CN1312865C - 使用ieee1394的用于广播/通信会聚的ftth系统 - Google Patents

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Abstract

一种广播/通信会聚系统和FTTH(光纤到家庭)系统，能够通过以下操作来容纳不同信道的广播信号和可变带宽信号，所述操作为：会聚广播和通信信号，并使用在用于广播/通信会聚的FTTH系统中充当标准接口的IEEE1394传输方法来发送已会聚的广播和通信信号。OLT(光线路终端)通过单一的光信号(A)传送从外部广播的通信提供者所接收的多个广播信号和通信信号。ONU(光网络单元)从OLT接收光信号(A)，将所接收的光信号分离为多个广播信号和通信信号，光电转换多个广播信号和通信信号，逐订户地切换已转换的广播信号，将已转换的通信信号与已切换的转换广播信号相组合。通过单一的光信号(B)将结果传送到对应的订户。由IEEE1394协议来实现每个订户处的网关，以接收来自ONU的光信号(B)，将所接收的光信号分离为广播信号和通信信号，并将广播信号和通信信号传送到对应的订户设备。

Description

使用IEEE 1394的用于广播/通信会聚的FTTH系统
技术领域
本发明涉及一种广播/通信会聚系统。更具体地，本发明涉及FTTH(光纤到家庭)系统中的广播。
背景技术
当前通信/广播订户具有使用数据服务的选择，通过ADSL(非对称数字订户线)、VDSL(非常高比特率数字订户线)、以太LAN(局域网)、电缆调制解调器等从多个数据服务中选择例如非常高速因特网服务等的所述数据服务，还可以使用来自基于HFC(混合光纤同轴)系统的至少一个电缆和卫星广播的广播服务。换句话说，订户能够选择使用不同的介质来接收通信和广播服务。在其中存在协议的组合的情况下，通信服务速率只有几Mbps。
为了向订户提供高速、大容量的通信/广播服务以克服早期的协议的限制，用于将光纤连接到订户的房屋或家庭的FTTH(光纤到家庭)被认为是最佳的解决方案。可以将提供高速、大容量通信/广播服务的FTTH系统分类为PON(无源光网络)和AON(有源光网络)。
为了使用FTTH系统来进行广播/通信会聚，已提出了如图1所示的用于广播/通信会聚的FTTH系统。图1所示的用于广播/通信会聚的FTTH系统包括OLT(光线路终端)300、ONU(光网络单元)400和网关500。用于广播/通信会聚的组件执行以下操作。
首先，OLT 300通过外部广播网络接收数字广播信息100和外部数据通信(VOD(视频点播)、因特网等)信息200，将所接收的信号电光会聚为光信号，并使用光WDM(波分多路复用)，通过WDM 106发射光信号。
此外，ONU 400通过WDM 107，将从OLT 300接收的WDM光信号多路分解为广播和通信信号，光电转换广播和通信信号，处理从订户接收到的上行信息，并针对选择的广播和通信信号，逐订户地执行TDM(时分多路复用)操作，并发送TDM信号。
网关500针对从ONU 400所接收到的TDM信号，执行TDDM(时分多路分解)并逐业务地分布TDDM操作的结果。网关500光学地将上行信号从订户发送到ONU 400。
现在，将详细描述组件。图1所示的OLT 300包括：广播MUX(多路复用器)101，用于接收数字广播信号并多路复用所接收的数字广播信号；光发射器102，用于将已多路复用的广播信号转换为光信号；通信开关103，用于接收因特网/VOD信息200，以针对所接收的因特网/VOD信息200执行下行切换操作，并接收来自每个订户的上行通信信号，以针对所接收的上行通信信号执行到针对因特网/VOD信息200的网络的上行切换操作；光发射器(Tx)104，用于将下行通信信号转换为光信号；光接收器(Rx)105，用于接收上行光信号，并将所接收的上行光信号转换为电信号；以及波分多路复用器106，用于执行WDM(波分多路复用)操作并发送WDM操作的结果。
此外，图1所示的ONU 400包括：波分多路分解器107，用于将从OLT 300接收到的光信号分离为广播和通信信号；广播DEMUX(多路分解器)108，用于根据广播，逐信道地分离从波分多路分解器107接收到的广播信号；广播开关109，用于根据订户的选择操作，逐信道地切换已分离的广播信号；通信开关112，用于逐订户地切换从波分多路分解器107分离的下行通信信号，并将从订户接收到的上行通信信号切换到OLT 300；时分多路复用器110-1到110-n，用于逐订户地执行广播和通信信号的TDM操作；以及光收发器(Tx/Rx)111-1到111-n，用于将由时分多路复用器110-1到110-n多路复用的广播和通信信号发送到各个订户(或网关)，并通过时分多路复用器110-1到110-n，将上行信号从订户发送到通信开关112。
