專利名稱：基于WiFi技術(shù)的CATV綜合接入系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及WiFi (Wireless Fidelity)技術(shù)以及有線電視信號(hào)傳輸和接 入技術(shù)，特別涉及一種基于WiFi技術(shù)的CATV綜合接入系統(tǒng)。
技術(shù)背景
目前，由于相關(guān)技術(shù)的成熟度尚待實(shí)際環(huán)境的檢驗(yàn)，WiFi和同軸電纜的 接入應(yīng)用一直是國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。早在上個(gè)世紀(jì)末，中國(guó)的一些地方有線電 視運(yùn)營(yíng)商就在試驗(yàn)DOCSIS技術(shù)，最近也有一些運(yùn)營(yíng)商在利用HomePNA3.0 技術(shù)做網(wǎng)絡(luò)改造嘗試。然而針對(duì)實(shí)際應(yīng)用中遇到的一些問題，相關(guān)的技術(shù)也在 研究中，具體有以下幾個(gè)方面
1.服務(wù)質(zhì)量的問題
傳統(tǒng)的有線電視網(wǎng)絡(luò)是設(shè)計(jì)用來傳輸廣播電視節(jié)目的，對(duì)于雙向服務(wù)并沒 有明確的要求，目前有線電視網(wǎng)絡(luò)上的接入技術(shù)，在服務(wù)質(zhì)量上存在帶寬低， 覆蓋用戶數(shù)量有限，干擾大等問題 (1)帶寬問題
DOCSIS:以目前比較領(lǐng)先的DOCSIS2.0標(biāo)準(zhǔn)為例，500戶共享56M理論 下行帶寬和30.72M理論上行帶寬，在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)中，這個(gè)數(shù)字為36M和 IOM， 一般用戶的實(shí)際帶寬峰值為下行700K左右，上行240K左右。目前寬 帶服務(wù)已普遍使用，此帶寬不僅不能滿足現(xiàn)在的需求，更無法滿足未來的需求。 而且這已是在網(wǎng)絡(luò)改造的基礎(chǔ)上。未來的DOCSIS3.0的理論帶寬會(huì)是現(xiàn)在的3 倍，但是成本增加和并對(duì)網(wǎng)絡(luò)有更高的要求，目前還在原型測(cè)試階段，需要更 多的時(shí)間去驗(yàn)證。
HomePlug和HomePNA技術(shù)都使用OFDM技術(shù)，理論上也能達(dá)到幾百M(fèi) 的數(shù)據(jù)率，但是需要時(shí)間去驗(yàn)證，成本方面也是一個(gè)問題。
WiFi使用802.11g標(biāo)準(zhǔn)，可以達(dá)到54Mbps的帶寬，若采用擴(kuò)頻技術(shù)，可 以達(dá)到108Mbps的帶寬，正在試運(yùn)行的802.11n網(wǎng)絡(luò)，能夠達(dá)到400Mbps帶
寬。
(2) 覆蓋用戶數(shù)量問題
目前的技術(shù)每個(gè)光節(jié)點(diǎn)覆蓋用戶最多到500戶，超過后會(huì)形成漏斗效應(yīng)，
造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的崩潰，這是一個(gè)無法避免的瓶頸。由于共享帶寬有限，在實(shí)際 應(yīng)用中，每用戶有效帶寬也會(huì)有比較大的瓶頸，從而造成增值服務(wù)無法有效開 展。
HomePlug和、HomePNA為家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，用戶數(shù)量支持方面有先天不足。 由于"基于WiFi技術(shù)的CATV綜合接入系統(tǒng)"采用先進(jìn)的調(diào)制技術(shù)和合 理的頻率分配，能夠大幅提高用戶有效覆蓋的能力。
(3) 干擾問題
由于現(xiàn)有技術(shù)多采用低頻率上行，高頻率下行的方式，并且由于有線電視 網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，低頻上行信號(hào)對(duì)與網(wǎng)絡(luò)中其他傳輸信號(hào)(包括數(shù)字和模擬電視 信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào))存在干擾問題，如何解決干擾，提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能，是所 有人都在研究的問題。"基于WiFi技術(shù)的CATV綜合接入系統(tǒng)"的頻率設(shè)計(jì)完 全避免了這個(gè)問題，所有上行和下行信號(hào)都在現(xiàn)有廣播信號(hào)的頻率之上，不會(huì) 對(duì)其他信號(hào)產(chǎn)生任何干擾問題。
2. 升級(jí)的問題
