专利名称：光纤同轴电缆混合网的光节点的网络管理方法
技术领域：
本发明涉及光纤同轴电缆混合网(HFC，即Hybrid Fiber Coaxial Cable)中的信息传输方法，特别涉及一种双向有线电视网的光节点的网络管理方法。
背景技术：
HFC既是一种灵活的接入系统，也是一种优良的传输系统，其把铜缆和光缆/光纤搭配起来，同时提供两种物理媒质所具有的特性而同时支持模拟和数字传输，从而能够支持现有的全部传输技术，其中包括ATM、帧中继、SONET和SMDS(交换式多兆位数据服务)。由于HFC结构和现有有线电视网络结构相似，使得HFC的上述特性首先被应用于有线电视(CATV)系统中。
现在，双向交互式HFC电视网络的发展成为有线电视发展的趋势，其特点是在HFC网络中，从前端到光节点采用光纤、星形或环形的光缆在到达用户服务区以后，采用同轴电缆入户。所谓光节点就是光电信号的转换点。随着HFC网络功能的扩展和技术要求的不断提高，光节点不再是模拟HFC传输网中简单地把下行光信号转换为射频信号的光接收机，而是日益朝着宽带化、双向化和多功能化方向发展，即综合下行光电转换和上行电光转换等多功能于一体。可见，光节点在双向交互式HFC电视网络的数据的传输中至关重要。然而，目前对电缆光节点的管理没有形成规范，电缆光节点在网络中的网络管理主要是通过搭载在有线电视台和其他厂家设备的FSK(即移频键控)调制器上，被动地进行状态轮询和显示，由于各厂家没有形成一个统一的标准，如在一个HFC网中使用多家产品，状态监视本身就很难实现，也不能实现远程控制，不适应宽带IP(Internet Protocol)或HFC接入网上的应用，至今，国内尚无一个完整的有线电视光节点网络管理系统。并且，由于用户光节点数庞大，且每个光节点是独立的，采用上述方法实难对光节点提供有效的网络管理。
发明内容
本发明的目的就是提供一种对HFC网络的光节点实现网络管理的方法，实时监控数目庞大、各自独立的各个光节点的状态，以确保HFC网络的各个光节点的正常工作，进而提高采用HFC网络的双向交互式HFC电视网络的可靠性。
为实现本发明的目的，本发明的具体技术方案是这样实现的一种光纤同轴电缆混合网的光节点的网络管理方法，包括以下步骤步骤S1在所述的光纤同轴电缆混合网中的每个光节点内设置射频调制解调器；步骤S2分配给每个所述的射频调制解调器与其光节点对应的地址码；步骤S3将所述射频调制解调器接入所述光纤同轴电缆混合网；步骤S4所述射频调制解调器将其地址码作为其对应的光节点的数据的报头发送到所述光纤同轴电缆混合网的服务器；步骤S5所述射频调制解调器接收所述服务器的命令并传给其对应的光节点。
其中，所述步骤S4是如此实现的所述射频调制解调器侦听下行信道以获得可使用的上行信道信息；并在调制其对应的光节点的各项数据时，加上自己的地址码作为报头；然后通过所获得的上行信道，将调制所得的数据发送给前端机房内的电缆路由器，后者接收所述的调制数据，在解调、成帧、路由后传送到所述服务器。
其中，所述步骤S5是如此实现的所述射频调制解调器接收所述服务器的命令；并通过其地址码识别所述服务器的命令是传给其对应的光节点的命令；最后所述光节点通过其状态监控接口，执行所述服务器对其的命令。
其中，所述光纤同轴电缆混合网作为有线电视网，目前的双向HFC网可以通过电缆调制解调器来向用户提供高速数据业务，对视频、数据信号采用MCNS DOCSIS(Multimedia Cable Network System Partners’Data OverCable System Interface Specification)协议标准，所述射频调制解调器的接口采用MCNS的DOCSIS协议标准。
其中，所述光节点的数据包括光节点的工作状态监视信号；所述步骤S5的光节点通过其状态监控接口执行服务器的命令包括光节点的状态参数的修改，各工作模块的开关、切换、备份、噪声衰减控制；所述网络管理方法可适用于宽带因特网协议；所述射频调制解调器上设有预留接口，用以连接与所述光节点邻接的放大器。
可见，本发明在HFC网络中的每个光节点中安装了一个射频调制解调器，该调制解调器具有支持DOCSIS协议的接口，并且该射频调制解调器有一个固定的地址码，其地址码是识别整个HFC网中不同光节点的唯一标志。
该射频调制解调器首先侦听下行信道以获得可使用的上行信道信息，然后使用指定的上行信道与前端机房内的电缆路由器通信。射频调制解调在调制光节点的各项数据时，加上自己的地址码作为报头，送给前端机房内的电缆路由器，经电缆路由器解调、成帧、路由后到达本地服务器。而本地服务器发出的命令下行到射频调制解调器后，也是经过地址码识别后将命令传给对应的光节点，对光节点的状态实现远程控制。这样就实现光节点与HFC网络之间的通信。此外，射频调制解调器上的预留接口，可以将电缆不间断电源、放大器等设备的各种参数通过射频调制解调器与双向HFC网进行通信，从而实现对电缆不间断电源、放大器等设备的网络管理。
