專利名稱：一種廣播電視網的塑料光纖用戶接入網設備和系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，尤其涉及一種廣播電視網的塑料光纖用戶接入網設備和系統。。
背景技術：
我國有線電視網擁有用戶近I. 5億戶，由于全國各地的經濟發展狀況極不平衡，加上其他歷史和客觀原因，各地有線廣播電視網絡存在很大差異，大多數用戶的網絡仍然是單向網絡。隨著業務發展和三網融合的迫切需求，對廣播電視接入網質量和承載能力提出了更高的要求，廣播電視接入網必須進行數字化和雙向化改造。
目前國內存在多種基于有線電視電纜分配網的雙向接入技術，但實現方式存在很大差異。設備產品種類繁多、網絡承載性能差異大，提供的帶寬和支持的業務也各不相同，缺乏標準規范。一方面，眾多技術方案的出現反映了市場的需求，給運營商提供了更多的選擇空間；另一方面眾多的方案也給決策帶來了困難。從技術角度來說，各技術方案均有其各自的局限性。比如說，從工作頻帶看，現有電纜接入技術大多工作于當前廣播電視工作允許的頻段之外，有些工作在低于65MHz的低頻段，有些則為高于860MHz的高頻段。低頻段信道內干擾和噪聲較大，信道也較為擁擠；而高頻段信道內信號衰減和反射較為嚴重，有可能大大影響系統的性能或者降低該技術的適用性。從信道帶寬來看，有些技術選用的信道帶寬不是8MHz的整數倍，不符合我國廣播電視接入網的信道帶寬規劃要求，不利于信道的合理分配和有效利用。從協議性能來看，有些技術提供的業務速率不能滿足當前和未來一段時期業務發展的帶寬需要，有些技術沒有很好的解決服務質量(QoS)保障問題，不能提供包括實時流媒體等各種業務所需的QoS。
發明內容
本發明的目的在于提供一種廣播電視網的塑料光纖用戶接入中心設備和系統，旨在此基礎上可以完成現有廣播電視接入網的寬帶、雙向化改造。本發明實施例是這樣實現的，一種廣播電視網的塑料光纖用戶接入網系統，所述系統包括塑料光纖光網絡單元、用戶終端或數字電視機、以及塑料光纖用戶接入中心設備或數字電視機頂盒；
廣播電視接入網通過石英光纖或塑料光纖，連接塑料光纖光網絡單元，塑料光纖光網絡單元用于向相連的用戶提供各種寬帶服務；
廣播電視接入網通過同軸電纜，連接塑料光纖用戶接入中心設備或數字電視機頂盒，塑料光纖光網絡單元也通過各種網絡傳輸介質，連接塑料光纖用戶接入中心設備或數字電視機頂盒，塑料光纖用戶接入中心設備或數字電視機頂盒用于實現家庭內部信息與家庭外部信息的交換；塑料光纖用戶接入中心設備通過各種傳輸介質，與用戶終端或數字電視機相連，用戶終端或數字電視機用于與最終用戶接觸以實現各種網絡應用。本發明實施例的另一目的在于提供一種廣播電視網的塑料光纖用戶接入網系統，所述系統包括塑料光纖用戶接入中心設備、用戶終端或數字電視機；
廣播電視接入網通過同軸電纜，連接塑料光纖用戶接入中心設備，且廣播電視接入網通過塑料光纖，直接連接塑料光纖用戶接入中心設備，塑料光纖用戶接入中心設備用于實現家庭內部信息與家庭外部信息的交換；
塑料光纖用戶接入中心設備通過各種傳輸介質，與用戶終端或數字電視機相連，用戶終端或數字電視機用于與最終用戶接觸以實現各種網絡應用。本發明實施例的另一目的在于提供一種廣播電視網的塑料光纖用戶接入中心設 備，包括有RF接口、塑料光纖光電轉換器、網關芯片、多媒體處理芯片、視頻與音頻線接口、轉換芯片、RJ45接口、RJlI接口和其他接口，其中RF接口和塑料光纖光電轉換器都與網關芯片連接，網關芯片與多媒體處理芯片相連接，多媒體處理芯片與視頻與音頻線接口相連接，除此之外，轉換芯片、RJ45接口和其他接口都與網關芯片相連接，RJl I接口與轉換芯片相連接。本發明實施例的另一目的在于提供一種廣播電視網的塑料光纖用戶接入中心設備，包括有RF接口、塑料光纖光電轉換器、ONU芯片、網關芯片、多媒體處理芯片、視頻與音頻線接口、轉換芯片、RJ45接口、RJlI接口和其他接口，其中RF接口和ONU芯片都與網關芯片連接，塑料光纖光電轉換器與ONU芯片相連接，網關芯片與多媒體處理芯片相連接，多媒體處理芯片與視頻與音頻線接口相連接，除此之外，轉換芯片、RJ45接口和其他接口都與網關芯片相連接，RJll接口與轉換芯片相連接。本發明實施例的另一目的在于提供一種廣播電視網的塑料光纖用戶接入中心設備，包括有RF接口、塑料光纖光電轉換器、嵌入式CPU、多媒體處理芯片、視頻與音頻線接口、轉換芯片、RJ45接口、RJlI接口和其他接口，其中RF接口和塑料光纖光電轉換器都與嵌入式CPU連接，嵌入式CPU與多媒體處理芯片相連接，多媒體處理芯片與視頻與音頻線接口相連接，除此之外，轉換芯片、RJ45接口和其他接口都與嵌入式CPU相連接，RJl I接口與轉換芯片相連接。本發明可以以同軸電纜作為用戶接入網絡，其傳輸過程不變，并加入一條塑料光纖接入以實現光纖入戶，且在此基礎上可以完成現有廣播電視接入網的寬帶、雙向化改造。