如何解決將來的系統(tǒng)升級(jí)問題，也是大家都在關(guān)注的問題，主要體現(xiàn)在兩 個(gè)方面， 一個(gè)是DOCSIS到現(xiàn)在已經(jīng)是3.0，從技術(shù)的角度上來看，再無可能 空間，HomePNA技術(shù)也發(fā)展到了 3.0，但在商業(yè)推廣上一直沒有太大起色，后 續(xù)產(chǎn)品情況不明。從運(yùn)營(yíng)的可持續(xù)性角度來說， 一定要部署一代，發(fā)展一代， 跟蹤一代，沒有一家運(yùn)營(yíng)商會(huì)把自己綁在沒有明確技術(shù)路線圖的技術(shù)基礎(chǔ)上。 從現(xiàn)在可以看到的技術(shù)路線圖，從802.11b到802.11a到802.11g再到將來的 802.11n， WiFi的技術(shù)路線圖一直很穩(wěn)定，對(duì)于未來也有明確的目標(biāo)。
3. 與光纖接入網(wǎng)融合的問題
目前幾乎所有的有線電視運(yùn)營(yíng)商都在部署光纖接入網(wǎng)，基本要求是做到光 纖到小區(qū)，有條件的地方要做到光纖到樓，從用戶規(guī)模的角度來看，要求系統(tǒng) 能夠使用統(tǒng)一技術(shù)從幾十戶到幾百戶的規(guī)模中間靈活調(diào)整。從經(jīng)濟(jì)性和可實(shí)現(xiàn) 性的角度來看，DOCSIS適合500戶左右的接入，HomePNA最多支持到64戶，
HomePlug為最多200戶。WiFi over Cable —般能夠適應(yīng)16—300戶，并可以 根據(jù)具體情況進(jìn)行擴(kuò)展。
4.與數(shù)字電視業(yè)務(wù)融合的問題
有線電視網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商鋪設(shè)接入網(wǎng)，除了能夠給用戶提供寬帶接入功能以 外，必須能夠與數(shù)字電視業(yè)務(wù)融合，實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)合一，或是Tripe Play,讓用戶 在一個(gè)統(tǒng)一的界面上實(shí)現(xiàn)功能，享受服務(wù)。在這里有幾個(gè)問題需要考慮
(1) 語(yǔ)音服務(wù)
提供低成本的語(yǔ)音服務(wù)是任何運(yùn)營(yíng)商在將來必須面對(duì)的問題，在處理VoIP 時(shí)，安全和QoS是重要因素。
(2) 流媒體服務(wù)
不論是現(xiàn)在的視頻點(diǎn)播，還是將來的雙向視頻電話和"播客"業(yè)務(wù)，流媒 體服務(wù)都是將來互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字電視業(yè)務(wù)確定的新方向，如何定義帶寬和QoS， 來滿足未來對(duì)基于個(gè)體的流媒體服務(wù)，是個(gè)重要的課題。
(3) 游戲
游戲已經(jīng)是一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)，互聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)了交互游戲的發(fā)展，數(shù)字電視將 帶來另一個(gè)游戲發(fā)展的巨大契機(jī)，怎樣定義網(wǎng)絡(luò)，來滿足數(shù)字電視游戲的發(fā)展， 需要做長(zhǎng)期的規(guī)劃
實(shí)用新型內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的局限以及有線電視接入技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，本實(shí)用新型 的目的是提供一種基于WiFi技術(shù)的CATV綜合接入系統(tǒng)。該系統(tǒng)在現(xiàn)有有線 電視網(wǎng)絡(luò)中，綜合運(yùn)用WiFi無線局域網(wǎng)技術(shù)、變頻技術(shù)、OFDM (正交頻分 復(fù)用)技術(shù)、嵌入式軟件技術(shù)和射頻電路設(shè)計(jì)技術(shù)等多種創(chuàng)新的技術(shù)，開發(fā)出 有線電視網(wǎng)路的綜合數(shù)字接入系統(tǒng)。與傳統(tǒng)有線電視網(wǎng)絡(luò)數(shù)字雙向改造中遇 到需要重新鋪設(shè)線路、帶寬利用率低不同，該系統(tǒng)利用了 WiFi作為首要的接 入技術(shù)，充分考慮了 WiFi的技術(shù)特點(diǎn)和對(duì)其安全、服務(wù)質(zhì)量在內(nèi)的各項(xiàng)要求。
此外，由于該系統(tǒng)是基于通用WiFi芯片開發(fā)的，設(shè)計(jì)時(shí)參照了與各種接 入網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，使得該項(xiàng)目能夠支持有線電視網(wǎng)絡(luò)之上的各種接入平臺(tái) 和業(yè)務(wù)。
下面對(duì)本實(shí)用新型系統(tǒng)所涉及的技術(shù)原理分別做簡(jiǎn)要的說明-1. WiFi相關(guān)技術(shù)介紹
WiFi