通过本发明提供的对双向HFC网中光节点的网络管理方法，能够实时对光节点监测和控制，快速定位异常光节点设备的位置和故障原因，减小信号指标恶化，视频信号及数据通信中断时间，为工程抢修提供帮助。用户可以在控制中心实时监控整个HFC网络中各处光节点的运行状态，及时切换、处理各种情况，保证网络的可靠性，也不需要另建一套光节点网络管理系统，从而节省了投资，进一步提高双向HFC网络的传输质量与性能，更好地适应了HFC网络多功能的开发。
图1为光节点在HFC网络中的接入示意图；图2为本发明的HFC网络中光节点的网络管理方法的流程图；
图3为前端的电缆路由器与射频调制解调器的部分分层关系；图4为射频调制解调器的结构原理框图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
目前，双向HFC网除了广播音视频节目外，还可以通过电缆调制解调器来向用户提供高速数据业务，甚至提供电话业务。其中提供高速数据和电话业务的前端核心设备是电缆路由器，电缆路由器主要完成下行信号的调制，上行信号的解调，成帧、MAC层协议、控制处理，此外还兼有路由功能。它与电缆调制解调器间采用MCNS DOCSIS(Multimedia Cable NetworkSystem Partners’Dara Over Cable System Interface Specification)接口标准。
图1是光节点在HFC网络中的接入示意图。视频源和电缆路由器的下行信号混合后分配给正向光发射机组，经正向光发射机转换为光信号后，通过光纤传输至光节点。光节点是完成光信号和RF电信号的转换的设备，它将下行的光信号转换为射频电信号，同时它也将用户发出的经同轴电缆分配网上传的上行信号转换成光信号。下行信号经光节点转换成射频信号后经同轴电缆分配网传输至用户，由于射频信号传输过程中衰减较大，一般可串入射频放大器。在用户端，用户可收看电视，通过电缆调制解调器后可连接计算机和电话。
与下行信号类似，用户端的上行信号通过射频放大器、光节点、回传光接收机、分离器后到达电缆路由器，由电缆路由器处理，路由后到达Internet或本地服务器。其中，光节点和射频放大器位于野外，属于有源设备，需要外部供电。例如，光节点附近一般就放置有电缆不间断电源。光节点一般内带状态监控接口，可以用来执行各工作模块的开关、切换、备份、噪声衰减控制以及提供光节点本身的工作状态监视信号。为了实现光节点的网络管理，在有线电视系统中，一般用射频调制的方式实现传输，而HFC网络提供宽带业务可采用两种传输方式ATM(异步传输方式Asynchronous TransferMode)传输和IP(因特网协议Internet Protocol)传输，对应出现两类标准IEEE802.14和MCNS，IEEE802.14支持ATM传输，MCNS支持IP传输。
参见图1下部用虚线括起来的部分，在本发明的“网管实施方案”中，电缆不间断电源通过同轴电缆对光节点和放大器馈电，与光节点捆绑在一起的射频调制解调器也通过该馈电同轴电缆传输射频信号。射频调制解调在调制光节点的各项数据时，加上自己的地址码作为报头；同样，下行数据到射频调制解调器后，也是经过地址码识别后将数据传给对应的光节点，从而完成光节点网络管理。射频调制解调器采用MCNS的DOCSIS协议和双向HFC网进行通信。此外，在图1中，射频调制解调器与电缆不间断电源、射频放大器通过虚线相连，表示如果将电缆不间断电源、射频放大器等设备的网管信息通过射频调制解调器和双向光纤同轴电缆混合网进行通信，也可实现对电缆不间断电源、射频放大器等设备的网管。
参见图2，为本发明的HFC网络中光节点的网络管理方法的流程图，包括以下步骤步骤S1在所述的光纤同轴电缆混合网中的每个光节点内设置射频调制解调器；步骤S2分配给每个所述的射频调制解调器与其光节点对应的地址码；步骤S3将所述射频调制解调器接入所述光纤同轴电缆混合网；步骤S4所述射频调制解调器将其地址码作为其对应的光节点的数据的报头发送到所述光纤同轴电缆混合网的服务器，其具体可以这样实现所述射频调制解调器侦听下行信道以获得可使用的上行信道信息；并调制其对应的光节点的各项数据时，加上自己的地址码作为报头；然后通过所获得的上行信道，将调制所得的数据发送给前端机房内的电缆路由器，后者接收所述的调制数据，在解调、成帧、路由后传送到所述服务器。
步骤S5所述射频调制解调器接收的所述服务器的命令并传给其对应的光节点，该步骤具体可以这样实现所述射频调制解调器接收所述服务器的命令；并通过其地址码识别所述服务器的命令是传给其对应的光节点的命令；最后所述光节点通过其状态监控接口，执行所述服务器对其的命令。