圖I為現有廣播電視接入網架構圖。圖2為第一種廣播電視網的塑料光纖用戶接入網架構圖。圖3為第二種廣播電視網的塑料光纖用戶接入網架構圖。圖4為本發明所述塑料光纖光網絡單元的結構框圖。圖5為第一種廣播電視網的塑料光纖用戶接入網中的第一種塑料家庭網關的結構框圖。圖6為第二種廣播電視網的塑料光纖用戶接入網中的第二種塑料家庭網關的結構框圖。
圖7為第二種廣播電視網的塑料光纖用戶接入網中的第三種塑料家庭網關的結構框圖。圖8為第二種廣播電視網的塑料光纖用戶接入網中的第三種塑料家庭網關的EPON接入模塊電路的結構框圖。
具體實施例方式“三網融合”是國家發展信息化的戰略部署，是通信技術發展的必然趨勢。《國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》中明確指出加強寬帶通信網、數字電視(DTV)網和下一代互聯網等信息基礎設施建設，推進三網融合，健全信息安全保障體系。加快建設新一代有線數字電視(DTV)網絡不僅是有線網絡自身升級換代、實現可持續性發展的內在需求，更是推進國家信息化、促進三網融合的必然要求。有線電視網是國家重要的信息化基礎設施，具有業務內容豐富、內容可控可管、用 戶群體巨大等方面的優勢，可以滿足“三網融合”業務發展的需求，符合以視頻為主導的寬帶業務發展趨勢。因此，在“三網融合”中更多地依靠廣播電視接入網，充分發揮廣電網絡的優勢，是符合中國國情、從實際出發的選擇，是以較短的時間、較低的成本，跨越數字鴻溝，實現進入千家萬戶的信息化和安全的信息化的有效途徑。2008年11月4日，科技部與國家廣電總局正式簽署了《國家高性能寬帶信息網暨中國下一代廣播電視網自主創新合作協議書》，按照協議要求，廣電總局開始著手建設下一代廣播電視網絡(NGB)。下一代廣播電視網(NGB)的關鍵技術之一就是利用廣播電視接入網進行寬帶、雙向化改造，使有線電視網網絡超越其他現有網絡，成為國家信息基礎設施的重要組成部分之一，發揮有線電視網頻帶寬、成本低、易普及的優勢，使有線數字電視(DTV)成為進入千家萬戶的多媒體信息平合，滿足社會各界和廣大居民的多方面需求，推進三網融合。我國有線電視網擁有用戶近I. 5億戶，由于全國各地的經濟發展狀況極不平衡，加上其他歷史和客觀原因，各地有線廣播電視網絡存在很大差異，大多數用戶的網絡仍然是單向網絡。隨著業務發展和三網融合的迫切需求，對廣播電視接入網質量和承載能力提出了更高的要求，廣播電視接入網必須進行數字化和雙向化改造。隨著通信技術的不斷發展，“光進銅退”逐漸成為趨勢。調研，表明，日前我國廣播電視接入網中，光節點覆蓋用戶數為200戶以下的用戶已經占總用戶數的15. 5%以上。根據國內外網絡發展趨勢，下一代廣播電視網(NGB)面向未來五年到十年，光節點覆蓋發展到200戶或50戶以內，甚至大規模FTTH的部署。從網絡改造的方式上看，目前國內存在多種基于有線電視電纜分配網的雙向接入技術，但實現方式存在很大差異。設備產品種類繁多、網絡承載性能差異大，提供的帶寬和支持的業務也各不相同，缺乏標準規范。一方面，眾多技術方案的出現反映了市場的需求，給運營商提供了更多的選擇空間；另一方面眾多的方案也給決策帶來了困難。從技術角度來說，各技術方案均有其各自的局限性。比如說，從工作頻帶看，現有電纜接入技術大多工作于當前廣播電視工作允許的頻段之外，有些工作在低于65MHz的低頻段，有些則為高于860MHz的高頻段。低頻段信道內干擾和噪聲較大，信道也較為擁擠；而高頻段信道內信號衰減和反射較為嚴重，有可能大大影響系統的性能或者降低該技術的適用性。從信道帶寬來看，有些技術選用的信道帶寬不是8MHz的整數倍，不符合我國廣播電視接入網的信道帶寬規劃要求，不利于信道的合理分配和有效利用。從協議性能來看，有些技術提供的業務速率不能滿足當前和未來一段時期業務發展的帶寬需要，有些技術沒有很好的解決服務質量(QoS)保障問題，不能提供包括實時流媒體等各種業務所需的QoS。另外，從成本角度來看，由于缺乏統一的標準，各種方案均難以形成規模效應，造成雙向化改造的效果不一和成本降低困難，因而難以大規模推廣。現有廣播電視接入網是以光纖為干線的光纜-同軸電纜混合網(HFC)，廣播電視接入網雙向化改造技術主要包括接入網光傳輸改造技術和用戶接入改造技術兩部分。在光傳輸改造方面，相比有源光網絡(AON)技術，無源光網絡(PON)技術具有拓撲結構簡單、設備成本低，并且其網絡拓撲結構與HFC網的光纖部分的拓撲結構相類似，因此在現有HFC網絡中采用PON技術，不需要對現有HFC網絡進行大幅度改造，只需要在原來的光網絡上作簡單的配置，可在較短時間內完成網絡的升級。