WiFi (Wireless Fidelity)是WiFi聯(lián)盟授予通過其認(rèn)證產(chǎn)品的標(biāo)志，WiFi聯(lián) 盟以前為(WECA)是創(chuàng)建WiFi標(biāo)志的全球Wi-Fi機(jī)構(gòu)。Wi-Fi聯(lián)盟于1999 年以非牟利機(jī)構(gòu)成立，以便認(rèn)802.11WLAN (無線局域網(wǎng))產(chǎn)品的互操作性， 并促進(jìn)此類產(chǎn)品為全球所有產(chǎn)業(yè)的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。很多時(shí)候，我們把WiFi 等同為WLAN。
WLAN
無線局域網(wǎng)WLAN (Wireless Local Area Networks)是指以無線信道作傳輸 媒體的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。它是一種靈活的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，是從有線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的自 然延伸出來的一種新技術(shù)，使用無線射頻(RF)技術(shù)空中收發(fā)數(shù)據(jù)，減少使用 電纜的連接，使無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)即可達(dá)到建設(shè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的目的，又可以自由安 排和移動(dòng)。目前市場(chǎng)上銷售的WiFi有三種標(biāo)準(zhǔn)，802.11b， 802.11a和802.11g。 802.11b和802.11g使用2.4GHz頻段，最高數(shù)據(jù)傳輸率分別能夠達(dá)到11Mbps 和54Mbps, 802.11a采用5GHz頻段，最高數(shù)據(jù)傳輸率能夠達(dá)到54Mbps，在 市場(chǎng)上銷售的產(chǎn)品主要有802.11b, 802.11b/g， 802.11a， 802.1 la/b/g產(chǎn)品，其 中802.11a/b/g產(chǎn)品是雙頻產(chǎn)品。
下一代WiFi產(chǎn)品802.11n標(biāo)準(zhǔn)正在制定當(dāng)中，目前已有多家公司推出自己 的產(chǎn)品，最高數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)到400Mbps。
OFDM
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)正交頻分復(fù)用，是 MCM (Multi-Carrier Modulation,多載波調(diào)制)的一種，廣泛應(yīng)用與各種有線和 無線通信系統(tǒng)中，比如WiFi， DVB-T/DMB-T， 4G (第四代移動(dòng)通信)等。 OFDM有頻譜利用率高，抗衰落能力強(qiáng)，抗碼間干擾能力強(qiáng)，適合高速數(shù)據(jù)傳 輸?shù)燃夹g(shù)特點(diǎn)。
2. WiFi技術(shù)應(yīng)用于有線電視網(wǎng)絡(luò)
有線電視網(wǎng)絡(luò)也叫CATV，普遍采用HFC (Hybrid fiber coax)混合光纖同 軸電纜網(wǎng)的組網(wǎng)方式。
在HFC結(jié)構(gòu)中，單根光纖用于把有線電視網(wǎng)的頭端連到200-1500戶家庭 的居民小區(qū)，這些光纖由頭端的模擬激光發(fā)射機(jī)驅(qū)動(dòng)，并連到光纖接收器上(一 般為"結(jié)點(diǎn)")，通常由電話桿或用戶區(qū)基座。這些光纖接收器的輸出驅(qū)動(dòng)一個(gè) 標(biāo)準(zhǔn)的用戶同軸網(wǎng)。
HFC體系結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的由電纜組成的網(wǎng)相比較，主要好處在于它消除了一 系列的寬帶RF放大器，需要用來補(bǔ)償同軸干線的頭端到用戶群的信號(hào)衰減， 這些放大器逐步衰減系統(tǒng)的性能，并且要求很多維護(hù)。在典型HFC體系結(jié)構(gòu) 中，支持標(biāo)準(zhǔn)的有線電視網(wǎng)廣播節(jié)目選擇，每個(gè)從頭端出去的光纖載有相同的 信號(hào)或頻道。通過使用無源光纖分離器，以驅(qū)動(dòng)多路接收結(jié)點(diǎn)，它位于頭端激 光發(fā)射器的輸出處。HFC有線電視網(wǎng)系統(tǒng)可利用單個(gè)輸出光纖以重用交互服務(wù) 的帶寬。
