一种三网融合综合实训装置的制作方法

本发明涉及一种网络实训教学装置，尤其是一种三网融合综合实训装置。

背景技术：

三网融合是指电信网、广播电视网、互联网在向宽带通信网、数字电视网、下一代互联网演进过程中，三大网络通过技术改造，其技术功能趋于一致，业务范围趋于相同，网络互联互通、资源共享，能为用户提供语音、数据和广播电视等多种服务。我国的有线电视系统是在共用天线的基础上发展起来的。

三网融合从其技术层面来讲，数字技术的迅速发展和全面采用，使电话、数据和图像信号都可以通过统一的编码进行传输和交换，所有业务在网络中都将成为统一的“0”或“1”的比特流。光通信技术的发展，为综合传送各种业务信息提供了必要的带宽和传输高质量，成为三网业务的理想平台。软件技术的发展使得三大网络及其终端都通过软件变更，最终支持各种用户所需的特性、功能和业务。统一的TCP/IP协议的普遍采用，将使得各种以IP为基础的业务都能在不同的网上实现互通。人类首次具有统一的为三大网都能接受的通信协议，从技术上为三网融合奠定了最坚实的基础。目前三网融合的主要应用包括互联网电视(IPTV)和网络电话(VOIP)。IPTV是指利用IP技术，通过宽带网络提供视频业务。IPTV融合了电视业务和电信业务的特点。其优势在于“互动性”与“按需观看”，彻底改变了传统电视单向播放的缺点。VOIP又名宽带电话，是指基于宽带技术实现的电脑与电脑、电脑与电话、电话与电话之间的通话业务。因无须搭建专属网络，VOIP运营成本低，通话资费大大低于传统电话。从网络层面上，PON网络是解决三网融合的最佳网络，无论从广电的HFC网络还是电信的FTTB至FTTH,在传输接入层基本一致。即采用EPON或GPON实现接入。对于广电网络来说，其同轴电缆具有天然的宽带特性，EOC技术的应用是其三网融合独有的特色。由于三网融合涉及的技术复杂，设备较多，成本较高。在普通高校或一般专业培训结构很难搭建实训环境。个别高校已建的三网融合试验室，通常都是基于电信系的“三网融合”，缺少广电技术的深度融合。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是现有的三网融合并未实现真正地融合，都是局部融合，且结构复杂、设备众多，难以满足实训需求。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种三网融合综合实训装置，包括网络系统和综合测试台；

网络系统包括核心层设备、传输接入层设备以及终端设备；核心层设备包括网络核心设备、管理服务器以及业务子系统；网络核心设备包括三层交换机和二层交换机；业务子系统包括流媒体服务器、光发射机、光衰减器、光放大器、IP语音交换机、IP卫星接收机以及IP编码器；

传输接入层设备包括吉比特无源光网络设备、以太网无源光网络设备、波分复用器、光分路器、光网络基站以及光网络单元；光网络基站由光网络单元、光接收机以及EOC局端组成；

终端设备包括电视、机顶盒、EOC终端、双纤收发器终端、电脑以及电话；

综合测试台包括柜体、台面以及测控面板箱；台面安装在柜体上，测控面板箱安装在台面上；在测控面板箱的前侧斜坡面上设有第一测试面板、第二测试面板、电源面板以及网络终端面板；在网络终端面板上设有三层交换机的以太网接口；在第一测试面板和第二测试面板上设有测试端口；测试端口包括交换机光接口、发射机输入接口、发射机输出接口、衰减器输入接口、衰减器输出接口、放大器输入接口、放大器输出接口、GPON光输入接口、GPON光输出接口、EPON光输入接口、EPON光输出接口、复用器输入接口、复用器输出接口、分路器输入接口、分路器输出接口、ONU输入接口、ONU输出接口、EOC局端输入接口、EOC局端输出接口、接收机输入接口、接收机输出接口、EOC终端输入接口、EOC终端输出接口、机顶盒输入接口、机顶盒输出接口、双纤终端输入接口、双纤终端输出接口、TV信号接口、PC网络接口以及TL信号接口；