此外，如图1中的分解图所示，每个网关500包括：收发器(Tx/Rx)113，用于从ONU 400接收下行信号并将上行信号发送到ONU 400；时分多路分解器114，用于分离由TDM操作所多路复用的广播和通信信号；以及通信开关115，用于接收来自时分多路分解器114的通信信号，以便将所接收的通信信号发送到例如订户的因特网/PC(个人计算机)118等的通信单元，并接收来自通信单元(例如因特网/PC118等)的上行信号，以便将所接收的上行信号发送到ONU 400。
在接收到从时分多路分解器114所传送的广播信号之后，订户通过STB(机顶盒)116解码广播信号，在数字TV(电视)117上观看广播，并能够利用发送和接收通过因特网/PC118发送的通信信号来接入网络。
用于广播/通信会聚的传统FTTH系统执行针对广播和通信信号的TDM操作，以便根据ONU 400和网关500之间的连接来发送TDM操作的结果，并随后执行TDDM操作。然而，当容纳了例如多信道广播信号或宽带通信信号等项时，传统的FTTH系统存在问题。
传统的FTTH系统对于广播/通信会聚存在容纳多信道广播信号或宽带通信信号问题的原因在于：FTTH系统使用了TDM操作，用于将ONU 400和订户侧的网关500之间的通信信号(例如以太数据)和订户所选择的广播信号多路复用为一个时间帧，此后发送多路复用的结果。这里，通过FPGA(现场可编程门阵列)产生时间帧。在这种情况下，FPGA只能容纳100Mbps以太信号和两个HD(高精确度)信道中的最大值，这是因为其处理速度的限制。具体地，设计FPGA，以使其只能容纳固定长度的广播信号。出于此原因，用于广播/通信会聚的传统FTTH系统不能容纳基于不同标准的广播信号(例如不同波长的广播信号)，并且不能容纳三信道的广播信号。
发明内容
本发明提供了一种使用了IEEE(电气和电子工程师协会)1394的用于广播/通信会聚的FTTH(光纤到家庭)系统，能够通过以下操作来容纳不同信道的广播信号和可变带宽信号，所述操作为：会聚广播和通信信号，并使用在用于广播/通信会聚的FTTH系统中充当标准接口的IEEE 1394传输方法来发送已会聚的广播和通信信号。
附图说明
结合附图，从以下详细说明能够更清楚地理解本发明的以上特征和其它优点，其中：
图1是示出了之前已经提出的用于广播/通信会聚的FTTH(光纤到家庭)系统的方框图；
图2是示出了根据本发明一方面的使用IEEE(电气和电子工程师协会)1394的用于广播/通信会聚的FTTH(光纤到家庭)系统的方框图；
图3是示出了包括在根据本发明另一方面的使用IEEE 1394的用于广播/通信会聚的FTTH系统的ONU(光网络单元)的方框图；以及
图4是示出了本发明使用的数据传输周期的示例。
具体实施方式
现在，将参考附图，详细描述本发明的几个方面。在附图中，即使在不同的图中表示，也使用相同的参考号表示相同或相似的组件。出于清楚和简化的目的，当其使本发明的主题不清楚时，省略对这里采用的已知公知和结构的详细描述。
图2是示出了根据本发明一方面的使用IEEE(电气和电子工程师协会)1394的用于广播/通信会聚的FTTH(光纤到家庭)系统的方框图。
如图2所示，根据本发明一方面的使用IEEE 1394的用于广播/通信会聚的FTTH系统包括与图1所示的用于广播/通信会聚的传统FTTH系统中相同的组件OLT 300和OLT 300和ONU 400之间的连接。因此，省略对于相同组件和连接结构的描述。
在给出本发明的组成的详细描述之前，给出IEEE 1394的说明。
作为由苹果电脑公司和德州仪器公司联合创建的串行总线标准，将IEEE 1394称作“火线”。在1986年构思了IEEE 1394并且由IEEE在1995年12月将其标准化。
IEEE 1394充当能够使最多63个节点与每个总线相连的串行总线接口。由于在处理主要用于发送多媒体信息的同步数据/AV(视听)流数据和用于发送通信或控制信息的异步数据/控制和分组数据中，IEEE 1394对同步数据给予优先级，因此其优点在于能够确保家庭网络中的多媒体数据的Qos(业务质量)。此外，IEEE 1394a定义了S100、S200和S400比特率，而IEEE 1394b定义了光介质，例如POF(塑料光纤)、SMF(单模光纤)、MMF(多模光纤)等，以便能够确保3.2Gbps的较高比特率，因此，预言会提供用于家庭网络的有效解决方案和远程数据通信。