在用戶接入改造技術方面，本發明則采用塑料光纖系統進行寬帶接入，以下結合附圖對本發明技術方案進行詳細說明。現有的廣播電視網其結構如圖I所示,廣播電視接入網通過同軸電纜與數字電視機頂盒(STB )相連接，然后數字電視機頂盒(STB )與數字電視(DTV)或用戶終端(DTU)相連接。而如圖2所示，本發明所述一種廣播電視網的塑料光纖用戶接入網系統，以塑料光纖為傳輸介質構建接入網，進行用戶接入網改造。該系統包括塑料光纖光網絡單元(P0F0NU)、用戶終端(DTU)或電視機(TV)、以及塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center)或數字電視機頂盒(STB)；
現有有線廣播電視接入網是以光纖為干線的光纜-同軸電纜混合網(HFC)，一般以石英光纖作為骨干網接入石英光纖光線路終端(0LT)，主要完成PON網絡的上行接入和通過PON 口與石英光纖光配線網絡(ODN)(光纖和無源分光器組成)和石英光纖網絡單元(ONU)設備相連，一般石英光纖光線路終端(OLT)的PON 口通過單根光纖和石英光纖光配線網絡(ODN)網相連，石英光纖網絡單元(ONU)下行采用廣播方式，石英光纖網絡單元(ONU)設備選擇性接收。石英光纖網絡單元(ONU)設備通過同軸電纜連接機頂盒(STB)，機頂盒(STB)再通過視頻音頻連接線(一般用的是AV線，高清機用的是HDMI線或者色差分量線)連接用戶終端(DTU)或電視機(TV)(如電視機、個人電腦等)。機頂盒(STB)用來增強或擴展電視機功能，可接收通過電纜傳遞過來的節目，并可提供附加服務。現有有線廣播電視接入網的信號傳輸過程為所述石英光纖光信號源于石英光纖光線路終端(OLT)和光配線網絡(ODN)傳輸到石英光纖網絡單元(0NU)，其間傳輸的信號都為石英光纖光信號；然后石英光纖網絡單元(ONU)再通過同軸電纜連接機頂盒(STB)，信號依次從石英光纖光信號轉換為石英光纖光電轉換器電信號、同軸電纜電信號；同軸電纜電信號再通過機頂盒(STB)間接連接用戶終端(DTU)或電視機(TV)，同軸電纜電信號轉換成視頻音頻電信號。反之亦然。此外，廣播電視接入網還可以是無線廣播電視接入網，其通過廣播電視發射臺、轉播臺、差轉臺、收轉臺(站)、微波站、節目傳送臺(站)、廣播電視衛星、衛星地球站、監測臺(站)等部分，將無線電視信號傳輸到無線電視信號接收設備(比如衛星天線)。無線電視信號接收設備再通過同軸電纜連接機頂盒(STB)，機頂盒(STB)再通過視頻音頻連接線(一般用的是AV線，高清機用的是HDMI線或者色差分量線)連接用戶終端(DTU)或電視機(TV)(如電視機、個人電腦等)。機頂盒(STB)用來增強或擴展電視機功能，可接收通過電纜傳遞過來的節目，并可提供附加服務。現有無線廣播電視接入網的信號傳輸過程為無線電視電信號被無線電視信號接收設備接收后，轉換為同軸電纜電信號；同軸電纜電信號再通過機頂盒(STB)間接連接用戶終端(DTU)或電視機(TV)，同軸電纜電信號轉換成視頻音頻電信號。反之亦然。
廣播電視接入網通過石英光纖或塑料光纖，連接塑料光纖光網絡單元(POF 0NU),塑料光纖光網絡單元(POF 0NU)用于向相連的用戶提供各種寬帶服務；
廣播電視接入網通過同軸電纜連接塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center),塑料光纖光網絡單元(POF 0NU)也通過各種網絡傳輸介質連接塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center)或數字電視機頂盒,塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center)或數字電視機頂盒(STB )用于實現家庭內部信息與家庭外部信息的交換。當廣播電視接入網通過塑料光纖連接塑料光纖光網絡單元(POF 0NU)時，塑料光纖光網絡單元(POF 0NU)通過各種網絡傳輸介質連接塑料光纖用戶接入中心設備(P0FHome Center)或數字電視機頂盒。這里所述各種網絡傳輸介質包括但不限于同軸電纜、雙絞線、塑料光纖、石英光纖、WIFI等傳輸介質。但當廣播電視接入網通過石英光纖連接塑料光纖光網絡單元(POF 0NU)時，塑料光纖光網絡單元(POF 0NU)通過塑料光纖連接塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center)或數字電視機頂盒。數字電視機頂盒(STB)通過視頻音頻連接線與用戶終端(DTU)或電視機(TV)相連，用戶終端(DTU)或電視機(TV)用于與最終用戶接觸以實現各種網絡應用。塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center)通過各種傳輸介質,與用戶終端(DTU)或電視機(TV)相連，用戶終端(DTU)或電視機(TV)用于與最終用戶接觸以實現各種網絡應用。這里各各種傳輸介質包括但不限于視頻音頻連接線、同軸電纜、雙絞線、塑料光纖、石英光纖、WIFI等傳輸介質。該系統與現有廣播電視接入網系統類似，最簡單的情況下，廣播電視接入網通過同軸電纜與數字電視機頂盒進行連接；所述塑料光纖光網絡單元(POF 0NU)上聯現有廣播電視接入網，并在塑料光纖光網絡單元(POF 0NU)與數字電視機頂盒之間鋪設各種網絡傳輸介質進行連接，例如現在很多數字電視機頂盒都有RJ45接口，則可以在兩者之間以雙絞線相連接，僅僅加入了一個塑料光纖光網絡單元和塑料光纖連接線，就實現廣播電視接入網的雙向改造和光纖入戶。復雜一點的情況下，再將數字電視機頂盒更換為塑料光纖用戶接入中心設備(P0FHome Center),則可以實現的功能更為強大。本發明的信號傳輸過程為
