專利名稱：一種HiNOC設(shè)備及其實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于三網(wǎng)融合通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種HiNOC設(shè)備及其實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
“三網(wǎng)融合”又稱“三網(wǎng)合一”，意指電信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)和計算機通信網(wǎng)的相互滲透、互相兼容、并逐步整合成為全世界統(tǒng)一的信息通信網(wǎng)絡?！叭W(wǎng)融合”是為了實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的共享，避免低水平的重復建設(shè)，形成適應性廣、容易維護、費用低的高速寬帶的多媒體基礎(chǔ)平臺。其表現(xiàn)為技術(shù)上趨向一致，網(wǎng)絡上可以實現(xiàn)互聯(lián)互通，形成無縫覆蓋，業(yè)務上互相滲透和交叉，應用上趨向使用統(tǒng) 一的IP協(xié)議，在經(jīng)營上互相競爭、互相合作，朝著向人類提供多樣化、多媒體化、個性化服務的同一目標逐漸交匯在一起，行業(yè)管制和政策方面也逐漸趨向統(tǒng)一。為滿足三網(wǎng)融合業(yè)務(視頻、語音、數(shù)據(jù))的承載要求，有線電視網(wǎng)絡在雙向網(wǎng)絡改造與NGB(Next Generation Broadcasting Network,下一代廣播電視網(wǎng))建設(shè)過程中米用EPON(以太無源光網(wǎng)絡)+EOC (Ethernet over Coax,以太數(shù)據(jù)通過同軸電纜傳輸)的廣電雙向化改造組網(wǎng)模式。其中，EoC是在有線電視同軸網(wǎng)絡中不影響CATV業(yè)務的情況下傳輸以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的一種寬帶接入技術(shù)。當前已有一些國外的組織或聯(lián)盟提出了一些基于同軸電纜的寬帶接入方案，包括HomePlugAV、HomePNA、MoCA等。其存在的主要問題如下:HomePlugAV和HomePNA都是將原來分別用于電力線的HomePlug技術(shù)和基于電話線的HomePNA技術(shù)直接用在同軸電纜上，其主要問題是沒有充分考慮同軸電纜良好的傳輸特性，而沿用原有的強干擾、傳輸特性差的電力線環(huán)境下的系統(tǒng)參數(shù)，導致系統(tǒng)傳輸效率不能得到有效地提高。另外其通信頻段主要集中于低頻端，可使用的頻段資源較少。MoCAl.0技術(shù)使用800MHz 1500MHz頻段。每個信道帶寬為50MHz，采用OFDM調(diào)制和TDMA/TDD技術(shù)。MoCA的主要問題是:其設(shè)計帶寬為50MHz，不能適應我國電視系統(tǒng)電視頻道帶寬為8MHz的要求。另外，MoCA要求50MHz的相鄰頻帶不可以使用，這樣導致系統(tǒng)的效率很低。并且，它是針對家庭網(wǎng)絡而設(shè)計的，不完全適于寬帶接入的應用需求。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種HiNOC設(shè)備及其實現(xiàn)方法，用以滿足有線電視雙向改造與NGB建設(shè)的電纜接入技術(shù)需求。為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種HiNOC設(shè)備及其實現(xiàn)方法。一種HiNOC設(shè)備，包括以太網(wǎng)接口模塊、CPU、HiN0C PHY模塊、同軸射頻模塊；所述以太網(wǎng)接口模塊用以實現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的接入；所述CPU與以太網(wǎng)接口模塊相連，用以對以太網(wǎng)接口模塊的運行模式和狀態(tài)進行管理，并實現(xiàn)HiNOC的媒質(zhì)接入控制和業(yè)務適配；所述HiNOCPHY模塊與CPU相連，用以根據(jù)CPU的指示對HiNOC的物理層基帶進行調(diào)制解調(diào)；所述同軸射頻模塊與HiNOC PHY模塊相連，用以在特定頻率范圍內(nèi)發(fā)射來自HiNOC PHY模塊的射頻信號，并接收來自外部設(shè)備的射頻信號轉(zhuǎn)發(fā)給HiNOC PHY模塊。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述HiNOC PHY模塊通過標準的PCI總線與CPU相連。作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述HiNOC PHY模塊包括數(shù)字接口和模擬接口。作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述HiNOC PHY模塊為模擬前端。作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述HiNOC PHY模塊采用OFDM調(diào)制方式。