傳統(tǒng)的CATV系統(tǒng)是單向廣播網(wǎng)，若用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行雙向改造，會(huì)遇到以 下問題上游信號(hào)的傳輸，在傳統(tǒng)的5-30MHZ的帶寬內(nèi)有一個(gè)重大的問題， 即無關(guān)信號(hào)的干擾。這個(gè)頻段載有國(guó)際短波廣播和許多別的RF無線服務(wù)，光 纖同軸網(wǎng)可覆蓋很多平方公里，帶有大量的松脫或是安裝的不好的連接器，未 .中止的端口，還有電視屏蔽的破裂處。比方一個(gè)大天線，把這些散失的信號(hào)撿 起傳回頭端，附帶這來自機(jī)頂盒的信號(hào)。大量散在空中的RF千擾，使5-30MHZ 的上行波段部分不可用于機(jī)頂盒的信號(hào)和交互式服務(wù)的通訊。這種干擾隨這一 天中時(shí)間的變化而變化，而且隨光纖同軸電纜網(wǎng)中結(jié)點(diǎn)的不同而不同。因此， 上行信號(hào)的傳送策略必須是信號(hào)足夠強(qiáng)，能夠解決這些困難或是改變環(huán)境。 需要投入大量人力物力來改造現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，現(xiàn)有的有線電視雙向通信設(shè)備 也比較高昂。 '
隨著數(shù)字電視的普及，有線電視必須進(jìn)行雙向改造，以適應(yīng)未來的業(yè)務(wù)和 服務(wù)競(jìng)爭(zhēng)。將WiFi技術(shù)用于現(xiàn)有CATV網(wǎng)絡(luò)中，具有不需要對(duì)現(xiàn)有HFC網(wǎng)絡(luò) 進(jìn)行改造，設(shè)備價(jià)格低廉，維護(hù)方便和高帶寬，易升級(jí)的特點(diǎn)。同時(shí)利用CATV 網(wǎng)絡(luò)廣播業(yè)務(wù)高效穩(wěn)定的特點(diǎn)，在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，投入較少的成本，開展雙
向數(shù)字電視的各種業(yè)務(wù)，為有線電視運(yùn)營(yíng)商提供未來io年內(nèi)高速發(fā)展的技術(shù)保障。
通過上述技術(shù)原理的介紹與分析，本實(shí)用新型所述的基于WiFi技術(shù)的 CATV綜合接入系統(tǒng)包括頭端(HeadEnd，簡(jiǎn)稱HE)和用戶終端(CPE)兩種 設(shè)備，兩種設(shè)備通過有線電視同軸電纜連接。HE與無源光通信系統(tǒng)(EPON ONU)連接，CPE與機(jī)頂盒、PC機(jī)或家庭交換機(jī)相連。
上述系統(tǒng)中的頭端其結(jié)構(gòu)包括以太網(wǎng)接口 (IOOM)、同軸電纜接d、以太 網(wǎng)PHY芯片、處理器(AR2316處理芯片)、Flash閃存芯片、SDRAM內(nèi)存和 變頻電路。其中，處理器分別與以太網(wǎng)PHY芯片通過Mil (媒體無關(guān)接口) 接口連接，并通過100M以太網(wǎng)接口與網(wǎng)線連接；與Flash閃存芯片通過存儲(chǔ) 總線連接；與SDRAM內(nèi)存通過內(nèi)存總線連接；與變頻電路和射頻接口通過射 頻接口連接，并通過同軸電纜接口與同軸電纜線相連接。
上述系統(tǒng)中的用戶終端其結(jié)構(gòu)包括以太網(wǎng)接口 (IOOM)、同軸電纜接口、 以太網(wǎng)交換機(jī)、處理器(AR2316處理芯片)、Flash閃存芯片、SDRAM內(nèi)存 和變頻電路。其中，處理器分別與以太網(wǎng)交換芯片通過MII (媒體無關(guān)接口) 接口連接，并通過100M以太網(wǎng)接口與網(wǎng)線連接；與Flash閃存芯片通過存儲(chǔ) 總線連接；與SDRAM內(nèi)存通過內(nèi)存總線連接；與變頻電路和射頻接口通過射 頻接口連接，并通過同軸電纜接口與同軸電纜線相連接。
另外，在本實(shí)用新型系統(tǒng)所包含的頭端設(shè)備和終端設(shè)備中
1、 頭端和終端采用TDMA (時(shí)分多址)的方式實(shí)現(xiàn)比例為1: 16或1: 32，也可通過軟件進(jìn)行客戶定制。
2、 頭端設(shè)備與接入網(wǎng)系統(tǒng)相連，終端設(shè)備與數(shù)字電視機(jī)頂盒或數(shù)字電視 機(jī)相連，中間采用有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)連接。
3、 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面
(1) 利用變頻技術(shù)，通過軟件控制鎖相環(huán)的方式，設(shè)置工作頻率，實(shí)現(xiàn) 2.4GHz信號(hào)到卯0MHz的變頻，并設(shè)計(jì)出一套生產(chǎn)軟件，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
(2) 在射頻電路設(shè)計(jì)上通過合理的射頻電路設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)的工作性能得 到保障。
(3)對(duì)WiFi協(xié)議的進(jìn)行改良，使WiFi從無線應(yīng)用到有線應(yīng)用，對(duì)其中 部分協(xié)議進(jìn)行優(yōu)化。
4、在頭端設(shè)備和用戶端的設(shè)計(jì)方面
(1) 都采用Atheros公司AR2316作為核心芯片。
(2) 通過以太網(wǎng)的方式與外部設(shè)備互聯(lián)。
(3) 操作系統(tǒng)采用嵌入式Linux2.6.15內(nèi)核。 本實(shí)用新型系統(tǒng)的有益效果如下-
