专利名称：一种基于eoc的接入网的数据传输系统及方法
技术领域：
本发明属于接入网技术领域，具体涉及一种基于EOC的支持数字电视信号和IP数据并发传输的接入网的数据传输系统及方法。
背景技术：
广播电视接入网，即指交换局到用户终端之间所有的机线设备，是数据传输的物理载体。广播电视需要充当好以上重要角色、发挥其重要作用，则必须通过接入网这个物理载体。接入网肩负着传输广播电视信息的重要责任。接入网设计的好与坏、是否精简易行、高效率与否、直接决定了广播电视播放效果；同时，伴随接入网设计实施所带来的成本费用也制约着企业对于接入网落实的投入。
随着我国NGB (中国下一代广播电视网)概念的提出和三网融合(电信网、计算机互联网和有线电视网三者融合发展，互联互通，并逐步整合成为世界统一的信息通信网络，为客户同时提供语音、数据和广播电视等多重服务)的进行，接入网的技术和设计百花齐放，其中有光纤接入的EP0N、无线接入的wifi、同轴双缆线接入的HFC、MoCA和电力线接入的HomeplugAV 等等。每个技术都有它们的优劣，本发明关注于三网融合的趋势，结合目前广电已有接入网的结构，基于IEEE P1901标准(IEEE P1901工作组于2009年通过了电力线宽带通信的物理层(PHY)和介质访问控制层(MAC)的规范提案，并且于2010年发布工作组的首个标准)，主要实现一种同时进行数字电视和IP传输的接入网设计。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简单易行，高效、低成本的基于EOC的接入网的数据传输方法及系统，以便同时进行数字电视和IP传输。本发明提供的基于EOC的接入网的数据传输系统，包括楼下落地箱设备系统和楼层系统，其中，楼下落地箱设备系统包括路由器交换机、控制/MAC/成帧”模块、调制器、解调器、接受/发射”模块，楼层系统包括用户端的发送器/分离器、调制解调器、机顶盒，以及楼层分支器。本发明提供的基于EOC的接入网的数据传输方法，是基于上述数据传输系统的具体步骤如下
一、频段划分
采用有源低频Eoc技术，根据具体的协议支持的频段，将频段的低频部分合理的分配为四段上行频段、保护频段、IP数据频段和数字电视数据频段，其中上行频段为三段中的低频部分；取数字电视信号频带两端宽度为500kHZ作为保护频段。二、数据通路传输
1、IP数据经过路由器交换机，交由“控制/MAC/成帧”模块进行成帧和封装；
2、封装成帧后，经调制器传送给“接受/发射”模块，和数字信号混合后，进行高频滤波，阈值设定为上行频段的最高值，即滤出数字电视和IP数据信号给同轴电缆传输；
3、同轴电缆到达楼层分支器，分支器将信号分别传送至楼层的各个用户；
4、用户端的分离器将接受到的信号分离出数字电视信号给机顶盒，分离出IP数据信号给调制解调器；
5、若有上行数据，调制解调器传给发送器，发送器传给楼层分支器，由于可能存在多个用户同时又上行数据，故楼层分支器采用时分复用，将用户的上行数据经同轴电缆传送至楼下落地箱的“接受/发射”模块，接受发射模块进行低通滤波，将上行数据的频带滤出交给解调器，解调器解封拆帧后交给“路由器交换机”，传至IP数据网络。本发明中，在数据通路传输阶段，所述IP数据经过路由器交换机之前，IP数据传输的步骤如下
I、扫描当一个新的电缆调制解调器接入网络并启动后，电缆调制解调器将扫描所有下行频率，寻找可识别的标准控制信息包。2、测距为了实现同步，电缆调制解调器通过测距来确定它与用户端的距离。所有媒体访问控制协议拥有一个系统级时钟，以控制每个电缆调制解调器发送测距信息。3、获得IP地址电缆调制解调器在反向通道上发出DHCP请求。前端路由器接收到DHCP请求后，将其转发给DHCP地址服务器。服务器向路由器发回一个IP地址，路由器把地址记录下来并通知用户。路由器还将识别和存储MAC地址和电缆调翩解调器的序列号等一个用户全部必要的地址信息。经过测距、确定上行和下行频率及IP地址后，电缆调制解调器就可进行数据交换了。本发明中，具体的协议支持的频段为7. 5MHz-65MHz，上行频段为7. 5MHz_10. 5MHz ；数字电视数据频段为30MHz-65MHz。本发明提供的基于EOC的接入网的数据传输方法，能同时进行进行数字电视和IP传输，其简单易行，高效，成本低。