一種HiNOC設(shè)備的實現(xiàn)方法，包括以下步驟:步驟一，以太網(wǎng)接口模塊接入以太網(wǎng)數(shù)據(jù)；步驟二，CPU對以太網(wǎng)接口模塊的運行模式和狀態(tài)進行管理，同時對HiNOC的媒質(zhì)進行接入控制和業(yè)務適配；步驟三，HiNOC PHY模塊根據(jù)CPU的指示對HiNOC的物理層基帶進行調(diào)制解調(diào)；步驟四，同軸射頻模塊在特定頻率范圍內(nèi)發(fā)射來自HiNOC PHY模塊的射頻信號，并接收來自外部設(shè)備的射頻信號轉(zhuǎn)發(fā)給HiNOC PHY模塊。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述以太網(wǎng)接口模塊對外提供至少一個以太網(wǎng)接口，所述以太網(wǎng)接口為千兆以太網(wǎng)接口或百兆以太網(wǎng)接口。作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，步驟二中，對HiNOC的媒質(zhì)進行接入控制和業(yè)務適配的具體內(nèi)容包括提供數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)、節(jié)點接納、帶寬請求與分配、多址接入控制、和鏈路維護。作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述HiNOC PHY模塊采用OFDM調(diào)制方式，單信道帶寬為16MHz，每個單信道包含256個子載波，子載波間隔為62.5KHz。作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，步驟四中，所述特定頻率范圍為8 24MHz。如上所述，本發(fā)明所述的HiNOC設(shè)備及其實現(xiàn)方法，具有以下有益效果:本發(fā)明具有高性能、低成本、推廣能力高的特點，在HiNOC物理層進行的基帶調(diào)制解調(diào)，單信道帶寬16MHz，在MAC層網(wǎng)絡拓撲支持點到多點的組網(wǎng)方式，動態(tài)范圍在45dB以上，用戶接入速率可達40Mbps以上，符合我國有線電視雙向改造與NGB建設(shè)的電纜接入技術(shù)需求。


圖1為本發(fā)明所述的有線電視網(wǎng)絡的HiNOC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本發(fā)明所述的有線電視網(wǎng)絡的HiNOC系統(tǒng)的實現(xiàn)元件示意圖。圖3為本發(fā)明所述的有線電視網(wǎng)絡的HiNOC系統(tǒng)的應用示意圖。元件標號說明1、以太網(wǎng)接口模塊； 2、CPU;3、HiNOC PHY模塊； 4、同軸射頻模塊；
具體實施例方式以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式
加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。請參閱附圖。需 要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復雜。HINOC (High-performance Network Over Coax,高性能同軸網(wǎng)絡)是我國自主研發(fā)的高性能同軸電纜雙向?qū)拵Ы尤爰夹g(shù)。本發(fā)明提出一種HiNOC設(shè)備及其實現(xiàn)方法，該系統(tǒng)設(shè)備具有高性能、低成本、推廣能力高的特點，它根據(jù)HINOC系統(tǒng)的設(shè)計需求，采用HiNOC物理層基帶調(diào)制解調(diào)芯片BW7800，單信道帶寬16MHz，MAC層網(wǎng)絡拓撲支持點到多點的組網(wǎng)方式(支持節(jié)點數(shù)不低于16)，動態(tài)范圍在45dB以上，用戶接入速率可達40Mbps以上，符合我國有線電視雙向改造與NGB建設(shè)的電纜接入技術(shù)需求。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細說明。實施例一本實施例提供一種HiNOC設(shè)備，如圖1所示，包括以太網(wǎng)接口模塊1、CPU 2,HiNOCPHY模塊3、同軸射頻模塊4 ;所述以太網(wǎng)接口模塊用以實現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的接入；所述CPU與以太網(wǎng)接口模塊相連，用以對以太網(wǎng)接口模塊的運行模式和狀態(tài)進行管理，并實現(xiàn)HiNOC的媒質(zhì)接入控制和業(yè)務適配；所述HiNOC PHY模塊與CPU相連，用以根據(jù)CPU的指示對HiNOC的物理層基帶進行調(diào)制解調(diào)；所述同軸射頻模塊與HiNOC PHY模塊相連，用以在特定頻率范圍內(nèi)發(fā)射來自HiNOC PHY模塊的射頻信號，并接收來自外部設(shè)備的射頻信號轉(zhuǎn)發(fā)給HiNOC PHY 模塊。以太網(wǎng)接口模塊I以太網(wǎng)接口模塊對外提供一個或多個千兆或百兆以太網(wǎng)接口，實現(xiàn)外部以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的接入。