三层交换机分别与以太网接口和交换机光接口相连；光发射机分别与发射机输入接口和发射机输出接口相连；光衰减器分别与衰减器输入接口和衰减器输出接口相连；光放大器分别与放大器输入接口和放大器输出接口相连；吉比特无源光网络设备分别与GPON光输入接口和GPON光输出接口相连；以太网无源光网络设备分别与EPON光输入接口和EPON光输出接口相连；波分复用器分别与复用器输入接口和复用器输出接口相连；光分路器分别与分路器输入接口和分路器输出接口相连；光网络单元分别与ONU输入接口和ONU输出接口相连；EOC局端分别与EOC局端输入接口和EOC局端输出接口相连；光接收机分别与接收机输入接口和接收机输出接口相连；EOC终端分别与EOC终端输入接口和EOC终端输出接口相连；机顶盒分别与机顶盒输入接口和机顶盒输出接口相连；双纤收发器终端分别与双纤终端输入接口和双纤终端输出接口相连；电视与TV信号接口相连；电脑与PC网络接口相连；电话与TL信号接口相连；

管理服务器通过二层交换机与三层交换机的以太网接口网络连接；IP卫星接收机通过IP编码器与三层交换机的以太网接口网络连接；流媒体服务器以及IP语音交换机与三层交换机的以太网接口网络连接。

采用在后台搭建各个系统设备，并在综合测试台留出各个设备的接口，方便在实训过程中进行接线组网训练，不仅降低了实训难度，满足实训需求，而且在实训过程中可直接进行参与各个设备接口的连接，具有较好的实现意义。

作为本发明的进一步限定方案，电脑安装在台面上；在台面下侧设有测试仪抽屉和工具抽屉；在测控面板箱的背面铰接有箱体门板。采用箱体门板能够方便在测控面板箱内放置安装各个设备。

作为本发明的进一步限定方案，在测试仪抽屉内设有码流分析仪、数字电视场强仪、光功率计以及光时域反射仪。

作为本发明的进一步限定方案，在工具抽屉内设有接口连接线。

作为本发明的进一步限定方案，三层交换机的交换机光接口通过接口连接线与EPON光输入接口相连；EPON光输出接口通过接口连接线与分路器输入接口相连；分路器输出接口通过接口连接线与ONU输入接口相连；ONU输出接口通过接口连接线与EOC局端输入接口相连；EOC局端输出接口通过接口连接线与EOC终端输入接口相连；EOC终端输出接口通过接口连接线分别与机顶盒输入接口、PC网络接口以及TL信号接口相连；机顶盒输出接口通过接口连接线与TV信号接口相连。

作为本发明的进一步限定方案，三层交换机的交换机光接口通过接口连接线与EPON光输入接口相连；EPON光输出接口通过接口连接线与分路器输入接口相连；分路器输出接口通过接口连接线与双纤终端输入接口相连；双纤终端输出接口通过接口连接线分别与TV信号接口、PC网络接口以及TL信号接口相连。

作为本发明的进一步限定方案，三层交换机的交换机光接口通过接口连接线与GPON光输入接口相连；GPON光输出接口通过接口连接线与复用器输入接口相连；复用器输出接口通过接口连接线与分路器输入接口相连；分路器输出接口通过接口连接线与ONU输入接口相连；ONU输出接口通过接口连接线分别与TV信号接口、PC网络接口以及TL信号接口相连。

作为本发明的进一步限定方案，接收机输入接口用于与数字电视信号端口相连；接收机输出接口通过接口连接线与衰减器输入接口相连；衰减器输出接口通过接口连接线与复用器输入接口相连；复用器输出接口通过接口连接线与分路器输入接口相连；分路器输出接口通过接口连接线与ONU输入接口相连；ONU输出接口通过接口连接线分别与TV信号接口、PC网络接口以及TL信号接口相连。

作为本发明的进一步限定方案，接收机输入接口用于与数字电视信号端口相连；接收机输出接口通过接口连接线与放大器输入接口相连；放大器输出接口通过接口连接线与分路器输入接口相连；分路器输出接口通过接口连接线与双纤终端输入接口相连；双纤终端输出接口通过接口连接线分别与TV信号接口、PC网络接口以及TL信号接口相连。

作为本发明的进一步限定方案，接收机输入接口用于与数字电视信号端口相连；接收机输出接口通过接口连接线与放大器输入接口相连；放大器输出接口通过接口连接线与分路器输入接口相连；分路器输出接口通过接口连接线与接收机输入接口相连；接收机输出接口通过接口连接线与EOC局端输入接口相连；EOC局端输出接口通过接口连接线与EOC终端输入接口相连；EOC终端输出接口通过接口连接线分别与机顶盒输入接口、PC网络接口以及TL信号接口相连；机顶盒输出接口通过接口连接线与TV信号接口相连。