根据本发明一方面的FTTH系统使用了MMF或SMF作为基于IEEE 1394b标准的传输介质。本发明示出了低价光源的设计的示例。
这里，能够根据传输距离、传输速率和价格等来选择低价光源。传统的FTTH系统中使用的低价光源的典型示例使用了SFP(小型可插拔式)。在将MMF用作850nm的输出波长的SFP中的传输介质的情况下，能够以1.25Gbps的速率将光信号最远传输3Km。因此，使用IEEE 1394的FTTH系统使用SFP作为光源，这是因为能够在近似1～2Km之内设计ONU 400和订户(或网关500)。
当前商业上的IEEE 1394b支持最大800Mbps的传输速率。IEEE1394b标准定义了最大到3.2Gbps的传输速率。出于此原因，正如本发明所示教，将来使用IEEE 1394能够提高FTTH系统的传输容量。
图4示出了本发明使用的数据传输周期的示例。
IEEE 1394原则上定义了125us作为一个周期41、42或43，并定义了具有数据率S100、S200、S400、S800、S1600或S3200的传输层。根据IEEE 1394，同步数据单元404、405、406和412可以最多占用一个周期的80％，而异步数据单元401、402、407、408、409和410可以占用一个周期的总共20％。在每个周期41、42或43的开始，将周期起始分组403或411用于指示新周期的开始。
由于首先考虑到了同步数据的传输定时，并且按照适于发送多媒体数据的传输格式来发送同步数据，因此在异步数据之前发送同步数据。另一方面，异步数据能够使用一个周期的20％，并且考虑到其传输质量将其发送。
因此，根据本发明，将广播信号分配给同步数据，而将通信信号(例如转换(zapping)信号或来自NMS/EMS(网络管理系统/单元管理系统)的信号)等分配给异步数据。因此，与在传统FTTH系统的TDM(时分多路复用)中相同，本发明能够执行基于广播/通信会聚的传输操作。
此外，在IEEE 1394的125us的传输周期内，能够容纳多个同步信道404、405和406。在将最大传输容量设计为400Mbps的情况下，如果将100Mbps的异步数据传输分配给以太网使用，则同步信道能够包括最大300Mbps的不同长度的信道。
例如，能够支持处于50Mbps的最多六个固定长度的广播信道。在27Mbps广播信道的情况下，能够将11个信道发送给单个订户。此外，当每个同步分组的长度变化时，可以根据不同的广播格式来发送数据。理论上，能够支持最多64个同步信道。
因此，根据本发明的FTTH系统提供了在本发明的FTTH系统中使用IEEE 1394传输方法实现的ONU 400和网关500之间的传输技术或操作，而不是通过如前所述的FPGA来实现TDM。
如图2所示，ONU 400包括：波分多路分解器201，用于将从OLT300接收到的光信号分离为广播和通信信号；广播DEMUX(多路分解器)202，用于根据广播，逐信道地分离从波分多路分解器201接收到的广播信号；广播开关203，用于根据订户的选择操作，逐信道地切换已分离的广播信号；通信开关208，用于逐订户地切换从波分多路分解器201分离的下行通信信号，并将从订户接收到的上行通信信号发送到OLT 300；LLC(链路层控制器)204-1到204-n，用于逐订户地将已切换的广播和通信信号转换为IEEE 1394数据；IEEE 1394PHY(物理层控制器)205-1到205-n，用作IEEE 1394接口；低价光收发器(Tx/Rx)206-1到206-n，用于将IEEE 1394数据发送到网关500；以及与LLC 204-1到204-n相连的微处理器207，用于控制广播信号的流动，以便设置用于通信信号的路径和处理控制信号(例如信道转换)。
此外，每个网关500包括：收发器(Tx/Rx)209，用于根据IEEE1394光学地发送和接收光；PHY(物理层控制器)210，用于接收通过低价光收发器209传输的IEEE 1394数据；LLC(链路层控制器)211，用于将IEEE 1394数据转换为广播和通信信号；解码器212，用于接收并解码来自LLC 211的广播信号，并将已解码的广播信号提供给数字TV(电视)；通信开关213，用于接收来自LLC 211的通信信号，以便将所接收的通信信号传送到订户，并接收来自订户的上行通信信号，以便将所接收的上行通信信号传送到LLC 211；以及与LLC211相连的微处理器214，用于控制广播信号的流动，以便设置用于通信信号和控制信号(例如信道转换)的处理的路径。