所述以太網(wǎng)接口模塊包括數(shù)字接口和模擬接口。CPU 2CPU從功能上可以劃分為2個軟件模塊，為系統(tǒng)管理模塊和HiNOC MAC模塊。系統(tǒng)管理模塊是HINOC系統(tǒng)的軟件管理核心模塊，對以太網(wǎng)接口模塊與HiNOCMAC模塊等的運行模式與狀態(tài)進行管理，并對外提供管理接口。HiNOC MAC模塊實現(xiàn)高性能同軸網(wǎng)絡(HINOC)的媒質(zhì)接入控制和業(yè)務適配功能，主要提供數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)、節(jié)點接納、帶寬請求與分配、多址接入控制、鏈路維護等功能。HiNOCPHY 模塊 3HiNOC PHY模塊實現(xiàn)HiNOC物理層基帶調(diào)制解調(diào)的功能。HiNOC PHY模塊可采用OFDM調(diào)制，單信道內(nèi)包含256個子載波，子載波間隔為62.5KHz。其中，用于傳輸信息的有效子載波的數(shù)目為210個，有效帶寬為13.125MHz。同軸射頻模塊4同軸射頻模塊用于在特定頻率范圍(8 24MHz)內(nèi)發(fā)射來自HiNOC PHY模塊的射頻信號，并接收來自外部設(shè)備的射頻信號并把它轉(zhuǎn)發(fā)給HiNOC PHY模塊進行處理。本實施例提供一種HiNOC設(shè)備的典型組網(wǎng)應用，如圖3所示，該系統(tǒng)的應用在NGB建設(shè)中PON+EoC的接入網(wǎng)技術(shù)方案中。HiNOC的組網(wǎng)系統(tǒng)是由HiNOC纜橋交換機(HS)、HiNOC調(diào)制解調(diào)器(麗)，以及對它們進行互聯(lián)的同軸電纜配線網(wǎng)組成的。PON系統(tǒng)是由局端設(shè)備光線路終端(OLT)、光網(wǎng)絡單元(ONU)、以及光分配網(wǎng)(ODN)組成。為方便設(shè)備的部署，通常把ONU與多個HiNOC纜橋頭端通 過二層交換集成在一起，形成HS。在此應用中，HS設(shè)備實現(xiàn)CATV的模擬電視信號、PON信號與EoC系統(tǒng)的信號之間的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務、CATV業(yè)務的混頻、共纜傳輸。在HM終端上，實現(xiàn)CATV信號、數(shù)據(jù)信號的分離、使用。本發(fā)明針對目前EOC接入技術(shù)中HomePlugAV和HomePNA沒有充分考慮同軸電纜良好的傳輸特性導致系統(tǒng)傳輸效率不能得到有效地提高的問題，以及MoCA設(shè)計帶寬為50MHz從而不適合用于有線電視網(wǎng)絡改造的問題，提出了一種HiNOC設(shè)備及其實現(xiàn)方法。本發(fā)明所述的HiNOC設(shè)備具有以下特點:I)充分結(jié)合了我國國情和現(xiàn)狀，可基于現(xiàn)有分布廣泛的有線電視分配網(wǎng)絡進行系統(tǒng)組網(wǎng)；2)采用正交頻分復用(OFDM)以及自適應調(diào)制技術(shù)，有效解決了同軸電纜帶外信道存在的多徑效應與一致性差等問題；3)單信道帶寬16MHz，MAC層網(wǎng)絡拓撲支持點到多點的組網(wǎng)方式(支持節(jié)點數(shù)不低于16)，動態(tài)范圍在45dB以上，用戶接入速率可達40Mbps以上，支持標清/高清視頻組播、點播等三網(wǎng)融合業(yè)務，符合我國有線電視雙向改造與NGB建設(shè)的電纜接入技術(shù)需求。實施例二 本實施例根據(jù)HiNOC設(shè)備的功能原理，對HiNOC系統(tǒng)的硬件設(shè)備進行設(shè)計，其架構(gòu)如圖2所示，主要包括RJ45接口、CPU、BW7800芯片、模擬前端(AFE)、以及外圍電路。所述RJ45接口實現(xiàn)的是以太網(wǎng)接口模塊的功能。所述BW7800芯片實現(xiàn)的是HiNOC PHY模塊的功能。該BW7800芯片的基帶調(diào)制解調(diào)部分工作在64MHz系統(tǒng)時鐘。HiNOC PHY模塊與CPU之間采用標準的PCI總線接口相連，并根據(jù)主芯片CPU發(fā)出的PCI命令完成指定動作并返回相應響應信息。該芯片的基帶數(shù)據(jù)輸入輸出接口支持數(shù)字接口和模擬接口兩種，在使用該芯片與射頻、模擬前端電路相連接時，選用片內(nèi)集成的AD/DA，或者片外的AD/DA芯片。CPU是所述HiNOC系統(tǒng)的軟件管理核心，主要實現(xiàn)系統(tǒng)管理與HiNOC MAC層的功能，并對BW7800與AFE (模擬前端)的運行模式與狀態(tài)進行控制與管理。BW7800芯片與AFE結(jié)合起來實現(xiàn)HiNOC PHY模塊與同軸射頻模塊的功能。模擬前端(AFE)實現(xiàn)的是同軸射頻模塊的功能。模擬前端(AFE)采用16MIF_AFE芯片，集成14位的ADC，12位的DAC，LD及AGC功能。它采用中心頻率16MHz，帶寬16MHz (從8 24MHz)，以及OFDM調(diào)制方式。HINOC系統(tǒng)在一個同軸分配網(wǎng)里，其頭端支持1: 16終端的連接，在業(yè)務服務方面同時可支持至少4路包括雙向高速上網(wǎng)、高清視頻組播、點播在內(nèi)的業(yè)務。本實施例所述的HiNOC設(shè)備支持功能如表1所示。表1:HiN0C系統(tǒng)支持功能
