专利名称：一种广播电视网的塑料光纤用户接入网设备和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种广播电视网的塑料光纤用户接入网设备和系统。。
背景技术：
我国有线电视网拥有用户近I. 5亿户，由于全国各地的经济发展状况极不平衡，加上其他历史和客观原因，各地有线广播电视网络存在很大差异，大多数用户的网络仍然是单向网络。随着业务发展和三网融合的迫切需求，对广播电视接入网质量和承载能力提出了更高的要求，广播电视接入网必须进行数字化和双向化改造。
目前国内存在多种基于有线电视电缆分配网的双向接入技术，但实现方式存在很大差异。设备产品种类繁多、网络承载性能差异大，提供的带宽和支持的业务也各不相同，缺乏标准规范。一方面，众多技术方案的出现反映了市场的需求，给运营商提供了更多的选择空间；另一方面众多的方案也给决策带来了困难。从技术角度来说，各技术方案均有其各自的局限性。比如说，从工作频带看，现有电缆接入技术大多工作于当前广播电视工作允许的频段之外，有些工作在低于65MHz的低频段，有些则为高于860MHz的高频段。低频段信道内干扰和噪声较大，信道也较为拥挤；而高频段信道内信号衰减和反射较为严重，有可能大大影响系统的性能或者降低该技术的适用性。从信道带宽来看，有些技术选用的信道带宽不是8MHz的整数倍，不符合我国广播电视接入网的信道带宽规划要求，不利于信道的合理分配和有效利用。从协议性能来看，有些技术提供的业务速率不能满足当前和未来一段时期业务发展的带宽需要，有些技术没有很好的解决服务质量(QoS)保障问题，不能提供包括实时流媒体等各种业务所需的QoS。
发明内容
本发明的目的在于提供一种广播电视网的塑料光纤用户接入中心设备和系统，旨在此基础上可以完成现有广播电视接入网的宽带、双向化改造。本发明实施例是这样实现的，一种广播电视网的塑料光纤用户接入网系统，所述系统包括塑料光纤光网络单元、用户终端或数字电视机、以及塑料光纤用户接入中心设备或数字电视机顶盒；
广播电视接入网通过石英光纤或塑料光纤，连接塑料光纤光网络单元，塑料光纤光网络单元用于向相连的用户提供各种宽带服务；
广播电视接入网通过同轴电缆，连接塑料光纤用户接入中心设备或数字电视机顶盒，塑料光纤光网络单元也通过各种网络传输介质，连接塑料光纤用户接入中心设备或数字电视机顶盒，塑料光纤用户接入中心设备或数字电视机顶盒用于实现家庭内部信息与家庭外部信息的交换；塑料光纤用户接入中心设备通过各种传输介质，与用户终端或数字电视机相连，用户终端或数字电视机用于与最终用户接触以实现各种网络应用。本发明实施例的另一目的在于提供一种广播电视网的塑料光纤用户接入网系统，所述系统包括塑料光纤用户接入中心设备、用户终端或数字电视机；
广播电视接入网通过同轴电缆，连接塑料光纤用户接入中心设备，且广播电视接入网通过塑料光纤，直接连接塑料光纤用户接入中心设备，塑料光纤用户接入中心设备用于实现家庭内部信息与家庭外部信息的交换；
塑料光纤用户接入中心设备通过各种传输介质，与用户终端或数字电视机相连，用户终端或数字电视机用于与最终用户接触以实现各种网络应用。本发明实施例的另一目的在于提供一种广播电视网的塑料光纤用户接入中心设 备，包括有RF接口、塑料光纤光电转换器、网关芯片、多媒体处理芯片、视频与音频线接口、转换芯片、RJ45接口、RJlI接口和其他接口，其中RF接口和塑料光纤光电转换器都与网关芯片连接，网关芯片与多媒体处理芯片相连接，多媒体处理芯片与视频与音频线接口相连接，除此之外，转换芯片、RJ45接口和其他接口都与网关芯片相连接，RJl I接口与转换芯片相连接。本发明实施例的另一目的在于提供一种广播电视网的塑料光纤用户接入中心设备，包括有RF接口、塑料光纤光电转换器、ONU芯片、网关芯片、多媒体处理芯片、视频与音频线接口、转换芯片、RJ45接口、RJlI接口和其他接口，其中RF接口和ONU芯片都与网关芯片连接，塑料光纤光电转换器与ONU芯片相连接，网关芯片与多媒体处理芯片相连接，多媒体处理芯片与视频与音频线接口相连接，除此之外，转换芯片、RJ45接口和其他接口都与网关芯片相连接，RJll接口与转换芯片相连接。本发明实施例的另一目的在于提供一种广播电视网的塑料光纤用户接入中心设备，包括有RF接口、塑料光纤光电转换器、嵌入式CPU、多媒体处理芯片、视频与音频线接口、转换芯片、RJ45接口、RJlI接口和其他接口，其中RF接口和塑料光纤光电转换器都与嵌入式CPU连接，嵌入式CPU与多媒体处理芯片相连接，多媒体处理芯片与视频与音频线接口相连接，除此之外，转换芯片、RJ45接口和其他接口都与嵌入式CPU相连接，RJl I接口与转换芯片相连接。本发明可以以同轴电缆作为用户接入网络，其传输过程不变，并加入一条塑料光纤接入以实现光纤入户，且在此基础上可以完成现有广播电视接入网的宽带、双向化改造。