此外，使用支持IEEE 1394标准的STB将每个订户直接与LLC 211相连，以使用数字TV。在不支持IEEE 1394的情况下，通过解码器212来使用数字TV。使用因特网/PC(个人计算机)，通过通信开关213来接收数据服务。
图3是示出了包括在根据本发明另一方面的使用IEEE 1394的用于广播/通信会聚的FTTH系统的ONU 400的方框图。
如图3所示，根据本发明的ONU 400包括：接收/多路分解单元31，用于接收来自OLT的信号；广播/通信数据切换单元32，用于切换广播和通信信号；以及IEEE 1394数据控制和发送/接收单元33，用于发送和接收IEEE 1394数据。应当注意，作为用于示例目的的演示，可以如图3所示略微不同地设置单元31和32，而并不希望将本发明局限于所示的设置。
根据本发明的此方面，IEEE 1394数据控制和发送/接收单元33将广播开关203的输出转换为IEEE 1394传输帧，并逐订户地将IEEE1394传输帧发送到网关500。为了执行该功能，根据本发明的ONU包括IEEE 1394数据控制和发送/接收单元33，其具有IEEE 1394 LLC204-1到204-n、IEEE 1394 PHY 205-1到205-n、SFP 206-1到206-n和微处理器207。
这里，LLC 204-1到204-n包括适于对其进行控制的预定数目的缓冲器，所述缓冲器具有预定数目的数据接口。由于将包括在LLC204-1到204-n中的每个缓冲器分配给单个的广播信道(或MPTS(多节目传输流))，因此缓冲器的数目与可接受的广播信道(或MPTS)的数目相对应。
此外，与LLC 204-1到204-n相连的微处理器207控制广播信号的流动，设置通信信号的路径并处理控制信号(例如信道转换)。典型地，微处理器207的操作与IEEE 1394标准的规范一致。
能够根据IEEE 1394a标准进行β输出的PHY 205-1到205-n能够直接驱动用于多个订户的光源，例如UTP(非屏蔽双绞线)、POF(塑料光纤)、SFP(小型可插拔)等。优选地，SFP 206-1到206-n保证2Km之内的ONU和订户之间的传输距离和400Mbps等级的传输带宽。能够使用不同的光源来配置系统，例如SFF(小型化)、双向收发器、多光源等。图2所示的光收发器(Tx/Rx)206-1到206-n使用了图3所示的SFP 206-1到206-n。
订户网关500使用了与ONU 400的配置中相同的IEEE发送/接收单元(例如上述低价光源等)。网关500与ONU 400的IEEE 1394控制和发送/接收单元33相对称。这已经参考图2进行了描述。逐订户地独立实现用于IEEE 1394数据的收发器。换句话说，当针对使用1394的多个信道，实现将IEEE 1394设备附加到网络上或从网络上去除时，在每个订户独立地执行用于重设系统的操作，因此不会出现干扰。根据独立IEEE 1394传输网络的实施方式，IEEE 1394传输网络能够提供足够的通信带宽和多个高质量的广播信道。
如以上描述清楚所示，本发明能够通过以下操作来容纳不同信道的广播信号，所述操作为：会聚广播和通信信号，并使用在用于广播/通信会聚的FTTH(光纤到家庭)系统中充当标准接口的IEEE(电气和电子工程师协会)1394传输方法来发送已会聚的广播和通信信号。
此外，本发明通过利用IEEE 1394来发送数据，能够容纳可变带宽的信号。
尽管出于演示的目的已经公开了本发明的优选方面，本领域的技术人员能够理解的是，在不脱离本发明的精神或所附权利要求的范围的前提下，多种修改、添加和替换都是可以的。

Claims (11)

1.一种用于广播/通信会聚的FTTH(光纤到家庭)系统，包括：
OLT(光线路终端)，用于通过单一的光信号(A)传送从外部广播与通信提供者接收的多个广播信号和通信信号；
ONU(光网络单元)，用于从OLT接收光信号(A)，将所接收的光信号分离为多个广播信号和通信信号，光电转换多个广播信号和通信信号，逐订户地切换已转换的广播信号，将已转换的通信信号与已切换的转换广播信号相组合，并通过单一的光信号(B)将合成的已组合转换通信信号和已切换转换广播信号传送到对应的订户；
每个订户处的网关，用于接收来自ONU的光信号(B)，将所接收的光信号分离为广播信号和通信信号，并将广播信号和通信信号传送到对应的订户设备，
其中通过IEEE(电气和电子工程师协会)1394协议来实现ONU和每个订户处的网关之间的连接；
其中，所述ONU包括：
接收/多路分解单元，用于接收来自OLT的光信号(A)，将所接收的光信号分离为多个广播信号和通信信号，并逐信道地多路分解多个广播信号；