1、 1、在國(guó)內(nèi)外首次采用變頻的方式將WiFi技術(shù)應(yīng)用于有線電視網(wǎng)絡(luò)接 入，可以完全取代現(xiàn)有的有線電纜接入設(shè)備，在不需要任何改造的情況下可以 直接在現(xiàn)有有線電視網(wǎng)絡(luò)中使用，降低了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本 有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)改造所需要投入的人力物力是整個(gè)數(shù)字電視雙向改造中最 大的投資，也是目前所有有線電視運(yùn)營(yíng)商所遇到的最大的問題，本方案不需要 對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造，采用數(shù)字變頻的方式將WiFi技術(shù)應(yīng)用于有線電視網(wǎng)絡(luò)， 提供高帶寬、高可靠性的雙向解決方案，降低了初期網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，減少了投 資風(fēng)險(xiǎn)。
2、 采用本項(xiàng)目產(chǎn)品，不僅實(shí)現(xiàn)了有線電視網(wǎng)絡(luò)中的高速寬帶接入(16或 32戶共享108Mbps帶寬)，同時(shí)能夠大幅降低運(yùn)營(yíng)商的維護(hù)成本
實(shí)現(xiàn)了在現(xiàn)有有線電視網(wǎng)絡(luò)中的高速寬帶接入的同時(shí)，由于基于通用的無 線局域網(wǎng)接入技術(shù)(WiFi技術(shù))，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，易升級(jí)，易維護(hù)，大幅降低了運(yùn) 營(yíng)商的運(yùn)作成本，使運(yùn)營(yíng)商能夠更關(guān)注于可持續(xù)業(yè)務(wù)的開展和優(yōu)質(zhì)服務(wù)的提 供。
3、 采用本項(xiàng)目產(chǎn)品在家庭同軸電纜上實(shí)現(xiàn)了多媒體互聯(lián)-隨著數(shù)字電視的普及和家庭PC以及其他數(shù)字多媒體設(shè)備的普及，數(shù)字家
庭將不再只是一個(gè)概念。本項(xiàng)目產(chǎn)品及系統(tǒng)解決方案在PC、數(shù)字電視和媒體 網(wǎng)關(guān)之間搭起了數(shù)字化的橋梁，可以保障高清晰數(shù)字媒體內(nèi)容的無縫連接，使 用戶通過該接入平臺(tái)可以享受數(shù)字多媒體的樂趣。
4、 在現(xiàn)有有線電視系統(tǒng)中通過WiFi技術(shù)實(shí)現(xiàn)了不改造現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的綜合接 入解決方案，能夠有效的降低運(yùn)營(yíng)成本，實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)合一。


以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。 圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)中頭端網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型系統(tǒng)中用戶終端網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為HE軟件的結(jié)構(gòu)框圖。
圖4為本實(shí)用新型系統(tǒng)實(shí)施例中介紹的EPON+WoC機(jī)頂盒+寬帶接入方式的 系統(tǒng)示意圖。
圖5為本實(shí)用新型系統(tǒng)實(shí)施例中介紹的EP0N+WoC寬帶接入方式的系統(tǒng)示 意圖。
圖6為本實(shí)用新型系統(tǒng)實(shí)施例中介紹的EP0N+WoC機(jī)頂盒點(diǎn)播方式的系統(tǒng) 示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白 了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
根據(jù)上述實(shí)用新型內(nèi)容，下面詳細(xì)描述具體技術(shù)方案