在廣播電視接入網通過石英光纖連接塑料光纖光網絡單元的情況下，石英光纖光信號源于廣播電視接入網，再通過石英光纖連接到塑料光纖光網絡單元，則石英光纖中以石英光纖光信號進行傳輸，石英光纖光信號到達塑料光纖光網絡單元后，石英光纖光信號依次轉換為石英光纖光電轉換器電信號、塑料光纖光電轉換器電信號、塑料光纖光信號；然后通過所述塑料光纖，將塑料光纖光信號傳輸至塑料光纖用戶接入中心設備，塑料光纖用戶接入中心設備將塑料光纖光信號被轉換成塑料光纖光電轉換器電信號，再被轉換成視頻音頻電信號，傳輸給用戶終端或數字電視機；
反之亦然；
在廣播電視接入網通過塑料光纖連接塑料光纖光網絡單元且塑料光纖光網絡單元通過塑料光纖連接塑料光纖用戶接入中心設備的情況下，塑料光纖光信號源于廣播電視接入網，再通過塑料光纖，將塑料光纖光信號傳輸到塑料光纖光網絡單元，再通過塑料光纖，將塑料光纖光信號傳輸到塑料光纖用戶接入中心設備，塑料光纖用戶接入中心設備將塑料光纖光信號被轉換成塑料光纖光電轉換器電信號，再被轉換成視頻音頻電信號，傳輸給用戶終端或數字電視機；
反之亦然；
在廣播電視接入網通過塑料光纖連接塑料光纖光網絡單元且塑料光纖光網絡單元通過其他非塑料光纖傳輸介質連接數字電視機頂盒的情況下，塑料光纖光信號源于廣播電視接入網，再通過塑料光纖，將塑料光纖光信號傳輸到塑料光纖光網絡單元，塑料光纖光網絡 單元將塑料光纖光信號被轉換成塑料光纖光電轉換器電信號，并將塑料光纖光電轉換器電信號轉換成其他傳輸介質電信號，數字電視機頂盒再將其他傳輸介質電信號轉換成視頻音頻電信號，傳輸給用戶終端或數字電視機；
反之亦然；
而現有廣播電視接入網在這種廣播電視網的塑料光纖用戶接入網系統中的信號傳輸過程不變。由于現有廣播電視接入網的原有傳輸介質都得以保留，極大的保護了現有廣播電視接入網的同軸接入網的投資。而如圖3所示，本發明還包括另外一種廣播電視網的塑料光纖用戶接入網系統，以塑料光纖為傳輸介質構建接入網，進行用戶接入網改造。該系統包括塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center)、用戶終端(DTU)或電視機(TV)。廣播電視接入網通過同軸電纜連接塑料光纖用戶接入中心設備(POF HomeCenter),廣播電視接入網還通過塑料光纖連接塑料光纖用戶接入中心設備(POF HomeCenter),塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center)用于實現家庭內部信息與家庭外部信息的交換。塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center)通過各種傳輸介質與用戶終端(DTU)或電視機(TV)相連，用戶終端(DTU)或電視機(TV)用于與最終用戶接觸以實現各種網絡應用。該系統與現有廣播電視接入網系統類似，只需更換機頂盒(STB)設備為塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center),廣播電視接入網通過塑料光纖與塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center)進行連接，原有的同軸電纜的連接不變；塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center)通過塑料光纖上聯廣播電視接入網，且所述塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center)通過各種傳輸介質與用戶終端(DTU)或電視機(TV)相連，實現下一代廣播電視接入網的雙向、寬帶改造和光纖入戶。本發明的信號傳輸過程為所述塑料光纖光信號源于廣播電視接入網，再通過塑料光纖光纖連接到塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center)，則塑料光纖傳輸的是塑料光纖光信號，然后塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center)將塑料光纖光信號轉換成視頻音頻電信號，傳輸給用戶終端(DTU)或電視機(TV)。