一种实现多业务功能的融合机顶盒设备的制作方法

本实用新型属于融合机顶盒通信领域，涉及一种以PON或者以太网方式接入并实现视频业务、语音业务和互联网业务的多业务功能的机顶盒设备。

背景技术：

伴随着国内三大运营商语音业务和互联网业务的普及完成，视频业务也从2016年开始在全国范围内大规模的普及，原先只有语音业务和互联网业务的融合设备无法实现视频业务功能，所以能实现视频业务、语音业务和互联网业务等三大业务的融合机顶盒设备开始有了实际应用的市场，特别是在酒店，单身公寓和农村家庭中特别受欢迎。

PON接入网络是一种无源光纤网络，无源光纤网络是不含任何电子器件及电子电源的光纤通信网络，网络中包含OLT设备和ONU设备，目前在国内现网中广泛应用的PON技术包括EPON和GPON两种技术，EPON的上下行带宽是一样的并能达到1.25Gbit/s，GPON的下行带宽2.5Gbit/s，而上行带宽1.25Gbit/s。

以太网接入网络是当今局域网采用的最常见和最普通的接入网络，采用IEEE802.3规定的包括物理层的连线、电信号和介质访问层协议的内容。当前国内以太网络中最常用的是快速以太网(FE)网络和千兆以太网网络(GE)，我们设备中采用千兆以太网方式接入。

互联网业务是给用户提供上网的数据通道，用户以此通道入口组建局域网提供给其它网络终端设备接入到互联网并实现高速上网。目前流行的局域网布局方式有2种，分别是采用802.11nWIFI技术标准的无线布局方式和采用快速以太网(FE)的有线布局方式。有线网络保证网络的带宽和时延的稳定可靠，无线网络更加方便和灵活，可以随时随地上网冲浪。

语音业务是运营商传统有线语音呼叫业务，有呼叫等待、呼叫保持、呼叫转接、群线接入、呼叫限制，呼叫备份，呼叫提示、传真等功能。语音协议支持IMS SIP协议、NGN SIP协议和H.248协议，语音解码要求支持G.711PCMU、G.711PCMA、G.729或者G.729A等。

视频业务是运营商现阶段正在大规模推广和发展的IPTV视频业务，目前实现视频业务的设备都是采用安卓操作系统的机顶盒，硬件要求四核CPU且主频1.5GHz以上配置，内存要求1G Byte的DDR3以上，Flash要求EMMC技术的8G Byte以上，GPU要求四核且Mail450以上配置。并要求支持H.265、H.264硬解码和3D硬件解码，并要求支持的分辨率能达到3084×2160P。设备的运行系统要求至少是安卓4.4.2以上系统版本，系统软件要求支持EnDecoder_Driver、Network_Driver、Security_Driver、CTC_Webkit_Ext、CTC_MediaControl、CTC_MediaProcessor、CTC_Player和CTC_EPG等扩展功能模块和应用。保证IPTV业务中涉及解码、安卓、播放器、电子节目等功能的实现。

技术实现要素：

本实用新型的目的是在现有IPTV机顶盒播放视频业务的基础上加入语音业务模块、网关系统和ONU接入模块，使机顶盒融合多业务功能后能支持语音业务、互联网业务和视频业务三种业务，同时能在PON和以太网两种接入网络中进行设备的接入传输。各个业务能独立，或者并行运行且互不影响。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案为：

本实用新型包括接入系统、语音业务模块、网关系统和视频业务系统。融合机顶盒设备具有PON接入方式或太网接入方式；PON接入方式接入时，所述的接入系统中ONU接入模块与运营商光纤网络中的OLT设备对接；以太网接入方式时，接入系统中太网接入模块将以太网接入到运营商光纤网络中。ONU接入模块完成语音、视频和互联网融合业务的IP光信号向IP电信号的转换；以太网接入模块直接把语音、视频和互联网融合业务的IP电信号接入。ONU接入模块的RGMII口和网关系统的RGMII0口连接；以太网接入模块的RGMII口和网关系统的RGMII1口连接；网关系统完成融合业务IP电信号的分离，把视频IP电信号输出到LAN2口，网关系统的LAN2口和视频业务系统的LAN口连接，视频业务系统提供多种媒体业务；网关系统的PCM口和语音业务模块的PMC接口连接，网关系统把IP语音信号解码成64K标准PCM语音信号后传输到语音业务模块；语音业务模块提供融合机顶盒设备语音电话和传真。网关系统的LAN0口、LAN1口和WIFI模块组成了宽带业务局域网。

