CN1315325C - 在有线电视网上提供宽带接入及电话业务的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种在有线电视网上提供宽带接入及电话业务的方法及系统，其中方法为：下行业务时：将发送给用户的数字用户线信号和模拟语音信号混合为第一混合信号进行传输；将第一混合信号与有线电视信号混合为第二混合信号传输至用户终端侧；以及将第二混合信号分离为数据信号数字用户线信号、模拟语音信号和有线电视射频信号提供给用户；上行业务时：将用户发送的数字用户线信号和模拟语音信号混合为第三混合信号并传输；将第三混合信号进行非平衡到平衡的转换后形成第四混合信号并传输；将所述第四混合信号分离为数字用户线信号和模拟语音信号，并将该数字用户信号进行解调后发送到交换设备，将该模拟语音信号转换为IP语音信号后发送到交换设备。
Description
技术领域
本发明涉及宽带网络技术，特别涉及在一种在有线电视网上提供宽带接入及电话业务的方法及系统。
背景技术
在一定区域内用有线方式为用户提供多路图像、声音广播及数据信号的系统叫有线电视系统(CATV)。
九十年代中期以后，随着社会的进步、技术的发展，有线电视系统向着大规模化、多功能化、多业务化的方向迅速发展。除了基本的广播电视节目以外，各种新技术、新业务如光纤技术、双向传输、VOD、光线同轴混合网(HFC))技术、多媒体业务等得到了越来越广泛的应用。尤其是光传输技术的应用，克服了同轴电缆传输方式的一系列严重缺陷，实现了有线电视网络向光纤同轴混合网的推进，是有线电视技术发展的一次重大飞跃。
宽带网络和宽带业务发展迅速，电话用户电缆的双绞线上发展xDSL宽带接入技术已经广为应用。xDSL技术是基于普通双绞线的调制技术，目前发展很快，目前已经形成标准的有ADSL技术、VDSL技术、SHDSL技术等。
参阅图1，当前通行的光线同轴混合网(HFC)数据接入系统主要设备包括：电缆调制解调局端设备(Cable Modem Termination System，CMTS)、上变频器、网管/操作支持系统(Operation Support System，OSS)和电缆调制解调器(CableModem，CM)等。
CMTS：HFC网络数据接入局端设备，是数据网络和HFC模拟射频网络的连接设备，主要完成网络数据的转发、协议处理以及射频调制解调等功能。
上变频器：有线电视网宽带频率变换设备，将CMTS输出的下行中频模拟信号变换到有线电视任一电视频道上。
网管/操作支持系统服务器(OSS Server)：网管/操作支持系统(OSS)服务器提供系统和网络的设备管理、以及系统运行所需的各种服务器支持(DHCP、TFTP、ToD、LOG服务器)。
CM：连接HFC网和用户终端，主要完成的功能包括HFC网和用户数据网络(或者数据设备)之间的数据转发、协议处理以及调制解调等功能。
但是，上述技术方案却具有如下缺点：
HFC数据接入系统的数据接入为共享带宽方式，相互影响，降低了系统的性能；
该系统只支持数据接入，不能和普通电话业务融合，给用户带来了不便；
上行漏斗噪声较大，易导致误码的出现；
如要增加对电话业务的支持，需要对现有HFC网络要进行大规模的双向改造，成本较高，可推行性差。
发明内容
本发明提供一种在有线电视网上提供宽带接入及电话业务的方法及系统，以解决现有的HFC数据接入网络中不支持普通电话业务的问题。
为解决上述问题，本发明提供如下的技术方案：
一种在有线电视网上提供宽带接入及电话业务的方法，所述的宽带接入及电话业务包括下行业务和上行业务，下行业务时，用户接收来自有线电视网的信号；上行业务时，用户向有线电视网发送信号，其中：
执行下行业务时，包括如下步骤：
将发送给用户的各种数字用户线信号和模拟语音信号混合为第一混合信号进行传输；
将接收到的第一混合信号与有线电视信号混合为第二混合信号，并通过射频电缆传输至用户终端侧；以及
将第二混合信号分离为数字用户线信号、模拟语音信号和有线电视信号分别提供给用户；
执行上行业务时，包括如下步骤：