反之亦然。由于現有廣播電視接入網的原有傳輸介質都得以保留，極大的保護了現有廣播電視接入網的同軸接入網的投資。以同軸電纜作為廣播電視網用戶接入網絡的傳輸過程不變，僅僅機頂盒(STB)更換為塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center)，并加入一條塑料光纖接入以實現光纖入戶，且在此基礎上可以完成現有廣播電視接入網的寬帶、雙向化改造。圖3中所述的這種廣播電視網的塑料光纖用戶接入網系統與圖2中所述的一種廣播電視網的塑料光纖用戶接入網系統的區別在于圖3所示系統將圖2所示系統中的塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center)和塑料光纖光網絡單元(POF 0NU)合二為一；而圖2所示系統中，廣播電視接入網通過石英光纖或塑料光纖連接塑料光纖光網絡單元(P0F0NU)，塑料光纖光網絡單元(POF 0NU)再通過各種網絡傳輸介質連接塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center)。
本發明所述的塑料光纖光網絡單元(POF 0NU)的結構如圖4所示，其結構包括有石英光纖光電轉換器21 (如Hisense公司，型號為LTB34D2 )，ONU芯片22 (如Corona系統公司，型號為CS8016)，塑料光纖光電轉換器23 (如Firecomms公司，型號為EDL-300T或EDL-301T )，而且石英光纖光電轉換器21和塑料光纖光電轉換器23分別導通連接在ONU芯片22的上行端口和下行端口處。其中，所述ONU芯片22內部整合了交換功能與支持100Base-FX PHY，主要用于完成石英光纖光電轉換器電信號(又叫上行電信號)和塑料光纖光電轉換器電信號(又叫下行電信號)的相互轉換；石英光纖光電轉換器21可設有石英光纖接口(圖中未表示出來)，主要用于完成石英光纖光信號與石英光纖光電轉換器電信號的相互轉換；塑料光纖光電轉換器23可設有塑料光纖端口(圖中未表示出來)，主要用于完成塑料光纖光電轉換器電信號與塑料光纖光信號的相互轉換。(還需要說明是，ONU芯片的上行端口用于接收石英光纖光電轉換器21發出的石英光纖光電轉換器電信號，下行端口用于發送ONU芯片22轉換的塑料光纖光電轉換器電信號。)石英光纖光信號與塑料光纖光信號的轉換方法具體包括以下步驟
首先，石英光纖光電轉換器21將通過石英光纖接口接收的石英光纖光信號轉換為石英光纖光電轉換器電信號，并后輸送至ONU芯片22 ；
接著，ONU芯片22將電信號直接轉換為PECL電信號(即塑料光纖光電轉換器電信號)，并輸送至塑料光纖光電轉換器23 ；
最后，塑料光纖光電轉換器23將PECL電信號(即塑料光纖光電轉換器電信號)轉換成650nm的光信號通過塑料光纖將光信號傳送至用戶端的塑料光纖有源信息面板，連接終端設備。反之，即可實現石英光纖光信號轉換為塑料光纖光信號。如圖5中所示
本發明所述的第一種廣播電視網的塑料光纖用戶接入網系統(如圖2所示)中的塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center)，包括有RF接口 31、塑料光纖光電轉換器32、網關芯片33、多媒體處理芯片34、視頻與音頻線接口 35、轉換芯片36、RJ45接口 37、其他接口 38和RJll接口 39，其中RF接口 31和塑料光纖光電轉換器32都與網關芯片33連接，網關芯片33與多媒體處理芯片34相連接，多媒體處理芯片34與視頻與音頻線接口 35相連接，除此之外，轉換芯片36、RJ45接口 37和其他接口 38都與網關芯片相連接，RJll接口 39與轉換芯片36相連接。塑料光纖光電轉換器32包括有塑料光纖收發模塊和與鋪設用戶室內塑料光纖相連的塑料光纖端口(圖中均未表示出來)，主要用于完成上、下行電信號與塑料光纖光信號的相互轉換，網關芯片33可選用型號為KSZ8695X芯片，RJll接口 39主要用于外接 電話，通過轉換芯片36連接網關芯片33，轉換芯片36可選用型號為PEB33322EL芯片。通過該塑料光纖用戶接入中心設備，即可實現協議轉換、路由選擇、數據交換等網絡兼容，對不同體系結構或協議的網絡之間進行互通，且可以用于向電視機傳輸綜合信息。如圖6中所示
