专利名称：一种具有升级功能的同轴电缆eoc系统及其控制方法
技术领域：
本发明属于广电领域，涉及一种同轴电缆EOC设计，尤其是一种具有升级功能的 同轴电缆EOC系统及其控制方法。
背景技术：
EOC(Ethernet over Coax)技术是将以太网基带数据通过同轴电缆来传输的一种 技术。现有的EOC接入方法是在楼道内放置一个有源的EOC头端设备，它的一端连接光终 端机0NU，另一端通过同轴电缆接入室内，在室内放置一个有源的EOC终端设备，对以太网 数据进行解调后传送给电脑或机顶盒。随着三网融合的不断发展，光纤越来越靠近用户，同 轴电缆入户只剩下最后100米，但我国有线电视网络主要还是单向的，无法承载多媒体交 互业务，因此双向化改造将成为广电发展重点。由于EOC技术可以充分利用已被大量铺设 好的同轴电缆，具有建设速度快、改造成本低的优点，因此EOC接入方式将会是双向化改造 的主流。现有的各种EOC技术都是从家庭网络技术借用而来，只能支持某一固定频带，而 随着高清视频和3DTV的普及，人们对带宽的需求越来越高，当用户总带宽需求超过EOC系 统所能支持的带宽时，必须进行带宽扩容改造。现有的技术或将所有EOC头端和终端更换 为能支持更高带宽的EOC设备，或保持原来带宽而增加新的EOC头端和交换机，同时将部分 终端转移连接到新增的EOC头端。这样的改造方法将增加成本，安装过程需要中断用户电 视服务，并且旧楼可能没有预留足够空间来安置新增的设备。因此有必要研发出一种创新的EOC系统，使其具有自动分级扩容的能力，无需拆 除和重新分配终端设备，无需增加头端设备和交换机或更换头端设备和终端设备就可以根 据需要增加带宽，支持更多用户开通服务。
发明内容
本发明针对现有技术的问题，提供了一种无需拆除和重新分配终端设备，无需增 加头端设备和交换机或更换头端设备和终端设备就可以增加带宽的易于升级的同轴电缆 EOC最优化设计。为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的所述的一种具有升级功能的同轴电缆EOC系统，包括ONU设备、光接收机、EOC头 端设备、EOC终端设备和分支器。所述的ONU设备接收经EPON光纤传来的以太网信号，所述的光接收机接收电视广 播网络的CATV信号，所述的ONU设备、光接收机分别与所述的EOC头端设备的两个输入端 连接，所述的EOC头端设备的输出端与所述的分支器连接，所述的分支器与所述的EOC终端 设备连接；所述的ONU设备和所述的光接收机分别把接收到的以太网信号和CATV信号转化 成电信号传送给所述的EOC头端设备，所述的EOC头端设备将转换后的以太网及CATV电信号分频复合后通过同轴电缆传送至所述的分支器，所述的分支器将信号分送至多个EOC终 端设备。进一步地，所述的EOC头端设备与所述的EOC终端设备之间CATV信号是单向的， 而其之间的以太网信号是双向的，以太网信号和CATV信号共享同一根同轴电缆。更进一步地，所述的EOC头端设备和所述的EOC终端设备将频道带宽划分为8MHz 的若干整数倍，支持16MHz、32MHz、64MHz、128MHz的带宽，能由低频带自动升级扩容到高频带。更进一步地，所述的EOC头端设备与所述的EOC终端设备之间的EOC信号频率为 0 64MHz或800MHz 1500MHz，用于传送以太网信号，在108MHz 750MHz频带内仍用于 传送CATV信号。更进一步地，所述的EOC终端设备内部的模拟前端与后端的数字电路之间设有高 速缓存器，将更高带宽的模拟前端的高速突发数据均勻化至适应后端数字电路的速率。所述的一种具有升级功能的同轴电缆EOC控制方法，按以下步骤实现控制A)EOC头端设备扫描所有频率，搜寻到没有被其它头端设备占用的可用信道频率 后，开始在该频率周期性发送下行信令帧；B) EOC终端设备扫描所有频率，搜寻到下行帧网络ID相符的可用信道频率后，开 始在该频率请求加入该网络；C)E0C终端设备有数据需要传输时向头端设备请求相应带宽，头端设备分配其所