将用户发送的数字用户线信号和模拟语音信号混合为第三混合信号，并通过射频电缆传输；
将第三混合信号进行非平衡到平衡的转换后形成第四混合信号并传输；
将所述第四混合信号分离为数字用户线信号和模拟语音信号，并将该数字用户信号进行解调后发送到交换设备，将该模拟语音信号转换为IP语音信号后发送到交换设备。
一种提供宽带接入及电话业务的系统，包括与电话网络或/和IP网络连接的宽带接入设备，其特征在于还包括：
综合会聚模块，与所述宽带接入设备连接，用于转发从网络接收的下行数据，以及汇聚上行数据并发送到宽带接入设备；
综合接入模块，与所述综合会聚模块连接，将从综合会聚模块接收的下行数据中的数据信号和语音信号复用为数字用户线信号，以及从接收的上行信号中分离出数字用户线信号和语音信号；
光接收机，将从光缆接收的光信号转换为射频信号；
射频放大器，对所述光接收机输出的信号进行放大；
射频分配器，用于分配所述射频放大器输出的射频信号；
末端综合接入模块，与所述综合接入模块和射频分配器连接，将射频分配器输出的电视信号和综合接入模块输出的数字用户线信号进行混合，并完成数字用户线信号平衡与非平衡方式的转换；
用户终端，与用户和所述末端综合接入模块连接，将从末端综合接入模块接收的信号分离为数字用户线信号、语音信号和有线电视信号分别提供给用户，以及将数字用户线信号和语音信号进行混合后提供给所述末端综合接入模块。
本发明有效利用现有有线电视(CATV)的同轴网资源，实现了有线电视、数据接入、电话等多种业务的一线到户，使现有同轴网络得到增值，同时也使成本降低。
附图说明
图1为HFC数据接入系统基本组成；
图2本发明的组网图；
图3为下行业务处理流程图；
图4为上行业务处理流程图；
图5为POTS、ADSL和CATV信号混合原理图；
图6为POTS、ADSL和CATV信号分离原理图。
具体实施方式
本发明是在CATV网络上融入宽带接入、电话等多种业务。
参阅图2所示的系统，该系统主要包括：
宽带接入设备：用于连接电话网络和IP网络；
综合会聚模块：包括以太网交换机，与宽带接入设备连接。对综合接入模块的上行数据流进行汇聚，通过上行数据光口送到三层交换设备、NGN语音交换平台进行处理；将宽带接入设备发送来的下行数据转发到综合接入模块。
光接收机：接收有线电视光信号并转换为射频信号。
射频放大器：对光接收机输出的射频信号进行放大处理。
光接收机和射频放大器设置在综合会聚模块中，一般布置于小区机房。
综合接入模块：通过五类双绞线与所述综合会聚模块连接。将从综合会聚模块接收的下行数据中的数据信号和语音信号复用为数字用户线信号，以及从接收的上行数据中分离出数据信号和语音信号。综合接入模块一般布置于楼栋内。
综合接入模块包括以太网交换机、语音远端模块和数字用户线接入复用(DSLAM)设备。以太网交换机用于转发数据信号和语音信号；语音远端模块将该以太网交换机转发来的IP语音信号转换为模拟语音信号，以及将数字用户线接入复用设备发送来的模拟语音信号转换为IP语音信号后提供给以太网交换机；数字用户线接入复用设备，将以太网交换机发送来的数据信号转换为数字用户线信号并与模拟语音信号混合，以及从接收的混合信号分离数据信号和模拟语音信号分别发送给以太网交换机和语音远端模块。
射频分配器：用于对输入的射频信号进行多路分配。
末端综合接入模块：通过射频电缆与射频分配器连接，通过双绞线与综合接入模块连接。将DSLAM设备发送来的混合信号以频分复用方式混入同轴线缆中传送到用户侧；对用户侧发送来的数字用户线信号进行平衡与非平衡方式的转换后送往综合接入模块的DSLAM设备。
用户终端：与用户和末端综合接入模块连接，用户终端通过射频电缆与末端综合接入模块连接。用户终端从射频电缆中分离出CATV信号、数字用户线信号和模拟语音信号，提供给用户使用；将用户侧的数据信号和电话信号混合后混入射频电缆送到末端综合接入模块。用户终端一般布置在用户家中。
本发明的处理流程如下：