權(quán)利要求
1.一種HiNOC設(shè)備，其特征在于，所述HiNOC設(shè)備包括: 以太網(wǎng)接口模塊，用以實現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的接入； CPU，與以太網(wǎng)接口模塊相連，用以對以太網(wǎng)接口模塊的運行模式和狀態(tài)進行管理，并實現(xiàn)HiNOC的媒質(zhì)接入控制和業(yè)務適配； HiNOC PHY模塊，與CPU相連，用以根據(jù)CPU的指示對HiNOC的物理層基帶進行調(diào)制解調(diào)； 同軸射頻模塊，與HiNOC PHY模塊相連，用以在特定頻率范圍內(nèi)發(fā)射來自HiNOC PHY模塊的射頻信號，并接收來自外部設(shè)備的射頻信號轉(zhuǎn)發(fā)給HiNOC PHY模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的HiNOC設(shè)備，其特征在于:所述HiNOCPHY模塊通過標準的PCI總線與CPU相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的HiNOC設(shè)備，其特征在于:所述HiNOCPHY模塊包括數(shù)字接口和模擬接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的HiNOC設(shè) 備，其特征在于:所述HiNOCPHY模塊為模擬前端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的HiNOC設(shè)備，其特征在于:所述HiNOCPHY模塊采用OFDM調(diào)制方式。
6.權(quán)利要求1所述的HiNOC設(shè)備的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一，以太網(wǎng)接口模塊接入以太網(wǎng)數(shù)據(jù)； 步驟二，CPU對以太網(wǎng)接口模塊的運行模式和狀態(tài)進行管理，同時對HiNOC的媒質(zhì)進行接入控制和業(yè)務適配； 步驟三，HiNOC PHY模塊根據(jù)CPU的指示對HiNOC的物理層基帶進行調(diào)制解調(diào)； 步驟四，同軸射頻模塊在特定頻率范圍內(nèi)發(fā)射來自HiNOC PHY模塊的射頻信號，并接收來自外部設(shè)備的射頻信號轉(zhuǎn)發(fā)給HiNOC PHY模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的HiNOC設(shè)備的實現(xiàn)方法，其特征在于:所述以太網(wǎng)接口模塊對外提供至少一個以太網(wǎng)接口，所述以太網(wǎng)接口為千兆以太網(wǎng)接口或百兆以太網(wǎng)接口。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的HiNOC設(shè)備的實現(xiàn)方法，其特征在于:步驟二中，對HiNOC的媒質(zhì)進行接入控制和業(yè)務適配的具體內(nèi)容包括提供數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)、節(jié)點接納、帶寬請求與分配、多址接入控制、和鏈路維護。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的HiNOC設(shè)備的實現(xiàn)方法，其特征在于:所述HiNOCPHY模塊采用OFDM調(diào)制方式，單信道帶寬為16MHz，每個單信道包含256個子載波，子載波間隔為62.5KHz。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的HiNOC設(shè)備的實現(xiàn)方法，其特征在于:步驟四中，所述特定頻率范圍為8 24MHz。
全文摘要
本發(fā)明提供一種HiNOC設(shè)備及其實現(xiàn)方法，該HiNOC設(shè)備包括以太網(wǎng)接口模塊，用以實現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的接入；與以太網(wǎng)接口模塊相連的CPU，用以對以太網(wǎng)接口模塊的運行模式和狀態(tài)進行管理，并實現(xiàn)HiNOC的媒質(zhì)接入控制和業(yè)務適配；與CPU相連的HiNOCPHY模塊，用以根據(jù)CPU的指示對HiNOC的物理層基帶進行調(diào)制解調(diào)；與HiNOCPHY模塊相連的同軸射頻模塊，用以在特定頻率范圍內(nèi)發(fā)射來自HiNOCPHY模塊的射頻信號，并接收來自外部設(shè)備的射頻信號轉(zhuǎn)發(fā)給HiNOCPHY模塊。本發(fā)明具有高性能、低成本、推廣能力高的特點，符合我國有線電視雙向改造與NGB建設(shè)的電纜接入技術(shù)需求。
文檔編號H04L27/26GK103220194SQ20121001787
公開日2013年7月24日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者盧劉明, 林清全 申請人:上海未來寬帶技術(shù)股份有限公司