本發明所述的第二種廣播電視網的塑料光纖用戶接入網系統(如圖3所示)中的塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center)，包括有RF接口 41、塑料光纖光電轉換器42、0NU芯片43、網關芯片44、多媒體處理芯片45、視頻與音頻線接口 46、轉換芯片47、RJ45接口48、其他接口 40和RJll接口 40，其中RF接口 41和ONU芯片43都與網關芯片43連接，塑料光纖光電轉換器42與ONU芯片43相連接，網關芯片44與多媒體處理芯片45相連接，多媒體處理芯片45與視頻與音頻線接口 46相連接，除此之外，轉換芯片47、RJ45接口 48和其他接口 49都與網關芯片44相連接，RJll接口 40與轉換芯片47相連接。塑料光纖光電轉換器42包括有塑料光纖收發模塊和與鋪設用戶室內塑料光纖相連的塑料光纖端口(圖中均未表示出來)，主要用于完成上、下行電信號與塑料光纖光信號的相互轉換，ONU芯片43選用Corona系統公司型號為CS8016的芯片，網關芯片44可選用型號為KSZ8695X芯片，RJll接口 40主要用于外接電話，通過轉換芯片47連接網關芯片44，轉換芯片47可選用型號為PEB33322EL芯片。通過該塑料光纖用戶接入中心設備，即可實現協議轉換、路由選擇、數據交換等網絡兼容，對不同體系結構或協議的網絡之間進行互通，且可以用于向電視機傳輸綜合信息。該網關與圖5所示塑料光纖用戶接入中心設備的區別是在塑料光纖光電轉換器42與網關芯片44之間增加了一個ONU芯片，從而將POF ONU與POF Home Center的功能
合二為一。如圖7中所示
本發明所述的第二種廣播電視網的塑料光纖用戶接入網系統(如圖3所示)中的塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center)，包括有RF接口 51、塑料光纖光電轉換器52、嵌入式CPU 53、多媒體處理芯片54、視頻與音頻線接口 55、轉換芯片56、RJ45接口 57、其他接口 58和RJll接口 59，其中RF接口 51和塑料光纖光電轉換器52都與嵌入式CPU 53連接，嵌入式CPU 53與多媒體處理芯片54相連接，多媒體處理芯片54與視頻與音頻線接口55相連接，除此之外，轉換芯片56、RJ45接口 57和其他接口 58都與嵌入式CPU 53相連接，RJll接口 59與轉換芯片56相連接。硬件以嵌入式處理器CPU為核心，CPU通過WAN接口連接EPON接入模塊，通過mini—PCI插槽擴展WiFi AP模塊。網絡處理器最小系統包括DDRII接口的64MB SDRAM、16MB Nor flash,64MB NAND flash、PCI 接口、USB 接口、Rs232 Console 接口、肌 G 接口、時鐘、復位等外圍電路。VOIP模塊中Codec/SLIC電路完成模擬電話接口電路功能及模數轉換功能.通過PCM接口與SPI接口接網絡處理器.語音信號的壓縮/解壓縮，協議轉換等由網絡處理器完成；DAA電路為FXO接口電路。當用戶撥打市話或者設備掉電時.繼電器會切換到FXO 口。如圖8中所示
其中EPON接入模塊電路設計以ONU MAC芯片為核心.可以分為PON接口電路、UNI接口電路、嵌入CPU外圍存儲器電路.以及電源轉換電路等。ONU MAC芯片完成IEEE802. 3—2005規定的MPCP等協議轉換.選用的MAC芯片及其固件完全符合中國電信EPON設備技術要求V2. 1，支持CTC V2. I OAM及其擴展。支持CTC規定的多種DBA算法，可以與支持CTC V2. I標準的EPON設備互連互通。塑料光纖光電轉換器52包括有塑料光纖收發模塊和與鋪設用戶室內塑料光纖相連的塑料光纖端口(圖中均未表示出來)，主要用于完成上、下行電信號與塑料光纖光信號的相互轉換，RJll接口 59主要用于外接電話，通過轉換芯片56連接嵌入式CPU 53， 轉換芯片56可選用型號為PEB33322EL芯片。通過該塑料光纖用戶接入中心設備，即可實現協議轉換、路由選擇、數據交換等網絡兼容，對不同體系結構或協議的網絡之間進行互通，且可以用于向電視機傳輸綜合信息。上述三種塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center)中，光纖收發模塊可使用FIREC0MMS公司的塑料光纖收發器。作為快速以太網物理層自適應收發器，由于其支持IEEE 802. 3標準，提供OptoLock 接口，可以支持MAC。本發明的光纖收發模塊不同于現有石英光纖收發模塊，米用的工作波長為可見光，而石英光纖工作波長為850/1310/1550(nm)。本發明的塑料光纖接口，可以是FIREC0MMS公司的OptoLock，也可以是與SMI型、SC型或SC-RJ型等塑料光纖連接頭相配合的接口。上述三種塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center)中，連接塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center)和其他塑料光纖接入設備的塑料光纖根據塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center)上下行保證帶寬設計。