本发明的有益效果在于：采用在后台搭建各个系统设备，并在综合测试台留出各个设备的接口，方便在实训过程中进行接线组网训练，不仅降低了实训难度，满足实训需求，而且在实训过程中可直接进行参与各个设备接口的连接，具有较好的实现意义。

附图说明

图1为本发明的装置连接关系图；

图2为本发明的综合测试台前视结构示意图；

图3为本发明的综合测试台右视结构示意图。

图中：1、柜体，2、台面，3、测控面板箱，4、第一测试面板，5、第二测试面板，6、电源面板，7、网络终端面板，8、测试仪抽屉，9、工具抽屉，10、电脑，11、测试端口，12、箱体门板。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明的三网融合综合实训装置，包括网络系统和综合测试台；

其中，网络系统包括核心层设备、传输接入层设备以及终端设备；核心层设备包括网络核心设备、管理服务器以及业务子系统；网络核心设备包括三层交换机和二层交换机；业务子系统包括流媒体服务器、光发射机、光衰减器、光放大器、IP语音交换机、IP卫星接收机以及IP编码器；

传输接入层设备包括吉比特无源光网络设备、以太网无源光网络设备、波分复用器、光分路器、光网络基站以及光网络单元；光网络基站由光网络单元、光接收机以及EOC局端组成；

终端设备包括电视、机顶盒、EOC终端、双纤收发器终端、电脑以及电话；

综合测试台包括柜体1、台面2以及测控面板箱3；台面2安装在柜体1上，测控面板箱3安装在台面2上；在测控面板箱3的前侧斜坡面上设有第一测试面板4、第二测试面板5、电源面板6以及网络终端面板7；在网络终端面板7上设有三层交换机的以太网接口；在第一测试面板4和第二测试面板5上设有测试端口11；测试端口包括交换机光接口、发射机输入接口、发射机输出接口、衰减器输入接口、衰减器输出接口、放大器输入接口、放大器输出接口、GPON光输入接口、GPON光输出接口、EPON光输入接口、EPON光输出接口、复用器输入接口、复用器输出接口、分路器输入接口、分路器输出接口、ONU输入接口、ONU输出接口、EOC局端输入接口、EOC局端输出接口、接收机输入接口、接收机输出接口、EOC终端输入接口、EOC终端输出接口、机顶盒输入接口、机顶盒输出接口、双纤终端输入接口、双纤终端输出接口、TV信号接口、PC网络接口以及TL信号接口；

三层交换机分别与以太网接口和交换机光接口相连；光发射机分别与发射机输入接口和发射机输出接口相连；光衰减器分别与衰减器输入接口和衰减器输出接口相连；光放大器分别与放大器输入接口和放大器输出接口相连；吉比特无源光网络设备分别与GPON光输入接口和GPON光输出接口相连；以太网无源光网络设备分别与EPON光输入接口和EPON光输出接口相连；波分复用器分别与复用器输入接口和复用器输出接口相连；光分路器分别与分路器输入接口和分路器输出接口相连；光网络单元分别与ONU输入接口和ONU输出接口相连；EOC局端分别与EOC局端输入接口和EOC局端输出接口相连；光接收机分别与接收机输入接口和接收机输出接口相连；EOC终端分别与EOC终端输入接口和EOC终端输出接口相连；机顶盒分别与机顶盒输入接口和机顶盒输出接口相连；双纤收发器终端分别与双纤终端输入接口和双纤终端输出接口相连；电视与TV信号接口相连；电脑与PC网络接口相连；电话与TL信号接口相连；

管理服务器通过二层交换机与三层交换机的以太网接口网络连接；IP卫星接收机通过IP编码器与三层交换机的以太网接口网络连接；流媒体服务器以及IP语音交换机与三层交换机的以太网接口网络连接。

电脑10安装在台面2上；在台面2下侧设有测试仪抽屉8和工具抽屉9；在测控面板箱3的背面铰接有箱体门板12；在测试仪抽屉8内设有码流分析仪、数字电视场强仪、光功率计以及光时域反射仪；在工具抽屉9内设有接口连接线。