需带宽。进一步地，EOC头端设备和终端设备按16MHz、32MHz、64MHz的频率带宽顺序依次 扫描某一带宽上的所有频率。更进一步地，EOC头端设备在终端设备总带宽需求超过所能分配的带宽一段时间 后，向所有终端设备发送跳至下一级频率带宽上工作的广播帧。本发明所述的一种具有升级功能的同轴电缆EOC系统的最优化设计的工作原理 是系统初始上电时，EOC头端设备工作在预先设置的频率上以16MHz的频率带宽监听信令 帧，若收到信令帧，表示该频率已被其它头端设备占有，头端设备则按照一定的顺序切换到 另一频率；如果所有频率扫描后都无可用信道，则向管理实体报告；若在设定的时间内没 有收到信令帧，表示该频率没有被其它头端设备占有，头端设备则开始在此频率周期性发 送信令帧。同理，EOC终端设备在上电后工作在预先设置的频率上以16MHz的频率带宽监 听下行信令帧，若在设定的时间内没有收到下行信令帧，则切换到另一频率继续扫描；如果 所有频率扫描后都没有收到下行信令帧，则将频率带宽设为32MHz重复以上的扫描过程； 如果所有频率扫描后都没有收到下行信令帧，则将频率带宽设为64MHz重复以上的扫描过 程；若在某一频率的某一带宽上收到下行信令帧并且网络ID相符，表示搜寻到可用的头端 网络，在该状态准备进行接纳。当头端设备在某一频率上以I6MHz的频率带宽与终端设备正常交流信息时，若终 端设备有数据需要传输，会向头端设备请求相应的带宽。头端设备根据已经分配的和剩余 的带宽，在下行的MAP帧中给请求的终端设备分配所需带宽。如果用户的总带宽需求超过 了头端设备所能分配的带宽一段时间后，头端设备向所有终端设备发送广播帧，示意在若 干帧后，系统将跳至32MHz频带上工作。终端设备收到广播帧后，自动停止目前的收发信令，若干帧后跳至32MHz频带上工作。当头端设备和终端设备跳至32MHz频带上能搜寻到彼 此，系统则正常工作在更高的频带上，升级成功。如果头端和终端跳至32MHz频带上彼此不 能搜寻到对方，系统则重回初始上电状态，在每一频率的32MHz频带上扫描直至升级成功。本发明的优点在于提供了一种易于升级的同轴电缆EOC最优化设计，具有自动 分级扩容的能力，一个ONU设备下只需要接一个EOC头端设备，无需拆除和重新分配EOC终 端设备，无需增加头端设备和交换器，更不需更换头端设备和终端设备就可以增加带宽，支 持更多用户开通服务。
图1是本发明所述的一种具有升级功能的同轴电缆EOC系统的系统整体结构方框 图；图2是本发明所述的一种具有升级功能的同轴电缆EOC系统的终端设备电路原理 图。附图中分述标记如下224、0NU设备；225、光接收机；2^、E0C头端设备；227、E0C 终端设备；228、分支器。
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图 及较佳实施例，详细说明如下如附图1所示，一种具有升级功能的同轴电缆EOC系统的系统整体结构方框图，包 括ONU设备224、光接收机225、EOC头端设备226、EOC终端设备227和分支器228 ；所述的ONU设备2M连接以太网信号，所述的光接收机225连接CATV信号，所述 的ONU设备224、光接收机225分别与所述的EOC头端设备226的两个输入端连接，所述的 EOC头端设备2 的输出端与所述的分支器2 