塑料光纖多用戶網絡單元上下行保證帶寬不超過I. 25G時，塑料光纖為階躍型塑料光纖，光纖損耗系數小于260dB/km。塑料光纖多用戶網絡單元上下行保證帶寬超過I. 25G時，塑料光纖為漸變型塑料光纖，光纖損耗系數小于230dB/km。上述三種塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center)中，，本發明所述的塑料光纖用戶接入中心設備(POF Home Center)還設有電源以及相應的供電電路和晶振電路，該電源、供電電路和晶振電路在圖中均未表示出來。所述供電電路包括正SV轉為正3. 3V的直流電壓電路、正SV轉為正2. 5V的直流電壓電路、正3. 3V轉為正I. 2V的直流電壓電路。具體為正SV直流電壓通過線性調壓器(如LM1117)變換為正3. 3V直流電壓，并由該線性調壓器的第4引腳輸送到各芯片；正SV直流電壓通過線性調壓器(如LP3963變換為正2. 5V直流電壓，并由該線性調壓器的第4引腳輸送到各芯片；正3. 3V直流電壓通過線性調壓器(如LM1117)變換為I. 2V直流電壓，并由該線性調壓器的第4引腳輸送到各芯片。所述晶振電路的頻率為25MHZ,其輸入端口和輸出端口分別與石英光纖光電轉換器201和塑料光纖光電轉換器203的輸出端口和輸入端口連接。由于本發明采用塑料光纖接入，塑料光纖(POF)作為新型的數據傳輸介質，與石英光纖相比，具有較粗的芯徑、受光角大和良好的柔韌性等優點，所以連接方便，耦合效率高；同時具有高帶寬、耐震動、抗輻射、價格便宜、施工方便的優點，與雙絞線相比，重量輕，無電磁干擾，帶寬大，是最佳的短距離數據傳輸介質。因此本發明極大的減輕了高頻段信道內信號衰減和反射的問題，信道帶寬也符合我國廣播電視接入網的信道帶寬規劃要求，有利于信道的合理分配和有效利用，且能很好的解決解決服務質量(QoS)保障問題，提供包括實時流媒體等各種業務所需的QoS。有線電視寬帶接入技術的設計，其必須遵循以下原則，而本發明可以達到以下原則的要求。標準性原則必須遵循已頒布的國家標準和行業標準。確保開發出來的技術具有橫向和縱向的兼容性。避免有線電視寬帶接入網成為下一代網絡中的孤島。合理性原則所提出的需求應該在充分利用和挖掘現有有線電視電纜網絡資產的前提條件下有充分的技術實現可行性。應避免導致需要對現有有線電視電纜網絡資產進行 大幅度改造的技術開發。從而最大限度保護既有投資、發揮存量資產的效益最大化。可擴展性原則寬帶接入的用戶需求和技術的發展是長期的、漸進的。需求設計必須保證先進性和可擴展性，先進性是指能夠反映近期和中期未來的用戶需求；另一方面，可擴展性保證了可以通過擴展滿足遠期未來的需求。保證開發的技術和系統可以隨著業務需求擴展和技術進步進行平滑升級。并且擴展性必須能夠符合主流技術發展的趨勢，迎合“光進銅退”的趨勢。可管可控原則必須滿足不同角度不同層面的可管理性、可控制性，保證網絡運營的規范和網絡的健康發展。經濟性原則確保開發出來的寬帶接入技術在保證性能的基礎上，具有良好的經濟性。以上內容是結合具體的優選技術方案對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種廣播電視網的塑料光纖用戶接入網系統，其特征在于，所述系統包括塑料光纖光網絡單元、用戶終端或數字電視機、以及塑料光纖用戶接入中心設備或數字電視機頂盒; 廣播電視接入網通過石英光纖或塑料光纖，連接塑料光纖光網絡單元，塑料光纖光網絡單元用于向相連的用戶提供各種寬帶服務； 廣播電視接入網通過同軸電纜，連接塑料光纖用戶接入中心設備或數字電視機頂盒，塑料光纖光網絡單元也通過各種網絡傳輸介質，連接塑料光纖用戶接入中心設備或數字電視機頂盒，塑料光纖用戶接入中心設備或數字電視機頂盒用于實現家庭內部信息與家庭外部信息的交換； 塑料光纖用戶接入中心設備通過各種傳輸介質，與用戶終端或數字電視機相連，用戶終端或數字電視機用于與最終用戶接觸以實現各種網絡應用。
