CN202798756U - 一种缆桥交换机 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于网络技术领域，提供了一种缆桥交换机，包括：以太网无源光网络EPON的光网络节点ONU；以太网数据通过同轴电缆传输EOC单元组件，所述EOC单元组件包括四个EOC局端设备，每个所述EOC局端设备中均包括一个双向滤波器；分别连接所述EPON的ONU和所述EOC单元组件的交换背板，所述交换背板包括至少一个公用天线电视CATV输入口和四个CATV及EOC的混合输出口；与所述交换背板连接的电源。本实用新型提供了一种集CATV信号分配和以太网数据交换为一体的缆桥交换机，解决了广电网络最后数百米的数据、视频、语音共缆入户问题。

Description

一种缆桥交换机

技术领域

本实用新型属于网络技术领域，尤其涉及一种缆桥交换机。

背景技术

在国家三网融合发展战略的推动下，广电宽带接入网的双向改造被提上了议事日程，然而，由于光纤到户的成本还比较高，难以大面积地推广应用，因此，以太网无源光网络（Ethernet Passive Optical Network，EPON）+以太网数据通过同轴电缆传输（Ethernet over COAX，EOC）的解决方案是在当前的广电网络现状下性价比高、容易实施的双向接入解决方案之一。

在光进铜退的大趋势下，广电网络将进行光纤的重新布局，光节点将进一步下沉，光纤到大楼（Fiber To The Building，FTTB）将成为主要的发展方向，这就要求双向改造的网络节点设备具有EPON的光网络终端（Optical NetworkUnit，ONU）、EOC局端和公用天线电视（Community Antenna Television，CATV）的信号同时接入等功能。然而，上述多信号同时接入的要求势必会增加网络节点设备的数量，由此加大了网络改造的难度，增加了网络设备的安装空间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种缆桥交换机，旨在节约网络设备的安装空间并降低网络改造升级的工程量。

本实用新型是这样实现的，一种缆桥交换机，包括：

以太网无源光网络EPON的光网络节点ONU；

以太网数据通过同轴电缆传输EOC单元组件，所述EOC单元组件包括四个EOC局端设备，每个所述EOC局端设备中均包括一个双向滤波器；

分别连接所述EPON的ONU和所述EOC单元组件的交换背板，所述交换背板包括至少一个公用天线电视CATV输入口和四个CATV及EOC的混合输出口；

与所述交换背板连接的电源。

进一步地，所述交换背板包括千兆网物理层芯片；

所述EPON的ONU包括：

千兆PON口；

与所述千兆网物理层芯片的千兆媒体独立接口GMII连接的GMII的内部接口。

进一步地，所述交换背板包括：

分别与所述四个EOC局端设备连接的CATV分配单元。

进一步地，所述交换背板包括：

与所述CATV分配单元连接的过流保护单元。

进一步地，还包括：

通过所述交换背板分别与所述四个EOC局端设备连接的网管单元。

进一步地，还包括：

与所述网管单元连接的温度传感器。

进一步地，还包括：

分别连接所述交换机的盖板和所述网管单元的干簧管。

进一步地，所述交换机的盖板闭合时，所述干簧管处于闭合状态；

所述交换机的盖板开启时，所述干簧管处于断开状态。

进一步地，所述交换背板包括：

连接成RJ45接口的第一千兆以太网GE口和第二GE口，所述第一GE口与所述EPON的ONU连接。

进一步地，所述交换背板包括：

连接所述EPON的ONU、所述EOC组件单元和所述网管单元的16PIN的金手指插座，所述金手指插座包括五个GE口。

本实用新型实施例基于EPON+EOC的解决方案，提供了一种集CATV信号分配和以太网数据交换为一体的缆桥交换机，以作为EPON+EOC的数据接入设备，可以兼容各厂家的OLT设备，进行和OLT设备的互联互通，解决了广电网络最后数百米的数据、视频、语音共缆入户问题。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例提供的缆桥交换机的结构框图；

图2是本实用新型第二实施例提供的缆桥交换机的结构框图；

图3是本实用新型实施例提供的缆桥交换机所运行的系统框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例基于EPON+EOC的解决方案，提供了一种集CATV信号分配和以太网数据交换为一体的缆桥交换机，以作为EPON+EOC的数据接入设备，可以兼容各厂家的OLT设备，进行和OLT设备的互联互通，解决了广电网络最后数百米的数据、视频、语音共缆入户问题。

图1示出了本实用新型第一实施例提供的缆桥交换机的结构框图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。

参照图1，该缆桥交换机包括：

EPON的ONU 11；

EOC单元组件12，所述EOC单元组件包括四个EOC局端设备121，每个所述EOC局端设备121中均包括一个双向滤波器122；

分别连接所述EPON的ONU 11和所述EOC单元组件12的交换背板13，所述交换背板包括至少一个公用天线电视CATV输入口131和四个CATV及EOC的混合输出口132；