參見圖1和圖2，本系統(tǒng)中的HE采用了 Atheros的AR2316芯片，為WiFi 單芯片解決方案。最高能夠達(dá)到108Mbps的物理速率和60Mbps的數(shù)據(jù)吞吐量。 變頻電路將2. 4GHz的信號(hào)轉(zhuǎn)化到900MHz左右。AR2316內(nèi)置220MIPS的MIPS24K 處理器，有Local Bus接口， Mil以太網(wǎng)接口等通信接口。用來處理以太網(wǎng)通 信，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)客戶端，采用嵌入式Limix操作系統(tǒng)，版本為2.6.15。具體 的服軟件的結(jié)構(gòu)框圖參見圖3，硬件驅(qū)動(dòng)直接各個(gè)硬件設(shè)備，并將這些硬件設(shè) 備抽象成可以為上層操作系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)使用的軟件接口，在硬件驅(qū)動(dòng)之上分別是 操作系統(tǒng)和IP協(xié)議棧，操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)調(diào)配系統(tǒng)資源和維護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行，在操作 系統(tǒng)之上是WiFi的協(xié)議棧，負(fù)責(zé)WiFi協(xié)議在操作系統(tǒng)上的正常運(yùn)行，數(shù)據(jù)封 包，解包以及資源調(diào)配。IP協(xié)議棧負(fù)責(zé)IP通信方面的處理，之上是UPD協(xié)議 棧和TCP協(xié)議棧，負(fù)責(zé)UDP包和TCP包的處理，在WiFi、 IP和TCP協(xié)議棧之 上是WiFi后臺(tái)程序和中間件，WiFi后臺(tái)程序用來監(jiān)控WiFi系統(tǒng)的運(yùn)行，中間 件負(fù)責(zé)將系統(tǒng)信息對(duì)應(yīng)成比較統(tǒng)一的軟件接口，供上層應(yīng)用軟件調(diào)用。在中間
件之上，是網(wǎng)管軟件的SNMP客戶端和Web控制客戶端，完成網(wǎng)絡(luò)管理和在線 管理、升級(jí)等方面的工作。
另夕卜，HE與CPE通過有線電視運(yùn)營(yíng)商的同軸電纜系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)(HE)對(duì)多 點(diǎn)(CPE)數(shù)據(jù)通信，HE作為系統(tǒng)頭端，部署在樓道或設(shè)備箱中，與各CPE之 間實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信，并協(xié)調(diào)各CPE數(shù)據(jù)通信、帶寬管理。整個(gè)系統(tǒng)采用降頻 的WiFi信號(hào)，數(shù)據(jù)包與WiFi標(biāo)準(zhǔn)兼容。CPE作為用戶終端設(shè)備，可安裝在用 戶家中任何一個(gè)有線電視接口上，作為整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信終端與HE進(jìn)行高 速數(shù)據(jù)通信并接受HE的管理。
在實(shí)際系統(tǒng)接入中，除了EPON+WoC機(jī)頂盒+寬帶接入(參見圖4)方式以 外，還有EP0N+WoC寬帶接入(參見圖5)和EP0N+WoC機(jī)頂盒點(diǎn)播(參見圖6) 方式。
圖4是EP0N+WoC機(jī)頂盒點(diǎn)播+寬帶接入的應(yīng)用實(shí)例，在光節(jié)點(diǎn)處系統(tǒng)頭端 HE與GEP0N系統(tǒng)的0NU相連，同軸電纜輸出的雙向數(shù)據(jù)信號(hào)通過雙工器與光站 輸出的廣播信號(hào)混合，在同軸電纜系統(tǒng)中傳輸，在用戶終端處，CPE連接到同 軸電纜系統(tǒng)中，與系統(tǒng)頭端HE進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，并將數(shù)據(jù)以以太網(wǎng)的形式連接 到交換機(jī)，通過交換機(jī)分別與機(jī)頂盒(STB)和PC連接，同時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)頂盒雙向 視頻點(diǎn)播和PC寬帶接入上網(wǎng)的功能。適用于既需要進(jìn)行視頻點(diǎn)播，又需要寬 帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)的客戶。
圖5是EPON+WoC寬帶接入的應(yīng)用實(shí)例，在光節(jié)點(diǎn)處系統(tǒng)頭端服與GEP0N 系統(tǒng)的0NU相連，同軸電纜輸出的雙向數(shù)據(jù)信號(hào)通過雙工器與光站輸出的廣播 信號(hào)混合，在同軸電纜系統(tǒng)中傳輸，在用戶終端處，CPE連接到同軸電纜系統(tǒng) 中，與系統(tǒng)頭端HE進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，并將數(shù)據(jù)以以太網(wǎng)的PC連接，實(shí)現(xiàn)PC寬 帶接入上網(wǎng)的需求。適用于需要寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)的客戶。