参阅图3，下行业务(即从网络到用户侧方向)：软交换平台及路由器发送给用户的数据通过宽带接入设备送到综合会聚模块的以太网交换机，从该以太网交换机的下行口再传到综合接入模块的以太网交换机的上行口(步骤10)；通过以太网交换机将INTERNET数据传到DSLAM设备，调制成数字用户线xDSL信号；语音数据被传到远端语音模块转换为模拟语音信号，再送到DSLAM设备与xDSL信号混合为第一混合信号(步骤20)；第一混合信号通过用户线传到末端综合接入模块，与CATV信号一起混合为第二混合信号并通过射频电缆传输(步骤30)；第二混合信号传到用户终端侧后，数字用户线信号、模拟语音信号和CATV信号被分离出来，分别提供给电脑、电话和电视，进行业务应用(步骤40)。
参阅图4，上行业务(即从用户到网络侧方向)：用户的数字用户线信号和语音信号通过用户终端混合为第三混合信号，并通过射频电缆传到末端接入模块(步骤100)；在末端接入模块中，对第三混合信号进行非平衡到平衡的转换，成为第四混合信号，第四混合信号通过用户电缆(双绞线)传到综合接入模块的DSLAM设备(步骤200)；在DSLAM设备中，数字用户线信号与模拟语音信号得到分离，数字用户线信号被解调后汇聚到DSLAM设备的上行网口，送到综合接入模块内部的以太网交换机；模拟语音信号送到远端语音模块进行模拟语音到IP的转换，也通过上行网口送到综合接入模块内部的以太网交换机(步骤300)；然后通过交换机上行口传到综合会聚模块的以太网交换机，该综合会聚模块的交换机对多个综合接入模块的上行数据信号进行汇聚后，通过上行网口送到宽带接入设备进行三层交换，宽带接入设备将DSLAM设备上行的数据转发到路由器，与Internet相连；宽带接入设备将远端语音模块的上行数据转发到软交换平台，进行语音交换，软交换平台可以通过媒体网关与PSTN网互通(步骤400)。
本发明的核心在于将语音、xDSL信号和CATV信号一起混入射频电缆，并可以在用户侧分离出来。以下以ADSL信号为例对说明信号混合的实现，其中POTS信号和ADSL信号的混合已在DSLAM设备中完成。
在末端综合接入模块侧的信号混合参阅图5所示：语音的带宽为300Hz～4kHz，其中铃流为25Hz，ADSL信号的带宽为26kHz～1.1MHz，CATV信号为87MHz～860MHz，在末端接入模块。通过低通滤波器(0～100Hz)以及相应的直流回路，可以实现POTS信号中直流和铃流的混入，通过高通滤波器1(200Hz～2MHz)以及相应的平衡转非平衡电路，可以实现语音信号和ADSL信号的混入，通过高通滤波器2(87MHz～870MHz)实现CATV信号的混入。以上均为无源电路。
在用户终端侧的信号分离参阅图6所示：用与图3对称的电路即可实现POTS&ADSL和CATV信号的分离。
以上信号的混合和分离都是在物理层进行的，不涉及任何协议、软件的修改，因此有较强的适应性。末端综合接入模块和用户终端对POTS&ADSL信号的处理都是双工的。
现有成熟的宽带技术主要是xDSL，应用广泛，单路成本低廉。xDSL技术是基于普通双绞线的调制技术，要求网络是星型结构。对于目前的CATV网络，只有末端射频分配器之后能保证是星型结构，对这部分网络采用频分复用的调制技术将xDSL信号混入同轴电缆，对于其它部分，则通过增加适量的布线实现，具体包括(参阅图2)：
综合会聚模块与每个综合接入模块之间布一条五类双绞线，对于150m以下的距离，采用普通百兆以太网传输方式；对于大于150m的情况，可采用4路VDSL捆绑传输的方式。
综合接入模块与每个末端综合接入模块之间布一条用户线缆，传输xDSL信号、TV控制信号和馈电信号。
Claims (12)
1、一种在有线电视网上提供宽带接入及电话业务的方法，所述的宽带接入及电话业务包括下行业务和上行业务，下行业务时，用户接收来自有线电视网的信号；上行业务时，用户向有线电视网发送信号，其特征在于：
执行下行业务时，包括如下步骤：
将发送给用户的各种数字用户线信号和模拟语音信号混合为第一混合信号进行传输；
将接收到的第一混合信号与有线电视信号混合为第二混合信号，并通过射频电缆传输至用户终端侧；以及
将第二混合信号分离为数字用户线信号、模拟语音信号和有线电视信号分别提供给用户；
执行上行业务时，包括如下步骤：