本发明的三网融合装置在接线搭建时，可实现下列几种融合搭建方式：

(1)三层交换机的交换机光接口通过接口连接线与EPON光输入接口相连；EPON光输出接口通过接口连接线与分路器输入接口相连；分路器输出接口通过接口连接线与ONU输入接口相连；ONU输出接口通过接口连接线与EOC局端输入接口相连；EOC局端输出接口通过接口连接线与EOC终端输入接口相连；EOC终端输出接口通过接口连接线分别与机顶盒输入接口、PC网络接口以及TL信号接口相连；机顶盒输出接口通过接口连接线与TV信号接口相连。

(2)三层交换机的交换机光接口通过接口连接线与EPON光输入接口相连；EPON光输出接口通过接口连接线与分路器输入接口相连；分路器输出接口通过接口连接线与双纤终端输入接口相连；双纤终端输出接口通过接口连接线分别与TV信号接口、PC网络接口以及TL信号接口相连。

(3)三层交换机的交换机光接口通过接口连接线与GPON光输入接口相连；GPON光输出接口通过接口连接线与复用器输入接口相连；复用器输出接口通过接口连接线与分路器输入接口相连；分路器输出接口通过接口连接线与ONU输入接口相连；ONU输出接口通过接口连接线分别与TV信号接口、PC网络接口以及TL信号接口相连。

(4)接收机输入接口用于与数字电视信号端口相连；接收机输出接口通过接口连接线与衰减器输入接口相连；衰减器输出接口通过接口连接线与复用器输入接口相连；复用器输出接口通过接口连接线与分路器输入接口相连；分路器输出接口通过接口连接线与ONU输入接口相连；ONU输出接口通过接口连接线分别与TV信号接口、PC网络接口以及TL信号接口相连。

(5)接收机输入接口用于与数字电视信号端口相连；接收机输出接口通过接口连接线与放大器输入接口相连；放大器输出接口通过接口连接线与分路器输入接口相连；分路器输出接口通过接口连接线与双纤终端输入接口相连；双纤终端输出接口通过接口连接线分别与TV信号接口、PC网络接口以及TL信号接口相连。

(6)接收机输入接口用于与数字电视信号端口相连；接收机输出接口通过接口连接线与放大器输入接口相连；放大器输出接口通过接口连接线与分路器输入接口相连；分路器输出接口通过接口连接线与接收机输入接口相连；接收机输出接口通过接口连接线与EOC局端输入接口相连；EOC局端输出接口通过接口连接线与EOC终端输入接口相连；EOC终端输出接口通过接口连接线分别与机顶盒输入接口、PC网络接口以及TL信号接口相连；机顶盒输出接口通过接口连接线与TV信号接口相连。

本发明的三网融合装置在具体实施时：

网络系统核心层设备主要由三层交换机、二层交换机、网络管理服务器、流媒体服务器、数字电视的前端设备、网络电话交换设备、校园网宽带接入设备等。传输接入层设备主要包括吉比特无源光网络(GPON)、以太网无源光网络(EPON)、波分复用(WDM)、同轴以太网(EOC)等相关技术设备组成，其中GPON和EPON在本发明中选用了在同一台光线路终端设备(OLT)中可同时插入两种功能的板卡，以较低的成本实现不同功能；光信号通过光分路器和光纤网络组成无源光网络；终端由高清电视、机顶盒、计算机、电话等组成。核心层设备的管理服务器安装在综合测试台桌面上；业务子系统设备和传输接入层设备安装在不同机柜中；终端设备通常摆放在实训桌面上。网络系统核心层设备安装在标准机柜中，推荐的安装顺序从上到下依次是：IP卫星接收机、IP编码器、流媒体服务器、IP语音交换机、二层交换机、三层交换机、配线架等。IP卫星接收机通过卫星RF射频接口接入卫星电视信号，产生IP卫星电视节目流，通过RJ45网络用网络跳线连接至三层交换机的网络接口上。IP编码器通过Q9连接器接入硬盘播出机输出的数字电视信号，并将视音频信号转化为IP传输流。IP语音交换机支持模拟话机和IP话机的混合组网，通过RJ11接口可直连模拟话机，也可通过RJ45接口接入IP话机和IAD设备；或通过LC接口以中继的方式实现与PSTN或者专网语音交换设备的连接。二层网络交换机为可网管设备，端口为24个10/100Base-TX以太网端口，2个10/100/1000Base-T和100/1000Base-X SFP复用的Combo端口。三层网络交换机，有24个10/100/1000Base-TX以太网端口。