与所述交换背板连接的电源14。

具体地：

EPON的ONU 11包括：

外接OLT设备的千兆PON口，可以上联不同厂家的OLT设备。

与交换背板13连接的千兆媒体独立接口（Gigabit Medium IndependentInterface，GMII）的内部接口，具体地，该GMII的内部接口通过网线与交换背板13中的千兆网物理层芯片的GMII连接，该千兆网物理层芯片可以为88E1111的GMII连接，实现千兆以太网（Gigabit Ethernet，GE）的输出。

在本实施例中，EPON的ONU 11与OLT设备之间的光纤最大传输距离为20Km。

可选地，EPON的ONU 11可以采用CORTINA公司的PCCS8016E，其是一款单芯片的解决方案，内置帧缓存、随机存储器（Random Access Memory，RAM）、PON和以太网SERDES（串行器SERializer/解串器DESerializer）。EPON的ONU 11的管理和控制功能可以由该芯片的ARM9处理器完成。该芯片还集成了帧缓冲存储，从而减少了对外部RAM的需求。

在实现上，需要在EPON的ONU 11的底层添加上一个能发送用于拓扑认证的二层广播包的功能，同时还需要使EPON的ONU 11能接收和解析其他设备发来的认证信息，把下联设备的信息以数据链的形式存储起来以供OLT设备查询。同时，还需要EPON的ONU11侦听相连接的各个设备发来的认证信息，并且判断这些信息是否有变化，以此来构建并维护整个缆桥设备的拓扑结构。

在EOC单元组件12中，包括了四个EOC局端设备，用于将EPON的ONU11经交换背板13输出的以太网数据调制到预设频率的射频信号输出，例如，调制到7.5MHz~30MHz的射频信号输出。

在本实施例中，在每个EOC局端设备的内部，均包括一个双向滤波器，用于将EOC局端设备输出的7.5MHz~30MHz的射频信号和47MHz～1000MHz的CATV信号混合后输出。

可选地，EOC局端设备可以采用满足Homeplug AV标准的ATHERO公司的INT6400方案，以太网数据进入IP3210后通过PHY IP101A送入INT6400，经过OFDM调制后再经INT1400转换放大到7.5MHz~30MHz的射频信号输出。

在实现上，需要在每个EOC局端设备的底层上增加一个能接收EPON的ONU 11发来的认证广播包的应用程序，并解析出EPON的ONU 11的MAC地址，然后把自己的IP地址、MAC地址、软件版本和设备类型等信息封装成二层私有协议的数据包反馈给EPON的ONU 11。

交换背板13包括七个GE口，其中，第一GE口和第二GE口通过一个转接板连接成RJ45接口，第一GE口与EPON的ONU 11的GE口连接，用于与EPON的ONU 11进行数据交换，第二GE口用于测试。其余的五个GE口组成16PIN的金手指插座，用于进行EPON的ONU 11、4个EOC局端设备和网管单元13之间的数据交换和供电，以通过该金手指插座进行数据交换和供电。

可选地，交换背板13包括CATV分配单元，分别与所述四个EOC局端设备连接，用于将输入的CATV信号分配给四个EOC局端设备。

可选地，交换背板13包括与CATV分配单元连接的过流保护单元，用于对CATV信号进行过流保护。

可选地，交换背板13可以采用88E6351方案，通过吉比特介质独立接口（Reduced Gigabit Media Independent Interface，RGMII）外接2个GE-PHY88E1111以实现七个GE口。

电源14与交换背板13连接，通过交换背板13为所述缆桥交换机供电。

可选地，电源14可以采用日本山肯公司STR-W6753-LF2000/DIP方案，输出+12V/3A的电源。

图2示出了本实用新型第二实施例提供的缆桥交换机的结构框图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。

在本实施例中，在本实用新型图1所示实施例的基础上，增加了网管单元15。

网管单元15包括第一通用输入/输出（General Purpose Input Output，GPIO）、第二GPIO、第三GPIO和第四GPIO，分别通过交换背板13与EOC单元组件12中的EOC局端设备连接，通过驱动程序对EOC局端设备发送的信号进行读取，以判断相应的EOC局端设备是否处于在线状态。

具体地，上述GPIO分别将外部的电压和交换背板13发送的电流进行采样后得到的对应电压送到网管单元15中的两个模数转换（Analog-to-DigitalConversion，ADC）电路，从而得到电源电压的监控状态信息。

在本实施例中，缆桥交换机工作的电流电压均是模拟信号，需要通过ADC电路来实现对电流和电压的数据采集，以监测主板的电源和电流是否正常。具体地，首先通过对电流电压进行采样，其采样精度越高，转换后越接近转换前的状态，其次，保持一定时间后通过中央处理器（Centre Process Unit，CPU）把值讨回到寄存器里，由此便完成了一次AD转换。需要注意的是，采样频率要大于等于模拟信号频率的2倍才能保证采样不失真，最后，按照公式：转换后的值/转换精度*基准值，但得到AD转换的最终值，在此，可以选择10位的精度来实现AD转换。

可选地，所述交换机还包括：

与所述网管单元连接的温度传感器，此时，网管单元15还包括了：

第五GPIO，与温度传感器连接，以读取出相应的环境温度。

可选地，所述温度传感器为DS1820芯片，其采用单总线的通信方式以节约GPIO口，同时，该芯片直接将温度转换成了数字信号，不再需要进行模数转换，且其精度可以达到0.0625℃。