所述的接入系统包括ONU接入模块和以太网接入模块；ONU接入模块采用88F6601芯片，以太网接入模块采用RTL8211F芯片。ONU接入模块内部集成PON的PHY模块和MAC模块，并支持GPON和EPON两种PON传输模式，完成语音、视频和互联网融合业务的IP光信号向IP电信号的转换，实现融合业务的接入，接入时融合机顶盒根据运营商网络环境来选择PON的传输接入或者以太网传输接入。当运营商是光纤网络环境就选择PON的传输方式接入，当运营商是以太网环境就选择以太网传输方式接入。

所述的网关系统采用MT7620A芯片，包括CPU以及受控于CPU的SWITCH模块、FLASH芯片和DDR芯片；FLASH芯片采用W25Q128FVSG，DDR芯片采用W971GG6JB-25。从ONU模块输出的融合业务IP电信号通过RGMII0口输入SWITCH模块中，从以太网接入模块输出的融合业务IP电信号通过RGMII1口输入SWITCH模块中，SWITCH模块根据融合业务IP电信号的VLAN标签完成融合业务IP电信号的分离，分离后分别把视频IP电信号输出到LAN2口，把互联网IP电信号输出到LAN0口、LAN1口和WIFI模块，把语音IP电信号输出到语音DSP模块，语音DSP模块把语音IP电信号解码成64K的标准PCM语音信号后传输到本系统的PCM接口，通过本系统PCM接口进入到语音业务模块。

所述的语音业务模块包括PCM接口、CODEC模块和SLIC模块；PCM接口，CODEC模块和SLIC模块在集成在PEF32001芯片中；CODEC模块是多媒体数字信号编解码器，网关系统的PCM接口和语音业务模块的PCM接口进行对接，网关系统的标准PCM语音信号通过对接的PCM接口传输到CODEC模块进行数模转换，转换后的模拟语音信号通过SLIC模块传输到话机中，实现话机的供电、振铃和电相转换。

所述的视频业务系统包括视频处理模块、FLASH芯片和DDR芯片；Flash芯片采用8GByte的EMMC芯片，型号为THGBMHG6C1LBAIL。DDR芯片采用DDR3芯片，型号为K4B4G1646E-BCMA。视频处理模块内置音视频DSP处理器、音视频编解码器和HDMI高清多媒体输入接口。视频处理模块的LAN口输入的视频IP电信号经过音视频DSP处理器完成视频IP电信号的音视频解码工作，并送到视频处理模块内置的DECODER模块完成音视频的数模转换，转换后的模拟音视频信号通过HDMI高清多媒体接口输入到电视机中完成视频业务的提供。

所述的多种媒体业务包括视频和游戏业务。

所述的MT7620A芯片内部集成四路含PHY的FE模块；所述的WIFI模块支持2T2R、2.4G、802.11n的WLAN技术，WIFI模块的传输速率达到300Mb。

所述的视频处理模块采用MSO9380AK芯片，自带ARM Mail-450MP4型号的GPU处理器负责图像处理和显示，并集成Audio模块。

本实用新型的有益效果：

本实用新型在现有IPTV机顶盒播放视频业务的基础上加入语音业务模块、网关系统和ONU接入模块，使机顶盒融合多业务功能后能支持语音业务、互联网业务和视频业务三种业务，同时能在PON和以太网两种接入网络中进行设备的接入传输。各个业务能独立，或者并行运行且互不影响。融合机顶盒设备根据现场的接入要求选择一种需要的接入方式，当选择PON接入方式接入时，本实用新型的ONU接入模块开启接入功能完成与光纤接入网中的OLT设备对接；当选择以太网接入时，本实用新型的太网接入模块开启接入功能完成以太网接入到接入网中。使用两种可选的接入方式可以满足现有运营商接入的90％以上的接入网络。接入系统的两种接入方式不是并行的，只能选择一种方式接入。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的接入系统结构示意图；

图3为本实用新型的网关系统结构示意图；

图4为本实用新型的语音业务模块结构示意图；

图5为本实用新型的视频业务系统结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种实现多业务功能的融合机顶盒设备，包括接入系统1、网关系统2、语音业务模块3和视频业务系统4。接入系统中ONU接入模块的RGMII口和网关系统的RGMII0口连接，接入系统中以太网接入模块的RGMII口和网关系统的RGMII1口连接，这样完成了接入系统和网关系统的连接。网关系统的LAN2口和视频业务系统的LAN口连接，完成网关系统和视频业务系统的连接。网关系统的PCM口和语音业务模块的PMC接口连接，完成网关系统和语音业务模块的连接。网关系统的LAN0口、LAN1口和WIFI模块组成了宽带业务局域网，客户可以通过和这个宽带业务局域网对接后享受上网冲浪。