连接，所述的分支器2 与所述的EOC终端 设备227连接；如图2所示，一种具有升级功能的同轴电缆EOC系统的终端设备电路原理图，包括 以太网端和同轴电缆端；所述的以太网端与所述的同轴电缆端通过系统总路线连接；所述 的以太网端由以太网PHY、以太网MAC、DMA组成，以太网PHY的一端通过五类线与以太网络 连接，另一端与以太网MAC连接，以太网MAC与DMA连接，Cache与CPU连接，CPU、DMA、闪存 和控制寄存器连接到系统总线；所述的同轴电缆端由模拟前端、EOC PHY、EOC MAC、DMA组 成，模拟前端的一端通过同轴电缆与EOC信号连接，另一端与EOC PHY连接，EOC PHY依次 与EOCMAC、DMA顺序连接，EOC PHY、EOC MAC、DMA和共享存储器分别连接到系统总线。本实施例提供一种具有升级功能的同轴电缆EOC控制方法，具体包括以下步骤步骤A，EOC头端设备2 扫描可用频率本实施例中，EOC采用高频调制技术，在800MHz至1500MHz高频段传送以太网信 号，包括16MHz、32MHz、64MHz三个频率带宽。一个ONU设备2 连接一个EOC头端设备2 ， 安装在楼道内，一个EOC头端设备2 连接4个EOC终端设备227，安装在用户室内。当前 EOC系统工作在816MHz频率上，频率带宽为32MHz。步骤Al，EOC头端设备2 在预先设置的频率上以16MHz的频率带宽监听信令帧；
步骤A2，如果EOC头端设备2 在设定的时间内没有收到信令帧，则跳至步骤A7 ； 如果EOC头端设备2 收到信令帧，若16MHz带宽内的频率未全部扫描完，则切换到另一频 率，跳回步骤Al ；否则跳至步骤A3 ；本实施例中，EOC头端设备2 上电后，先在808MHz频率上以16MHz的频率带宽监 听信令帧，因为此频率已被其它头端设备占用，所以本例中的EOC头端设备2 会收到信令 帧，需要切换到另一频率824MHz上继续以16MHz的频率带宽监听信令帧，同样收到信令帧。
于是EOC头端设备226以16MHz为步长逐一切换到824MHz、840MHz、856MHz......等频率上以
16MHz带宽继续监听信令帧，直到所有频率都扫描完后，EOC头端设备仍然收到信令帧，即 在16MHz频率带宽上没有扫描到可用的频率，需要切换到高一级的频率带宽上继续扫描。步骤A3，EOC头端设备2 在预先设置的频率上以32MHz的频率带宽监听下行信 令帧；步骤A4，如果EOC头端设备2 在设定的时间内没有收到下行信令帧，则跳至步骤 A7 ；如果EOC头端设备2 收到信令帧，若32MHz带宽内的频率未全部扫描完，则切换到另 一频率，跳回步骤A3 ；否则跳至步骤A5 ；步骤A5，E0C头端设备2 在预先设置的频率上以64MHz的频率带宽监听信令帧；步骤A6，如果EOC头端设备2 在设定的时间内没有收到信令帧，则跳至步骤A7 ； 如果EOC头端设备2 收到信令帧，若64MHz带宽内的频率未全部扫描完，则切换到另一频 率，跳回步骤A5 ；否则跳至步骤A7 ；步骤A7，EOC头端设备2 开始在当前频率周期性发送下行信令帧；本实施例中，由于在16MHz频率带宽上没有扫描到可用的频率，EOC头端设备2 切换到32MHz上继续扫描。首先在816MHz频率上以32MHz频率带宽监听信令帧，由于此频 率没有被其它头端设备占用，EOC头端设备2 在设定的时间内没有收到监听信令帧，即此 频率可用，于是EOC头端设备2 在816MHz频率上周期性发送下行信令帧。步骤B，EOC终端设备227扫描可用频率本实施例中，与EOC头端设备2 扫描可用频率类似，4个EOC终端设备227上电 后，同样按照16MHz、32MHz、64MHz的频率带宽顺序扫描可用频率。