将用户发送的数字用户线信号和模拟语音信号混合为第三混合信号，并通过射频电缆传输；
将第三混合信号进行非平衡到平衡的转换后形成第四混合信号并传输；
将所述第四混合信号分离为数字用户线信号和模拟语音信号，并将该数字用户信号进行解调后发送到交换设备，将该模拟语音信号转换为IP语音信号后发送到交换设备。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，在将数字用户线信号和模拟语音信号混合为第一混合信号之间前，将交换设备发送来的IP数据包调制成数字用户线信号，将交换设备发送来的IP语音信号转换为模拟语音信号。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用频分复用方式将第一混合信号与有线电视信号混合。
4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一混合信号和第四混合信号通过双绞线传输。
5、一种提供宽带接入及电话业务的系统，包括与电话网络或/和IP网络连接的宽带接入设备，其特征在于还包括：
综合会聚模块，与所述宽带接入设备连接，用于转发从网络接收的下行数据，以及汇聚上行数据并发送到宽带接入设备；
综合接入模块，与所述综合会聚模块连接，将从综合会聚模块接收的下行数据中的数据信号和语音信号复用为数字用户线信号，以及从接收的上行信号中分离出数字用户线信号和语音信号；
光接收机，将从光缆接收的光信号转换为射频信号；
射频放大器，对所述光接收机输出的信号进行放大；
射频分配器，用于分配所述射频放大器输出的射频信号；
末端综合接入模块，与所述综合接入模块和射频分配器连接，将射频分配器输出的电视信号和综合接入模块输出的数字用户线信号进行混合，以及完成数字用户线信号平衡与非平衡方式的转换；
用户终端，与用户和所述末端综合接入模块连接，将从末端综合接入模块接收的信号分离为数字用户线信号、语音信号和有线电视信号分别提供给用户，以及将数字用户线信号和语音信号进行混合后提供给所述末端综合接入模块。
6、如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述综合会聚模块包括用于数据转发的以太网络交换机，所述光接收机和射频放大器设置在该综合会聚模块中。
7、如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述综合接入模块包括：以太网交换机、语音远端模块和数字用户线接入复用设备；
所述以太网交换机用于转发数据信号和IP语音信号；
所述语音远端模块将该以太网交换机转发来的IP语音信号转换为模拟语音信号，以及将数字用户线接入复用设备发送来的模拟语音信号转换为IP语音信号后提供给以太网交换机；
所述数字用户线接入复用设备将以太网交换机发送来的数据信号转换为数字用户线信号并与模拟语音信号混合，以及从接收的混合信号分离数据信号和模拟语音信号分别发送给以太网交换机和语音远端模块。
8、如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述综合接入模块与综合会聚模块通过五类双绞线连接。
9、如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述末端综合接入模块与用户终端通过双绞线连接。
10、如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述用户终端通过射频电缆与末端综合接入模块连接。
11、如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述末端综合接入模块至少包括低通滤波器和高通滤波器。
12、如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述用户终端至少包括低通滤波器和高通滤波器。
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