参见图3，本发明的射频调制解调器包括双工滤波器，调制器、解调器、交织和去交织、FEC(前向纠错)、MAC处理器、数据成帧、数据编码以及处理器系统(包括CPU和存储器等)，此外，还包括与电缆光节点接口部分。正常工作时，CPU从电源接口部分获取电源信息，如果需要将数据上传，则先进行数据编码，经MAC层处理器确认可以发送后，交给下层完成FEC编码(传输过层中出错时可以纠正某些错误)、交织(在突发噪声下可大大增强FEC的纠错能力)处理后，经过调制器，双工滤波器后输出。电缆上的信号经过双工滤波器后分离出下行信号，相应的，经过解调器、去交织，FEC解码，MAC层处理器，数据成帧后到达CPU，然后通过电源接口处理后，传给电源部分。
参见图4，为实现双向HFC中对电源实现网络管理的目的，在光节点中采用带固定地址码的射频调制解调器，射频调制解调器与前端(指电缆路由器)的部分分层结构一一对应，如上行物理层，下行物理层，MAC层，LLC，ATM等。其中，前端包含下列主要功能1.一个下行RF电缆连接器端口，支持64-QAM或256-QAM的正交幅度调制。
2.一个上行RF电缆连接器端口，支持正交移相健控(QPSK)调制或16-QAM的正交幅度调制。
3.电缆介质存取控制(MAC)单元，为RF对下行信号传输分帧和加密，并把信号传送到下游物理层(PHY)。对上游物理层来的信号进行信号分帧和加密翻转。
下行物理层单元产生中频输出信号，并把中频信号传送到安装在下行通道中的RF接换器。
上行物理层单元其接收上行信号，并把信号传送到电缆MAC来删除分帧和加密格式。
频谱管理器用于监测未用的上行信道中的噪声，如在某使用信道中，信噪比达到不能接受的水平，频谱管理器将对使用这个信道的射频调制解调器指定一个新的上行信道。
通过HFC网中的光节点网络管理，可以在中心机房实时监控整个HFC网络中各处光节点的运行状态，及时切换、处理各种情况，保障网络的可靠运行。
权利要求
1.一种光纤同轴电缆混合网的光节点的网络管理方法，包括以下步骤步骤S1在所述的光纤同轴电缆混合网中的每个光节点内设置射频调制解调器；步骤S2分配给每个所述的射频调制解调器与其光节点对应的地址码；步骤S3将所述射频调制解调器接入所述光纤同轴电缆混合网；步骤S4所述射频调制解调器将其地址码作为其对应的光节点的数据的报头发送到所述光纤同轴电缆混合网的服务器；步骤S5所述射频调制解调器接收所述服务器的命令并传给其对应的光节点。
2.根据权利要求1所述的光节点的网络管理方法，其特征在于，所述步骤S4是如此实现的所述射频调制解调器侦听下行信道以获得可使用的上行信道信息；并在调制其对应的光节点的各项数据时，加上自己的地址码作为报头；然后通过所获得的上行信道，将调制所得的数据发送给前端机房内的电缆路由器，后者接收所述的调制数据，在解调、成帧、路由后传送到所述服务器。
3.根据权利要求1所述的光节点的网络管理方法，其特征在于，所述步骤S5是如此实现的所述射频调制解调器接收所述服务器的命令；并通过其地址码识别所述服务器的命令是传给其对应的光节点的命令；最后所述光节点通过其状态监控接口，执行所述服务器对其的命令。
4.根据权利要求1所述的光节点的网络管理方法，其特征在于，所述光纤同轴电缆混合网为有线电视网，所述射频调制解调器与有线电视网的接口采用MCNS的DOCSIS协议标准。
5.根据权利要求1所述的光节点的网络管理方法，其特征在于，所述光节点的数据包括光节点的工作状态监视信号。
6.根据权利要求3所述的光节点的网络管理方法，其特征在于，所述步骤S5的光节点通过其状态监控接口执行服务器的命令包括光节点的状态参数的修改，各工作模块的开关、切换、备份、噪声衰减控制。
7.根据权利要求1所述的光节点的网络管理方法，其特征在于，所述网络管理方法可适用于宽带因特网协议。
8.根据权利要求1所述的光节点的网络管理方法，其特征在于，所述射频调制解调器上设有预留接口，用以连接与所述光节点邻接的放大器。
全文摘要
本发明提供了一种光纤同轴电缆混合网的光节点的网络管理方法，通过在光纤同轴电缆混合网中的每个光节点内设置射频调制解调器；并分配给每个所述的射频调制解调器与其光节点对应的地址码；将射频调制解调器接入所述光纤同轴电缆混合网；所述射频调制解调器将其地址码作为其对应的光节点的数据的报头发送到所述光纤同轴电缆混合网的服务器；以及由射频调制解调器接收的所述服务器的命令并传给其对应的光节点，可使光节点直接在射频环境下和双向光纤同轴电缆混合网通信，从而实现光节点的网络管理。
文档编号H04N7/10GK1708126SQ20041004930
公开日2005年12月14日 申请日期2004年6月9日 优先权日2004年6月9日
发明者潘劲舟, 陈杰, 张华安 申请人:深圳市劲成宽频技术有限公司