每个EOC终端设备227 具有自己的网络ID，当扫描到收到与自己网络ID相符的下行信令帧时的频率时才开始在 频率请求进入该网络。步骤Bi，EOC终端设备227在预先设置的频率上以16MHz的频率带宽监听下行信 令帧；步骤B2，如果终端设备227收到下行信令帧并且网络ID相符，则跳至步骤B7 ；如 果EOC终端设备227没有收到下行信令帧，若16MHz带宽内的频率未全部扫描完，则切换到 另一频率，跳回步骤Bl ；否则跳至步骤B3 ；本实施例中，EOC终端设备227上电后首先在808MHz频率上以16MHz的频率带宽 监听下行信令帧，由于EOC头端设备2 是在816MHz频率32MHz带宽内发送下行信令帧， 所以所有EOC终端设备227均不会收到与自己网络ID相符的下行信令帧，于是切换其它频
率继续扫描。EOC终端设备227以16MHz为步长逐一切换到824MHz、840MHz、856MHz......等
频率上以16MHz带宽继续监听信令帧，直到所有频率都扫描完后，EOC头端设备仍然没有收 到与自己网络ID相符的下行信令帧，即在16MHz频率带宽上没有扫描到可用的频率，需要切换到高一级的频率带宽上继续扫描。步骤B3，EOC终端设备227在预先设置的频率上以32MHz的频率带宽监听下行信 令帧；步骤B4，如果终端设备227收到下行信令帧并且网络ID相符，则跳至步骤B7 ；如 果EOC终端设备227没有收到下行信令帧，若32MHz带宽内的频率未全部扫描完，则切换到 另一频率，跳回步骤B3 ；否则跳至步骤B5 ；步骤B5，EOC终端设备227在预先设置的频率上以64MHz的频率带宽监听下行信 令帧；步骤B6，如果终端设备227收到下行信令帧并且网络ID相符，则跳至步骤B7 ；如 果EOC终端设备227没有收到下行信令帧，若64MHz带宽内的频率未全部扫描完，则切换到 另一频率，跳回步骤B5 ；否则跳至步骤B7 ；步骤B7，EOC终端设备227开始在当前频率请求进入该网络；本实施例中，由于在16MHz频率带宽上没有扫描到可用的频率，EOC终端设备227 切换到32MHz上继续扫描。首先在816MHz频率上以32MHz频率带宽监听下行信令帧，由于 EOC头端设备2 正是在816MHz频率32MHz带宽内发送下行信令帧，4个EOC终端设备227 均可在此频率上收到与自己网络ID相符的下行信令帧，即此频率可用，于是EOC终端设备 227开始在816MHz频率上请求进入该网络；步骤C，EOC终端设备227需要传输数据本实施例中，当原有网络中的4个EOC终端设备227需要观看高清视频或其它高 带宽要求的网络服务时，所需要的EOC工作频率带宽也相应增加，如果有新的用户需要加 入该EOC网络时，就需要进行EOC带宽升级才能满足每个用户的带宽需求。步骤Cl，EOC终端设备227向EOC头端设备2 请求传输数据所需的带宽；步骤C2，EOC头端设备227根据已经分配和剩余带宽，在下行MAP帧中给EOC终端 设备227分配所需带宽；本实施例中，原有的EOC用户需要观看高清视频，需要8M的下行带宽，该EOC终端 设备227向EOC头端设备2 请求8Mbps的带宽。EOC系统当前工作在32MHz频率带宽，应 用层带宽为160Mbps。EOC头端设备2 根据已经分配和剩余带宽计算，可以给该EOC终端 设备227分配8Mbps的带宽，便在下行MAP帧中为其分配8Mbps带宽。步骤C3，如果EOC终端设备227总带宽需求超过EOC头端设备227所能分配的带 宽，则EOC头端设备227向所有终端设备发送跳至下一级频率带宽上工作的广播帧；步骤C4，如果EOC头端设备2 和EOC头端设备227在新频率带宽上能搜寻到彼 此，升级成功，否则，跳回步骤A。