可选地，所述交换机还包括：

分别连接所述交换机的盖板和所述网管单元15的干簧管，此时，网管单元15还包括了：

第六GPIO，与该干簧管连接，该干簧管分别连接第六GPIO口与缆桥交换机的盖板，通常处于闭合状态，当揭开缆桥交换机的盖板时，该干簧管就会转换成断开的状态，从而实现开盖告警。

在本实施例中，干簧管的开闭状态通过第六GPIO口进行反馈，在软件驱动上需要通过读取第六GPIO口以获取到开盖告警的值，判断缆桥交换机是否开盖。

可选地，网管单元15可以通过AT91SAM9260方案实现。

在本实施例中，网管单元15主要用于对单台独立的缆桥交换机或者综合节点站进行认证和管理，因此具有能接收ONU及ONU转发EOC局端设备的数据包的后台服务程序，以使缆桥交换机通过判断信息包的协议类型和来自交换背板13的端口信息来进行筛选，从而确定该缆桥交换机下面有哪些组件。网管单元15还需要把解析出来的拓扑结构及其相应的设备信息以共享内存、Sqlite数据库的形式记录下来，以供上层网管程序获取并展现。

本实用新型实施例基于EPON+EOC的解决方案，提供了一种集CATV信号分配和以太网数据交换为一体的缆桥交换机，以作为EPON+EOC的数据接入设备，可以兼容各厂家的OLT设备，进行和OLT设备的互联互通，解决了广电网络最后数百米的数据、视频、语音共缆入户问题。

图3示出了本实用新型实施例提供的缆桥交换机所运行的系统框图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。

参照图3，缆桥交换机的输入端一方面通过光纤上联OLT设备，以进行以太网数据的输入，另一方面通过至少一个CATV输入口连接同轴电缆从而输入CATV信号。而在缆桥交换机的输出端，四个CATV及EOC的混合输出口通过接入光纤－同轴电缆混合网络（Hybrid Fiber－Coaxial，HFC）分配网，进而分别接入不同的EOC终端设备，包括EOC客户端、通信服务器、数据库服务器等等。

以下对本实用新型图1和图2所示实施例提供的缆桥交换机运行时的数据流说明：

EPON的ONU通过单光纤上联至OLT设备，光网络信号经由PON口在EPON的ONU内转换成以太网数据后通过一根网线输出至交换背板，由交换背板将数据分发到四个EOC局端设备，而后在EOC局端设备中将数据调制成预设频率的射频信号；而对于输入的CATV信号，经过交换背板的CATV分配单元后分成四路分别送入四个EOC局端设备，通过每个EOC局端设备中的双向滤波器与调制后的射频信号混合输出后在同轴网络中共缆传输。

本实用新型实施例基于EPON+EOC的解决方案，提供了一种集CATV信号分配和以太网数据交换为一体的缆桥交换机，以作为EPON+EOC的数据接入设备，可以兼容各厂家的OLT设备，进行和OLT设备的互联互通，解决了广电网络最后数百米的数据、视频、语音共缆入户问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种缆桥交换机，其特征在于，包括：

以太网无源光网络EPON的光网络节点ONU；

以太网数据通过同轴电缆传输EOC单元组件，所述EOC单元组件包括四个EOC局端设备，每个所述EOC局端设备中均包括一个双向滤波器；

分别连接所述EPON的ONU和所述EOC单元组件的交换背板，所述交换背板包括至少一个公用天线电视CATV输入口和四个CATV及EOC的混合输出口；

与所述交换背板连接的电源。

2.如权利要求1所述的交换机，其特征在于，所述交换背板包括千兆网物理层芯片；

所述EPON的ONU包括：

千兆PON口；

与所述千兆网物理层芯片的千兆媒体独立接口GMII连接的GMII的内部接口。

3.如权利要求1所述的交换机，其特征在于，所述交换背板包括：

分别与所述四个EOC局端设备连接的CATV分配单元。

4.如权利要求3所述的交换机，其特征在于，所述交换背板包括：

与所述CATV分配单元连接的过流保护单元。

5.如权利要求1所述的交换机，其特征在于，还包括：

通过所述交换背板分别与所述四个EOC局端设备连接的网管单元。

6.如权利要求5所述的交换机，其特征在于，所述交换机还包括：

与所述网管单元连接的温度传感器。

7.如权利要求5所述的交换机，其特征在于，所述交换机还包括：

分别连接所述交换机的盖板和所述网管单元的干簧管。

8.如权利要求7所述的交换机，其特征在于，所述交换机的盖板闭合时， 所述干簧管处于闭合状态；

所述交换机的盖板开启时，所述干簧管处于断开状态。

9.如权利要求1所述的交换机，其特征在于，所述交换背板包括：

连接成RJ45接口的第一千兆以太网GE口和第二GE口，所述第一GE口与所述EPON的ONU连接。

10.如权利要求5所述的交换机，其特征在于，所述交换背板包括：

连接所述EPON的ONU、所述EOC组件单元和所述网管单元的16PIN的金手指插座，所述金手指插座包括五个GE口。 

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