如图2所示，接入系统1由ONU接入模块1-1和以太网接入模块1-2组成；ONU接入模块采用88F6601芯片，以太网接入模块采用RTL8211F芯片。ONU接入模块通过光纤法兰头和运营商光纤网络连接，实现融合机顶盒设备和外部光纤网络的连接，ONU接入模块内置GPON/EPON的MAC和PHY、包处理器以及协议处理器，完成“语音、视频、互联网”三个融合业务IP光信号向IP电信号的转换，实现三种业务的接入，接入时融合机顶盒会根据接入光纤网络而自适应选择GPON/EPON两种PON的传输模式。以太网接入模块通过五类双绞线和运营商光纤网络连接，可以直接把“语音、视频、互联网”三个融合业务的IP电信号接入。运营商光纤网络中已经有“语音、视频、互联网”融合业务的IP信号，这些融合业务IP信号包括IP光信号和IP电信号，根据业务不同带有不同的VLAN标签并在一个接入管道内传输，通过接入系统可以把融合业务的IP信号传输到融合机顶盒设备。

如图3所示，网关系统2采用MT7620A芯片，MT7620A芯片包括CPU以及受控于CPU的SWITCH模块、DDR芯片和FLASH芯片；从ONU模块输出的融合业务IP电信号通过RGMII0口输入SWITCH模块中，从以太网接入模块输出的融合业务IP电信号通过RGMII1口输入SWITCH模块中，SWITCH模块根据融合业务IP电信号的VLAN标签完成融合业务IP电信号的分离，分离后分别把视频IP电信号输出到LAN2口，把互联网IP电信号输出到LAN0口、LAN1口和WIFI模块，把语音IP电信号输出到语音DSP模块，语音DSP模块把语音IP电信号解码成64K的标准PCM语音信号后传输到PCM接口，通过PCM接口进入到语音业务模块。完成分离和解码的工作后网关系统的工作结束，三种信号分别进入到各自的业务模块，在各自的业务模块中实现“视频业务、互联网业务和语音业务”。

如图4所示，语音业务模块3包括PCM接口、CODEC模块3-1和SLIC模块3-2；CODEC模块和SLIC模块集成在PEF32001芯片中。网关系统的语音DSP模块和语音业务模块通过各自的PCM接口连接，网关系统把IP语音信号解码成64K标准PCM语音信号后通过PCM接口传输到语音业务模块，在语音业务模块中64K标准PCM语音信号通过CODEC模块3-1进行数模转换，转换后的模拟语音信号通过SLIC模块3-2传输到话机中，实现语音业务的提供。

如图5所示，视频业务系统4包括视频处理模块4-1、FLASH芯片和DDR芯片。视频处理模块采用MS09380AK芯片，Flash芯片采用8GByte的EMMC芯片，型号为THGBMHG6C1LBAIL。从网关系统的LAN2口输出的视频IP电信号输入到视频处理模块4-1的LAN口中，完成视频IP电信号传输到视频业务系统，视频处理模块4-1内置音视频DSP处理器、音视频编解码器和HDMI高清多媒体输入接口。输入的视频IP电信号首先经过音视频DSP处理器完成视频IP电信号的音视频解码工作，解码后的音视频信号还是数字信号，需要送到视频处理模块内置的DECODER模块完成音视频的数模转换，还原成模拟信号的音视频通过HDMI高清多媒体接口输入到电视机中完成视频业务的提供。视频业务模块不仅能支持国内广泛使用的H.264和H.265编解码方式，同时也支持国外流行的VP9和VP8编解码方式，并且支持4K@60fps显示输出。

本实用新型的主要技术参数如下：

1、PON：无源光纤网络，不含有任何电子器件及电子电源。由光分路器、光线路终端和光网络单元组成。

2、PHY：只是物理层，OSI的最低层。一般指与外部网络或者信号的接口芯片。

3、IP信号：是指传输在各个网络中的IP数据信号，这些数据信号以以太网包的形式带载各种业务数据。IP光信号是传输在光网络中的IP信号，IP电信号是传输在普通以太网中的IP信号。IP视频业务信号是带有视频业务内容的IP信号，IP语音业务信号是带有语音业务内容的IP信号，IP宽带业务信号是带有互联网业务内容的IP信号。

4、网关：指不同网络之间的连接设备，又称网间连接器和协议转换器。是复杂的网络设备，可以连接客户的局域网和运营商接入网。

5、EMMC：由一个嵌入式存储解决方案组成，带有MMC(多媒体卡)接口，快闪存存储器和主控制器。存储速度可以达到52MB/s。