本实施例中，在原来4个EOC用户的基础，有2个新用户需要开通EOC服务，因此 在原EOC网络上增加2个EOC终端设备227连接到EOC头端设备2 上。此时，用户的总 带宽需要求已超过当前EOC系统32MHz频率带宽所能提供的160Mbps带宽，EOC系统必须升 级到64MHz频带才能满足要求。于是头端设备227向所有EOC终端设备227发送广播帧， 示意在若干帧后，系统将跳至64MHz频带上工作。当EOC终端设备227收到该广播帧后，自 动停止目前的收发信令，若干帧后跳至64MHz上工作。当EOC头端设备2 和终端设备227 跳至64MHz频带上能搜寻到彼此，系统则正常工作在64MHz频带上，升级成功；如果不能搜寻到彼此，系统则重回刚上电状态，在每一频率的64MHz频带上扫描直至升级成功。
显然上述实施例不是对本发明申请的限制，上述的，一种具有升级功能的同轴电 缆EOC系统还可以有其他许多变化。虽然已经结合上述例子详细讨论了本发明，但应该理 解到业内专业人士可以显而易见地想到的一些雷同，代替方案，均落入本发明权利要求所 限定的保护范围之内。
权利要求
1.一种具有升级功能的同轴电缆EOC系统，其特征在于，包括ONU设备OM)、光接收 机(22 、EOC头端设备(226)、EOC终端设备(227)和分支器0 )；所述的ONU设备(224)用于接收经EPON光纤传来的以太网信号，所述的光接收机 (225)用于接收电视广播网络的CATV信号，所述的ONU设备0 )、光接收机(225)分别与 所述的EOC头端设备0 )的两个输入端连接，所述的EOC头端设备0 )的输出端与所 述的分支器(228)连接，所述的分支器0 )与所述的EOC终端设备(227)连接；所述的ONU设备(224)和所述的光接收机(22 分别把接收到的以太网信号和CATV信 号转化成电信号传送给所述的EOC头端设备0沈)，所述的EOC头端设备(226)用于将转换 后的以太网及CATV电信号分频复合后通过同轴电缆传送至所述的分支器(228)及EOC终 端设备(227)。
2.根据权利要求1所述的一种具有升级功能的同轴电缆EOC系统，其特征在于，所述的 EOC头端设备与所述的EOC终端设备之间的CATV信号是单向传输连接的，所述的EOC头端 设备与所述的EOC终端设备之间的以太网信号是双向传输连接的。
3.根据权利要求2所述的一种具有升级功能的同轴电缆EOC系统，其特征在于，所述的 EOC头端设备(226)和所述的EOC终端设备(227)设置有8MHz若干整数倍的频道带宽，用 于由低频带自动升级扩容到高频带。
4.根据权利要求3所述的一种具有升级功能的同轴电缆EOC系统，其特征在于，所述的 频道带宽是16MHz、32MHz、64MHz或是128MHz的信道带宽。
5.根据权利要求4所述的一种具有升级功能的同轴电缆EOC系统，其特征在于，所述的 EOC头端设备(226)与所述的EOC终端设备(227)之间的EOC信号频率是O至64MHz或是 800MHz至1500MHz，用于传送以太网信号。
6.根据权利要求5所述的一种具有升级功能的同轴电缆EOC系统，其特征在于，所述的 EOC终端设备027)内部的模拟前端与后端的数字电路之间设有高速缓存器。