图I接入网系统结构图示。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。如图I所示为接入网系统结构图示。根据我国广电网的需求和发展趋势，本发明采用“光纤+HomePlug AV(或基于IEEEP1901传输协议)”的方案作为传输和接入技术。首先，光纤作为主干传输是大趋势，有高带宽低损耗的优势。上文中提及的“光进铜退”的建设目标，正是顺应这一趋势的。但是，当架设网络推进到小区或者楼栋时，光纤的成本迅速增加，而这个时候有很多的选择方案。HomePlug AV标准可用频谱在2_28MHz，使用917个子载波。数字电视信号使用MPEG-2压缩编码和QAM调制模式。如果我们取一个6MHz的频带，将频带两端宽度为500kHz的频段作为保护频带，剩下的5MHz频段进行256QAM调制。由于256QAM的编码效率为8bit/Hz,因而总容量就为40Mb。除去检错和纠错所需要保留的4Mb带宽，剩下的36Mb带宽可以支持8个左右质量较高的数字常规电视节目频道。考虑到数字电视信号的可能变动，在没有很多图像细节时，通过压缩得到的图像文件较小，所以就能利用节省下来的频带进行其他数据的传输。假使按照以上做法，可传输的数字电视信号依然达不到要求，因此更换基于IEEEP1901的芯片。基于IEEE1901的芯片可用频谱能够达到7. 5MHz_65MHz，并且QAM调制可以达到4096QAM，在同轴电缆上表现良好。
本发明中取30MHz-65MHz频段用作数字电视信号的传输，其两边依旧留有500kHz作为保护频带，使用4096QAM调制模式，因此总容量为34X 12=408Mb。除却检错和纠错所占用的40Mb频段，剩下368Mb频段足够提供大约80个左右质量较高的常规电视节目频道，抑或是更多普通质量节目，而已经能够满足现今应用的需求。本发明中，上行频带7. 5MHz-10. 5MHz。除已分配的频带之外,剩下的llMHz_30MHz频带能够作IP数据传输用。具体实现能够分为以下几个基本步骤
(I)扫描当一个新的电缆调制解调器接入网络并启动后，电缆调制解调器将扫描所有下行频率，寻找可识别的标准控制信息包。(2)测距为了实现同步，电缆调制解调器通过测距来确定它与用户端的距离。所有媒体访问控制协议拥有一个系统级时钟，以控制每个电缆调制解调器发送测距信息。(3)获得IP地址电缆调制解调器在反向通道上发出DHCP请求。前端路由器接收到DHCP请求后，将其转发给DHCP地址服务器。服务器向路由器发回一个IP地址，路由器把地址记录下来并通知用户。路由器还将识别和存储MAC地址和电缆调翩解调器的序列号等一个用户全部必要的地址信息。经过测距、确定上行和下行频率及IP地址后，电缆调制解调器就可进行数据交换了。本发明中，假设同时有IP数据和数字电视信号需要进行传输，IP数据经过路由器后进行成帧和封装，然后和数字电视信号进行混合后，在7. 5MHz到IlMHz的信号被截取，经过解调器重新成帧和封装。高于IlHMz的信号经过光纤传输至楼栋节点，由同轴电缆传输至各个用户，经过分离器将30MHz以上的信号传输给机顶盒，IlMHz到30MHz的信号交给调制解调器。上述实例仅为示意，在不违反本发明原理及思想的情况，对上述实例所作的改变及修饰，均应视作本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种基于EOC的接入网的数据传输系统，其特征在于，包括楼下落地箱设备系统和楼层系统，其中，楼下落地箱设备系统包括路由器交换机、控制/MAC/成帧”模块、调制器、解调器、接受/发射”模块，楼层系统包括用户端的发送器/分离器、调制解调器、机顶盒，以及楼层分支器；其中，数据通路传输的流程为 (DIP数据经过路由器交换机，交由“控制/MAC/成帧”模块进行成帧和封装； (2)封装成帧后，经调制器传送给“接受/发射”模块，和数字信号混合后，进行高频滤波，阈值设定为上行频段的最高值，即滤出数字电视和IP数据信号给同轴电缆传输； (3)同轴电缆到达楼层分支器，分支器将信号分别传送至楼层的各个用户； (4)用户端的分离器将接受到的信号分离出数字电视信号给机顶盒，分离出IP数据信号给调制解调器； (5)若有上行数据，调制解调器传给发送器，发送器传给楼层分支器，由于可能存在多个用户同时又上行数据，故楼层分支器采用时分复用，将用户的上行数据经同轴电缆传送至楼下落地箱的“接受/发射”模块，接受发射模块进行低通滤波，将上行数据的频带滤出交给解调器，解调器解封拆帧后交给“路由器交换机”，传至IP数据网络。
2.一种基于EOC的接入网的数据传输方法，其特征在于具体步骤如下 (1)频段划分 采用有源低频Eoc技术，根据具体的协议支持的频段，将频段的低频部分分配为四段上行频段、保护频段、IP数据频段和数字电视数据频段，其中上行频段为三段中的低频部分；数字电视信号频带两端宽度为500kHZ作为保护频段； (2)数据通路传输 ①IP数据经过路由器交换机，交由“控制/MAC/成帧”模块进行成帧和封装； ②封装成帧后，经调制器传送给“接受/发射”模块，和数字信号混合后，进行高频滤波，阈值设定为上行频段的最高值，即滤出数字电视和IP数据信号给同轴电缆传输； ③同轴电缆到达楼层分支器，分支器将信号分别传送至楼层的各个用户； ④用户端的分离器将接受到的信号分离出数字电视信号给机顶盒，分离出IP数据信号给调制解调器； ⑤若有上行数据，调制解调器传给发送器，发送器传给楼层分支器，楼层分支器采用时分复用，将用户的上行数据经同轴电缆传送至楼下落地箱的“接受/发射”模块，接受发射模块进行低通滤波，将上行数据的频带滤出交给解调器，解调器解封拆帧后交给“路由器交换机”，传至IP数据网络。
3.根据权利要求2所述的接入网的数据传输方法，其特征在于在数据通路传输阶段，所述IP数据经过路由器交换机之前，IP数据传输的步骤如下 (1)扫描当一个新的电缆调制解调器接入网络并启动后，电缆调制解调器扫描所有下行频率，寻找可识别的标准控制信息包。
(2)测距为了实现同步，电缆调制解调器通过测距来确定它与用户端的距离，所有媒体访问控制协议拥有一个系统级时钟，以控制每个电缆调制解调器发送测距信息。
(3)获得IP地址电缆调制解调器在反向通道上发出DHCP请求，前端路由器接收到DHCP请求后，将其转发给DHCP地址服务器，服务器向路由器发回一个IP地址，路由器把地址记录下来并通知用户，路由器还将识别和存储MAC地址和电缆调翩解调器的序列号等一个用户全部必要的地址信息； 经过测距、确定上行和下行频率及IP地址后，电缆调制解调器就可进行数据交换了。
4.根据权利要求2所述的接入网的数据传输方法，其特征在于所述具体的协议支持的频段为7. 5MHz-65MHz，所述上行频段为7. 5MHz-10. 5MHz ;所述数字电视数据频段为30MHz-65MHz ο
全文摘要
本发明属于接入网技术领域，具体为一种基于EOC的接入网的数据传输系统及方法。本发明系统包括楼下落地箱设备系统的路由器交换机、控制/MAC/成帧模块、调制器、解调器、接受/发射模块，和楼层系统的发送器/分离器、调制解调器、机顶盒及楼层分支器；本发明步骤包括频段划分及数据传输；IP数据经过路由器后进行成帧和封装后，和数字电视信号进行混合，再高频滤波，滤出数字电视和IP数据信号经同轴电缆传输到楼层分支器，分支器将信号分别传送至楼层的各个用户；用户端的分离器将接受到的信号分离出数字电视信号给机顶盒，分离出IP数据信号给调制解调器；本发明能同时进行进行数字电视和IP传输，其简单易行，高效，成本低。
文档编号H04L12/70GK102970195SQ20121043189
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月2日 优先权日2012年11月2日
发明者赵进, 范雄雄 申请人:复旦大学