广播/通信数据切换单元，用于逐订户地切换由接收/多路分解单元所多路分解的广播信号，并切换从接收/多路分解单元接收到的下行通信信号和从网关接收到的上行通信信号；以及
第一IEEE1394数据控制和发送/接收单元，用于将已切换的广播信号和下行通信信号转换为IEEE1394数据，以便发送所述IEEE1394数据，并接收来自网关的IEEE1394数据。
2.根据权利要求1所述的FTTH系统，其特征在于所述第一IEEE1394数据控制和发送/接收单元包括：
与每个订户相连的LLC(链路层控制器)，用于将已切换的广播信号和下行通信信号转换为IEEE1394数据；
与LLC相连的PHY(物理层控制器)，用于执行IEEE1394接口；
与PHY相连的光收发器，用于将IEEE1394数据发送到网关，所述PHY与每个订户相连；以及
与LLC相连的微处理器，用于控制广播信号的流动，设置通信信号的路径并处理控制信号。
3.根据权利要求2所述的FTTH系统，其特征在于与每个订户相连的光收发器是SFP(小型可插拔)型装置。
4.根据权利要求1到3之一所述的FTTH系统，其特征在于与每个订户相连的LLC包括IEEE1394数据的同步数据中的已切换广播信号，并包括异步数据中的下行通信信号。
5.根据权利要求1到3之一所述的FTTH系统，其特征在于与每个订户相连的LLC包括：
能够被控制的至少一个缓冲器，用于缓冲已切换广播信号中的一个信道的广播信号。
6.根据权利要求1到3之一所述的FTTH系统，其特征在于每个订户处的网关包括：
第二IEEE1394数据控制和发送/接收单元，用于接收通过IEEE1394从ONU接收到的光信号(B)，并将所接收到的光信号分离为切换的广播信号和通信信号；以及
广播/通信数据开关，用于将从第二IEEE1394数据控制和发送/接收单元所接收来的广播信号和通信信号切换到对应的订户设备。
7.一种用于在FTTH(光纤到家庭)系统中提供广播/通信会聚的方法，包括步骤：
(a)由OLT(光线路终端)通过单一的光信号(A)传送从外部广播与通信提供者所接收的多个广播信号和通信信号；
(b)由ONU(光网络单元)从OLT接收光信号(A)，将所接收的光信号分离为多个广播信号和通信信号，光电转换多个广播信号和通信信号，逐订户地切换已转换的广播信号，将已转换的通信信号与已切换的转换广播信号相组合，并通过单一的光信号(B)将合成的已组合转换通信信号和已切换的转换广播信号传送到对应的订户；以及
(c)由每个订户处的网关接收来自ONU的光信号(B)，将所接收的光信号分离为广播信号和通信信号，并将广播信号和通信信号传送到对应的订户设备，
其中通过IEEE(电气和电子工程师协会)1394协议来实现ONU和每个订户处的网关之间的连接。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于步骤(b)中的所述ONU包括：
接收/多路分解单元，用于接收来自OLT的光信号(A)，将所接收的光信号分离为多个广播信号和通信信号，并逐信道地多路分解多个广播信号；
广播/通信数据切换单元，用于逐订户地切换由接收/多路分解单元所多路分解的广播信号，并切换从接收/多路分解单元接收到的下行通信信号和从网关接收到的上行通信信号；以及
第一IEEE1394数据控制和发送/接收单元，用于将已切换的广播信号和下行通信信号转换为IEEE1394数据，以便发送所述IEEE1394数据，并接收来自网关的IEEE1394数据。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述第一IEEE1394数据控制和发送/接收单元包括：
与每个订户相连的LLC(链路层控制器)，用于将已切换的广播信号和下行通信信号转换为IEEE1394数据；
与LLC相连的PHY(物理层控制器)，用于执行IEEE1394接口；
与PHY相连的光收发器，用于将IEEE1394数据发送到网关，所述PHY与每个订户相连；以及
与LLC相连的微处理器，用于控制广播信号的流动，设置用于通信信号的路径，并处理控制信号。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于与每个订户相连的光收发器包括SFP(小型可插拔)型装置。
11.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于与每个订户相连的LLC包括IEEE1394数据的同步数据中的已切换广播信号，并包括异步数据中的下行通信信号。
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