圖6是EP0N+WoC機(jī)頂盒點(diǎn)播的應(yīng)用實(shí)例，在光節(jié)點(diǎn)處系統(tǒng)頭端HE與GEPON 系統(tǒng)的0NU相連，同軸電纜輸出的雙向數(shù)據(jù)信號(hào)通過雙工器與光站輸出的廣播 信號(hào)混合，在同軸電纜系統(tǒng)中傳輸，在用戶終端處，CPE連接到同軸電纜系統(tǒng) 中，與系統(tǒng)頭端.HE進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，并將數(shù)據(jù)以以太網(wǎng)的形式連接到機(jī)頂盒 (STB)，實(shí)現(xiàn)機(jī)頂盒雙向視頻點(diǎn)播以及其他雙向增值業(yè)務(wù)的功能。適用于既需 要進(jìn)行視頻點(diǎn)播的用戶需求。
以下為本系統(tǒng)實(shí)施過程中具體的技術(shù)參數(shù)設(shè)置:
帶寬16/32戶共享108Mbps帶寬
系統(tǒng)平臺(tái)32位嵌入式系統(tǒng)，嵌入式Linux, 2.6. 15內(nèi)核
調(diào)制技術(shù)OFDM
協(xié)議DHCP， RTP/RTSP
配置和網(wǎng)管HTTPl.O， TFTP, SNMPl.O
以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu) 點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí) 施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神 和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入 要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書 及其等效物界定。
權(quán)利要求1、基于WiFi技術(shù)的CATV綜合接入系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括頭端和用戶終端兩種設(shè)備，兩種設(shè)備通過有線電視同軸電纜連接；HE與無源光通信系統(tǒng)連接，CPE與機(jī)頂盒、PC機(jī)或家庭交換機(jī)相連；其特征在于，所述系統(tǒng)中的頭端其結(jié)構(gòu)包括以太網(wǎng)接口、同軸電纜接口、以太網(wǎng)PHY芯片、處理器、Flash閃存芯片、SDRAM內(nèi)存和變頻電路；處理器分別與以太網(wǎng)PHY芯片通過MII接口連接，并通過100M以太網(wǎng)接口與網(wǎng)線連接；與Flash閃存芯片通過存儲(chǔ)總線連接；與SDRAM內(nèi)存通過內(nèi)存總線連接；與變頻電路和射頻接口通過射頻接口連接，并通過同軸電纜接口與同軸電纜線相連接；所述系統(tǒng)中的用戶終端其結(jié)構(gòu)包括以太網(wǎng)接口、同軸電纜接口、以太網(wǎng)交換機(jī)、處理器、Flash閃存芯片、SDRAM內(nèi)存和變頻電路；處理器分別與以太網(wǎng)交換芯片通過MII接口連接，并通過100M以太網(wǎng)接口與網(wǎng)線連接；與Flash閃存芯片通過存儲(chǔ)總線連接；與SDRAM內(nèi)存通過內(nèi)存總線連接；與變頻電路和射頻接口通過射頻接口連接，并通過同軸電纜接口與同軸電纜線相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1的基于WiFi技術(shù)的CATV綜合接入系統(tǒng)，其特征在于， 所述系統(tǒng)頭端和終端采用TDMA的方式實(shí)現(xiàn)比例為1: 16或1: 32，也可通過 軟件進(jìn)行客戶定制；頭端設(shè)備與接入網(wǎng)系統(tǒng)相連，終端設(shè)備與數(shù)字電視機(jī)頂盒 或數(shù)字電視機(jī)相連，中間采用有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1的基于WiFi技術(shù)的CATV綜合接入系統(tǒng)，其特征在于， 所述系統(tǒng)通過軟件控制鎖相環(huán)的方式，設(shè)置工作頻率，實(shí)現(xiàn)2.4GHz信號(hào)到 900MHz的變頻。
4、根據(jù)權(quán)利要求1的基于WiFi技術(shù)的CATV綜合接入系統(tǒng)，其特征在于， 所述系統(tǒng)在頭端設(shè)備和用戶端設(shè)備都采用Atheros公司AR2316作為核心芯片； 通過以太網(wǎng)的方式與外部設(shè)備互聯(lián)；操作系統(tǒng)采用嵌入式Linux 2.6.15內(nèi)核。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1的基于WiFi技術(shù)的CATV綜合接入系統(tǒng)，其特征在于， 所述系統(tǒng)中HE與CPE通過有線電視運(yùn)營(yíng)商的同軸電纜系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)數(shù)據(jù) 通信，HE作為系統(tǒng)頭端，部署在樓道或設(shè)備箱中，與各CPE之間實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù) 通信，-并協(xié)調(diào)各CPE數(shù)據(jù)通信、帶寬管理；整個(gè)系統(tǒng)采用降頻的WiFi信號(hào)， 數(shù)據(jù)包與WiFi標(biāo)準(zhǔn)兼容；CPE作為用戶終端設(shè)備，可安裝在用戶家中任何一個(gè) 有線電視接口上，作為整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信終端與HE進(jìn)行高速數(shù)據(jù)通信并接 受服的管理。