业务子系统包括IPTV、数字电视、VOIP、IP等不同业务的接入。其中IPTV主要设备为流媒体服务器，它具备核心的磁盘高速调度功能和网络均衡控制功能，负责将用户点播的视频节目内容进行分发和存储，在通过流媒体系统使每一个点播用户都能得到高质量的视频图像和点播响应。视频服务器支持高清节目的直播和点播响应，可支持到720P、1080P节目播放。视频服务器有极高的可靠性，支持7×24小时长期开机免维护。支持主流媒体格式(VCD,MP3,DivX,AVI,ASF,WMV,WMA,RM,RMVB等)在线点播，支持零缓冲点播模式，无需等待，即可接收视频服务；单机支持100以上并发用户进行点播。数字电视业务是从数字电视前端机柜输出，采用1550光发射机。光发射机以高线性DFB激光器为光源，带有预失真补偿和闭环AGC、APC、ATC进行控制，使光接收机的输出电平恒定不变，各种工作参数均由微处理控制，可网络管理，光波长1562.23～1527.99，输出光功率4～10mw；频率范围：47～862M。电话语音接入采用VOIP语音交换设备，通过光纤与核心设备三层交换机的千兆光口。校园网宽带信号通过网线接入核心设备三层交换机的千兆电口。

在三网融合综合实训装置的数字电视业务是从数字电视前端机柜输出，采用1550光发射机，通过SC/APC接口与光分路器SC接口连接。电话语音接入采用VOIP语音交换设备，通过光纤与核心设备三层交换机的千兆LC网光接口。校园网宽带信号通过网线接入核心设备三层交换机的千兆LC网络接口。

三网融合综合实训装置中接入层设备主要由光线路终端(OLT)、无源光网络和光网络单元等组成。其中OLT为主要设备，本装置中选用华为MA5608T,标配由主控部分、业务部分和接口板等组成。本装置的业务板选配了GPON和EPON两块板卡,各有8个PON接口，4个千兆LC光口，4个RJ45以太网口，1个Console口，1个ETH千兆网口。

传输接入层中的波分复用(WDM)设备采用SC型三端口波分复用器融合三种波长，分别为1310nm、1490nm、1550nm，其中1310nm、1490nm分别用于数据的上行和下行传输，1550nm下行传输数字电视。

三网融合综合实训装置中，综合测试台作为主控检测中心，接照信号流程，从不同的设备的备用接口连接到综合测试台的测试面板上。然后再通过各种仪器仪表对信号在整个系统中通过不同设备处理后的检测。

测试端口11采用双通F座或FC/APC法兰盘。光分路器采用16分路，输入端带有FC/APC接头，所述光分路器与所述光发射机输出端连接，安装固定在所述光终端盒中，其分支端子通过FC/APC法兰盘，可与光缆尾纤对接；光缆为4芯单模光纤。RF信号连线采用4屏蔽75－5电缆；光纤连接采用FC/APC跳线；以太网连接采用超5类网线，接头采用RJ45标准。

如图2和3所示，综合测控台采取实验台结构。典型尺寸如下：桌面长约150CM，宽约80CM，高约75CM。综合测控台的第一测试面板4、第二测试面板5、电源面板6以及网络终端面板7上绘制了信号流程抽象图，依据信号流程，分别在两块测试面板上安装了3行7列信号测试点。

第一测试面板4是在单纤模式下的三网融合方式，其主要特征是使用了波分复用器来混合三种不同波长的光信号，将上下行数据信号和数字电视信号在光纤干线中使用一根光纤传输。第二测试面板5是在双纤模式下的三网融合方式，其主要特征是将数据信号和数字电视信号在光纤干线中使用两根光纤分别传输。未连接的端子作为备用测试点。

测试仪器主要有码流分析仪、数字电视场强仪、光功率计、OTDR等。码流分析仪用于对各种数字处理设备的输入输出接口进行数据码流采集和分析；数字电视场强仪主要用于测量数字电视的各种指标；PON光功率计用于OLT和光发射机光信号各种参数的测量；OTDR用于测量光链路。这些仪器都是常规设备，性能满足相关技术标准。