并通过ARM9芯片把数据发送到以太网交换模块或WiFi模块。
作为一种优选方式：对有线电视网络上的信号进行发送时，数据通过WiFi或以太网交换模块进入ARM9芯片传递给DOCSIS2.0芯片， DOCSIS2.0芯片将接收的数字信号转变成为模拟信号，再将模拟信号传送到调谐器，调谐器将该模拟信号升频处理，最后传送到RF射频接口，RF射频接口将信号传送到有线电视电缆上。
本发明的有益效果是：本发明通过有线电缆接入互联网，为用户提供私有局域无线网络服务，并通过有线宽带共享互联网信息。开发该产品不仅适应有线广播事业的发展需要，而且该发明将填补国内产品空白。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
其中，1、ARM9芯片，2、DOCSIS2.0规范芯片，3、调谐器，4、WiFi模块，5、以太网交换模块，6、晶振电路，7、复位部件，8、FLASH，9、SDRAM，10、指示灯，11、以太网接口，12、RF射频接口，13、电源电路。
具体实施方式
硬件实现：如图1所示，本发明的硬件是基于DOCSIS2.0规范芯片和ARM9芯片实现的。图1中的DOCSIS2.0规范芯片是该发明中有线电视信号处理的核心部件，满足DOCSIS2.0规范的芯片主要完成高速AD/DA转换、信号解算、调制解调控制和网络协议变换等。DOCSIS2.0规范芯片的外围设备包括：调谐器（3）和ARM9芯片(1)。图1中的ARM9芯片是该发明中软件模块执行的核心部件，主要完成路由选择、DNS服务、NAT、DHCP服务、防火墙和访问控制等功能，此功能等同了现有网络路由的功能。ARM9芯片的外围设备包括：以太网交换模块(5)，WiFi模块（4）， 晶振电路（6）,指示灯（10），复位电路（7），FLASH(8),SDRAM(9)和DOCSIS2.0规范芯片(2)。
系统启动过程
首先由用户将插座连接电源，电源电路（13）接通工频电源220V，向设备实现变压和稳压工作。指示灯（10）中的电源灯亮，表示系统联电正常，开始初始化工作。接下来由设备的晶振电路（6），向系统设备各个部件提供同步信号。然后，开始ARM9芯片对各个部件检查状态，若检查成功，FLASH(8)向系统提供操作系统程序和数据，将其装入SDRAM（9）中。最后，信道监测确定WiFi信道的拥挤情况，选择一个空闲信道工作。指示灯（10）慢闪烁，表示此时系统完成硬件和软件的初始化基本工作，准备接受数据；否则指示灯（10）频闪，表示系统硬件发生故障，初始化工作异常。
系统复位过程
当系统接受到复位命令时，设备的复位部件（7）开始对系统重新启动，并且调用系统的缺省参数，重新开始系统的启动过程。
接受数据过程
有线电视信号的综合接入：对于接收情况，有线电视网络上的信号经过RF射频接口（12），进入本装置，经调谐器（3）将高频信号降频处理后，信号送DOCSIS2.0规范芯片（2），芯片将模拟信号变换成数字信号，然后DOCSIS2.0规范芯片按配置要求将降频信号解算、处理，并按数据要求再通过ARM9芯片(1)把数据发送到以太网交换模块(5)、以太网接口（11）或WiFi模块（4）。
发送数据过程
对于发送情况，发送的数据可以来自WiFi（4）或以太网，以太网接口（11）将数据发送到以太网交换模块（5），然后，来自以太网的数据或来自WiFi（4）的数据再通过ARM9(1)进行路由计算，传递给DOCSIS2.0芯片（2）。最后，DOCSIS2.0规范芯片（2）接收的数据经D/A转变成为模拟信号，再将信号传送到调谐器（3），调谐器将该模拟信号升频处理，最后传送到有RF射频接口（12），最后通过该接口将信号发送到有线电视电缆上。
软件实现：
本发明是基于Linux嵌入式操作系统实现，所有的功能都是通过软件模块化设计完成，本发明的路由部分等同于现有的网络路由部分，其软件也类同。其工作流程如下。
系统初始化模块：当该设备加电启动后，系统首先开始自检。自检完成后，系统开始根据配置文件进行系统初始化工作，然后再开始有线电视电缆（Cable）与WiFi和以太网的连接。同时，该设备开始自动WiFi信道检测，选择一个可用的信道作为WiFi的工作信道，然后与有线电视电缆（Cable）进行连接。
系统Web配置模块：用户可以通过浏览器访问缺省网关（192.168.1.1）进入系统配置页面。在系统配置页面用户可以设置DHCP服务、NAT设置、DNS服务设置、防火墙设置、局域网Mac地址过滤、定时上网设置和信道选择模式等。通过保存设置，该设备将设置参数保存到FLASH存储器中的config.dat文件中去，并自动重新启动，按新的配置文件启动初始化该设备运行。在该系统Web配置模块中还可以升级该系统的软件版本，通过设置升级路径将用户下载的新软件包传送到该设备，开始对该系统进行的软件系统升级，并重新启动该设备，运行新的软件系统，最终实现软件功能的不断扩展。

Claims (1)

1.一种带WiFi网关的有线电视Cable Modem，包括有线接入部分、调制解调部分、无线路由部分、电源部分，其特征在于：有线接入部分包括RF射频接口和调谐器，调制解调部分包括DOCSIS2.0规范芯片，无线路由部分包括ARM9芯片、以太网交换模块、WiFi模块、以太网接口、晶振电路、指示灯、复位电路、FLASH、SDRAM，电源部分由电源电路组成；电源电路接通电源后，ARM9芯片对各部件检查状态，检查成功后，FLASH向ARM9芯片提供操作系统程序和数据，将其装入SDRAM中，ARM9芯片监测WiFi信道的拥挤情况，选择一个空闲信道工作，对有线电视网络上的信号进行接收时，有线电视网络上的高频信号经过RF射频接口传送到调谐器，调谐器将高频信号降频处理发送到DOCSIS2.0规范芯片，DOCSIS2.0规范芯片将模拟信号变换成数字信号，同时DOCSIS2.0规范芯片按配置要求将降频后的信号解算、处理，并通过ARM9芯片把数据发送到以太网交换模块或WiFi模块，对有线电视网络上的信号进行发送时，数据通过WiFi或以太网交换模块进入ARM9芯片传递给DOCSIS2.0芯片，DOCSIS2.0芯片将接收的数字信号转变成为模拟信号，再将模拟信号传送到调谐器，调谐器将该模拟信号升频处理，最后传送到RF射频接口，RF射频接口将信号传送到有线电视电缆上。
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