2.如權利要求I所述的系統，其特征在于， 在廣播電視接入網通過石英光纖連接塑料光纖光網絡單元的情況下，石英光纖光信號源于廣播電視接入網，再通過石英光纖連接到塑料光纖光網絡單元，則石英光纖中以石英光纖光信號進行傳輸，石英光纖光信號到達塑料光纖光網絡單元后，石英光纖光信號依次轉換為石英光纖光電轉換器電信號、塑料光纖光電轉換器電信號、塑料光纖光信號；然后通過所述塑料光纖，將塑料光纖光信號傳輸至塑料光纖用戶接入中心設備，塑料光纖用戶接入中心設備將塑料光纖光信號被轉換成塑料光纖光電轉換器電信號，再被轉換成視頻音頻電信號，傳輸給用戶終端或數字電視機； 反之亦然； 在廣播電視接入網通過塑料光纖連接塑料光纖光網絡單元且塑料光纖光網絡單元通過塑料光纖連接塑料光纖用戶接入中心設備的情況下，塑料光纖光信號源于廣播電視接入網，再通過塑料光纖，將塑料光纖光信號傳輸到塑料光纖光網絡單元，再通過塑料光纖，將塑料光纖光信號傳輸到塑料光纖用戶接入中心設備，塑料光纖用戶接入中心設備將塑料光纖光信號被轉換成塑料光纖光電轉換器電信號，再被轉換成視頻音頻電信號，傳輸給用戶終端或數字電視機； 反之亦然； 在廣播電視接入網通過塑料光纖連接塑料光纖光網絡單元且塑料光纖光網絡單元通過其他非塑料光纖傳輸介質連接數字電視機頂盒的情況下，塑料光纖光信號源于廣播電視接入網，再通過塑料光纖，將塑料光纖光信號傳輸到塑料光纖光網絡單元，塑料光纖光網絡單元將塑料光纖光信號被轉換成塑料光纖光電轉換器電信號，并將塑料光纖光電轉換器電信號轉換成其他傳輸介質電信號，數字電視機頂盒再將其他傳輸介質電信號轉換成視頻音頻電信號，傳輸給用戶終端或數字電視機； 反之亦然； 而現有廣播電視接入網在這種廣播電視網的塑料光纖用戶接入網系統中的信號傳輸過程不變。
3.如權利要求I所述的系統，其特征在于，所述各種網絡傳輸介質包括但不限于同軸電纜、雙絞線、光纖、WIFI等傳輸介質。
4.一種廣播電視網的塑料光纖用戶接入網系統，其特征在于，所述系統包括塑料光纖用戶接入中心設備、用戶終端或數字電視機； 廣播電視接入網通過同軸電纜，連接塑料光纖用戶接入中心設備，且廣播電視接入網通過塑料光纖，直接連接塑料光纖用戶接入中心設備，塑料光纖用戶接入中心設備用于實現家庭內部信息與家庭外部信息的交換； 塑料光纖用戶接入中心設備通過各種傳輸介質，與用戶終端或數字電視機相連，用戶終端或數字電視機用于與最終用戶接觸以實現各種網絡應用。
5.如權利要求4所述的系統，其特征在于，塑料光纖光信號源于廣播電視接入網，再通過塑料光纖，連接到塑料光纖用戶接入中心設備，然后塑料光纖用戶接入中心設備將塑料光纖光信號被轉換成塑料光纖光電轉換器電信號，再被轉換成視頻音頻電信號，傳輸給用戶終端或數字電視機； 反之亦然； 而現有廣播電視接入網在這種廣播電視網的塑料光纖用戶接入網系統中的信號傳輸過程不變。
6.一種廣播電視網的塑料光纖用戶接入中心設備，其特征在于，所述設備包括有RF接口、塑料光纖光電轉換器、網關芯片、多媒體處理芯片、視頻與音頻線接口、轉換芯片、RJ45接口、RJl I接口和其他接口，其中RF接口和塑料光纖光電轉換器都與網關芯片連接，網關芯片與多媒體處理芯片相連接，多媒體處理芯片與視頻與音頻線接口相連接，除此之外，轉換芯片、RJ45接口和其他接口都與網關芯片相連接，RJll接口與轉換芯片相連接。
7.一種廣播電視網的塑料光纖用戶接入中心設備，其特征在于，所述設備包括有RF接口、塑料光纖光電轉換器、ONU芯片、網關芯片、多媒體處理芯片、視頻與音頻線接口、轉換芯片、RJ45接口、RJlI接口和其他接口，其中RF接口和ONU芯片都與網關芯片連接，塑料光纖光電轉換器與ONU芯片相連接，網關芯片與多媒體處理芯片相連接，多媒體處理芯片與視頻與音頻線接口相連接，除此之外，轉換芯片、RJ45接口和其他接口都與網關芯片相連接，RJll接口與轉換芯片相連接。
8.一種廣播電視網的塑料光纖用戶接入中心設備，其特征在于，所述設備包括有RF接口、塑料光纖光電轉換器、嵌入式CPU、多媒體處理芯片、視頻與音頻線接口、轉換芯片、RJ45接口、RJlI接口和其他接口，其中RF接口和塑料光纖光電轉換器都與嵌入式CPU 53連接，嵌入式CPU與多媒體處理芯片相連接，多媒體處理芯片與視頻與音頻線接口相連接，除此之外，轉換芯片、RJ45接口和其他接口都與嵌入式CPU相連接，RJll接口與轉換芯片相連接。
9.如權利要求5或6或7所述的設備，其特征在于，上下行保證帶寬不超過1.25G時，所述塑料光纖為階躍型塑料光纖，損耗系數小于260dB/km。
10.如權利要求5或6或7所述的設備，其特征在于，上下行保證帶寬超過1.25G時，所述塑料光纖為漸變型塑料光纖，損耗系數小于230dB/km。
全文摘要
本發明提供一種廣播電視網的塑料光纖用戶接入網設備和系統，其包括塑料光纖光網絡單元(POFONU)、用戶終端(DTU)或電視機(TV)、塑料光纖用戶接入中心設備(POFHomeCenter)或數字電視機頂盒(STB)。以這樣的方式，以同軸電纜作為廣播電視網用戶接入網絡的傳輸過程不變，僅僅機頂盒(STB)更換為塑料光纖用戶接入中心設備(POFHomeCenter)，并加入一條塑料光纖接入以實現光纖入戶，且在此基礎上可以完成現有廣播電視接入網的寬帶、雙向化改造。
文檔編號H04N21/61GK102883151SQ20121036649
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月27日 優先權日2012年9月27日
發明者鄭徐平, 王亞輝 申請人:深圳市中技源專利城有限公司