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1的基于WiFi技術(shù)的CATV綜合接入系統(tǒng)，其特征在于， 所述系統(tǒng)可以采用EPON+WoC機(jī)頂盒點(diǎn)播+寬帶接入的方式，在光節(jié)點(diǎn)處系統(tǒng)頭 端HE與GEPON系統(tǒng)的ONU相連，同軸電纜輸出的雙向數(shù)據(jù)信號(hào)通過雙工器與 光站輸出的廣播信號(hào)混合，在同軸電纜系統(tǒng)中傳輸，在用戶終端處，CPE連接 到同軸電纜系統(tǒng)中，與系統(tǒng)頭端HE進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，并將數(shù)據(jù)以以太網(wǎng)的形式 連接到交換機(jī)，通過交換機(jī)分別與機(jī)頂盒和PC連接，同時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)頂盒雙向視 頻點(diǎn)播和PC寬帶接入上網(wǎng)的功能。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l的基于WiFi技術(shù)的CATV綜合接入系統(tǒng)，其特征在于， 所述系統(tǒng)可以采用EPON+WoC寬帶接入的方式，在光節(jié)點(diǎn)處系統(tǒng)頭端HE與GEP0N 系統(tǒng)的0NU相連，同軸電纜輸出的雙向數(shù)據(jù)信號(hào)通過雙工器與光站輸出的廣播 信號(hào)混合，在同軸電纜系統(tǒng)中傳輸，在用戶終端處，CPE連接到同軸電纜系統(tǒng) 中，與系統(tǒng)頭端HE進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，并將數(shù)據(jù)以以太網(wǎng)的PC連接，實(shí)現(xiàn)PC寬 帶接入上網(wǎng)的需求。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1的基于WiFi技術(shù)的CATV綜合接入系統(tǒng)，其特征在于， 所述系統(tǒng)可以采用EP0N+WoC機(jī)頂盒點(diǎn)播的方式，在光節(jié)點(diǎn)處系統(tǒng)頭端HE與 GEP0N系統(tǒng)的ONU相連，同軸電纜輸出的雙向數(shù)據(jù)信號(hào)通過雙工器與光站輸出 的廣播信號(hào)混合，在同軸電纜系統(tǒng)中傳輸，在用戶終端處，CPE連接到同軸電 纜系統(tǒng)中，與系統(tǒng)頭端HE進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，并將數(shù)據(jù)以以太網(wǎng)的形式連接到機(jī) 頂盒，實(shí)現(xiàn)機(jī)頂盒雙向視頻點(diǎn)播以及其他雙向增值業(yè)務(wù)的功能。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于WiFi技術(shù)的CATV綜合接入系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括頭端和用戶終端兩種設(shè)備，兩種設(shè)備通過有線電視同軸電纜連接；HE與無源光通信系統(tǒng)連接，CPE與機(jī)頂盒、PC機(jī)或家庭交換機(jī)相連。該系統(tǒng)中HE與CPE通過有線電視運(yùn)營(yíng)商的同軸電纜系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)(NC)對(duì)多點(diǎn)(CPE)數(shù)據(jù)通信，HE作為系統(tǒng)頭端，部署在樓道或設(shè)備箱中，與各CPE之間實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信，并協(xié)調(diào)各CPE數(shù)據(jù)通信、帶寬管理；整個(gè)系統(tǒng)采用降頻的WiFi信號(hào)，數(shù)據(jù)包與WiFi標(biāo)準(zhǔn)兼容；CPE作為用戶終端設(shè)備，可安裝在用戶家中任何一個(gè)有線電視接口上，作為整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信終端與HE進(jìn)行高速數(shù)據(jù)通信并接受HE的管理。
文檔編號(hào)H04Q11/00GK201210687SQ20082005775
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月25日
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