7.一种具有升级功能的同轴电缆EOC系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤A，EOC头端设备(226)扫描可用频率步骤Al，EOC头端设备(226)在预先设置的频率上以16MHz的频率带宽监听信令帧； 步骤A2，如果EOC头端设备(226)在设定的时间内没有收到信令帧，则跳至步骤A7 ；如 果EOC头端设备(226)收到信令帧，若16MHz带宽内的频率未全部扫描完，则切换到另一频 率，跳回步骤Al ；否则跳至步骤A3 ；步骤A3，EOC头端设备(226)在预先设置的频率上以32MHz的频率带宽监听下行信令帧；步骤A4，如果EOC头端设备(226)在设定的时间内没有收到下行信令帧，则跳至步骤 A7;如果EOC头端设备(226)收到信令帧，若32MHz带宽内的频率未全部扫描完，则切换到 另一频率，跳回步骤A3 ；否则跳至步骤A5 ；步骤A5，EOC头端设备(226)在预先设置的频率上以64MHz的频率带宽监听信令帧； 步骤A6，如果EOC头端设备(226)在设定的时间内没有收到信令帧，则跳至步骤A7 ；如 果EOC头端设备(226)收到信令帧，若64MHz带宽内的频率未全部扫描完，则切换到另一频 率，跳回步骤A5 ；否则跳至步骤A7 ；步骤A7，EOC头端设备(226)开始在当前频率周期性发送下行信令帧；步骤B，EOC终端设备(227)扫描可用频率步骤Bi，EOC终端设备(227)在预先设置的频率上以16MHz的频率带宽监听下行信令帧；步骤B2，如果终端设备(227)收到下行信令帧并且网络ID相符，则跳至步骤B7;如果 EOC终端设备(227)没有收到下行信令帧，若16MHz带宽内的频率未全部扫描完，则切换到 另一频率，跳回步骤Bl ；否则跳至步骤B3 ；步骤B3，EOC终端设备(227)在预先设置的频率上以32MHz的频率带宽监听下行信令帧；步骤B4，如果终端设备(227)收到下行信令帧并且网络ID相符，则跳至步骤B7 ；如果 EOC终端设备(227)没有收到下行信令帧，若32MHz带宽内的频率未全部扫描完，则切换到 另一频率，跳回步骤B3 ；否则跳至步骤B5 ；步骤B5，EOC终端设备(227)在预先设置的频率上以64MHz的频率带宽监听下行信令帧；步骤B6，如果终端设备(227)收到下行信令帧并且网络ID相符，则跳至步骤B7;如果 EOC终端设备(227)没有收到下行信令帧，若64MHz带宽内的频率未全部扫描完，则切换到 另一频率，跳回步骤B5 ；否则跳至步骤B7 ；步骤B7，EOC终端设备(227)开始在当前频率请求进入该网络； 步骤C，EOC终端设备(227)上传数据步骤Cl，EOC终端设备027)向EOC头端设备(226)请求上传数据所需的带宽； 步骤C2，E0C头端设备(227)根据已经分配和剩余带宽，在下行MAP帧中给EOC终端设 备(227)分配所需带宽；步骤C3，如果EOC终端设备027)总带宽需求超过EOC头端设备(227)所能分配的带 宽，则EOC头端设备027)向所有终端设备发送跳至下一级频率带宽上工作的广播帧；步骤C4，如果EOC头端设备(226)和EOC头端设备(227)在新频率带宽上能搜寻到彼 此，升级成功，否则，跳回步骤A。
全文摘要
本发明属于广电领域，涉及一种同轴电缆EOC设计，尤其是一种具有升级功能的同轴电缆EOC系统及其控制方法。该同轴电缆EOC设计包括ONU设备、光接收机、EOC头端设备、EOC终端设备和分支器，无需拆除和重新分配EOC终端设备，无需增加EOC头端设备和交换机或更换EOC头端设备和终端设备就可以根据需要增加带宽，支持更多用户开通服务。本发明提供了一种具有分级扩容能力，易于升级的同轴电缆EOC最优化设计。
文档编号H04L12/28GK102098195SQ201010585769
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年12月14日
发明者田鹰 申请人:田鹰