图I为现有广播电视接入网架构图。图2为第一种广播电视网的塑料光纤用户接入网架构图。图3为第二种广播电视网的塑料光纤用户接入网架构图。图4为本发明所述塑料光纤光网络单元的结构框图。图5为第一种广播电视网的塑料光纤用户接入网中的第一种塑料家庭网关的结构框图。图6为第二种广播电视网的塑料光纤用户接入网中的第二种塑料家庭网关的结构框图。
图7为第二种广播电视网的塑料光纤用户接入网中的第三种塑料家庭网关的结构框图。图8为第二种广播电视网的塑料光纤用户接入网中的第三种塑料家庭网关的EPON接入模块电路的结构框图。
具体实施例方式“三网融合”是国家发展信息化的战略部署，是通信技术发展的必然趋势。《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中明确指出加强宽带通信网、数字电视(DTV)网和下一代互联网等信息基础设施建设，推进三网融合，健全信息安全保障体系。加快建设新一代有线数字电视(DTV)网络不仅是有线网络自身升级换代、实现可持续性发展的内在需求，更是推进国家信息化、促进三网融合的必然要求。有线电视网是国家重要的信息化基础设施，具有业务内容丰富、内容可控可管、用 户群体巨大等方面的优势，可以满足“三网融合”业务发展的需求，符合以视频为主导的宽带业务发展趋势。因此，在“三网融合”中更多地依靠广播电视接入网，充分发挥广电网络的优势，是符合中国国情、从实际出发的选择，是以较短的时间、较低的成本，跨越数字鸿沟，实现进入千家万户的信息化和安全的信息化的有效途径。2008年11月4日，科技部与国家广电总局正式签署了《国家高性能宽带信息网暨中国下一代广播电视网自主创新合作协议书》，按照协议要求，广电总局开始着手建设下一代广播电视网络(NGB)。下一代广播电视网(NGB)的关键技术之一就是利用广播电视接入网进行宽带、双向化改造，使有线电视网网络超越其他现有网络，成为国家信息基础设施的重要组成部分之一，发挥有线电视网频带宽、成本低、易普及的优势，使有线数字电视(DTV)成为进入千家万户的多媒体信息平合，满足社会各界和广大居民的多方面需求，推进三网融合。我国有线电视网拥有用户近I. 5亿户，由于全国各地的经济发展状况极不平衡，加上其他历史和客观原因，各地有线广播电视网络存在很大差异，大多数用户的网络仍然是单向网络。随着业务发展和三网融合的迫切需求，对广播电视接入网质量和承载能力提出了更高的要求，广播电视接入网必须进行数字化和双向化改造。随着通信技术的不断发展，“光进铜退”逐渐成为趋势。调研，表明，日前我国广播电视接入网中，光节点覆盖用户数为200户以下的用户已经占总用户数的15. 5%以上。根据国内外网络发展趋势，下一代广播电视网(NGB)面向未来五年到十年，光节点覆盖发展到200户或50户以内，甚至大规模FTTH的部署。从网络改造的方式上看，目前国内存在多种基于有线电视电缆分配网的双向接入技术，但实现方式存在很大差异。设备产品种类繁多、网络承载性能差异大，提供的带宽和支持的业务也各不相同，缺乏标准规范。一方面，众多技术方案的出现反映了市场的需求，给运营商提供了更多的选择空间；另一方面众多的方案也给决策带来了困难。从技术角度来说，各技术方案均有其各自的局限性。比如说，从工作频带看，现有电缆接入技术大多工作于当前广播电视工作允许的频段之外，有些工作在低于65MHz的低频段，有些则为高于860MHz的高频段。低频段信道内干扰和噪声较大，信道也较为拥挤；而高频段信道内信号衰减和反射较为严重，有可能大大影响系统的性能或者降低该技术的适用性。从信道带宽来看，有些技术选用的信道带宽不是8MHz的整数倍，不符合我国广播电视接入网的信道带宽规划要求，不利于信道的合理分配和有效利用。从协议性能来看，有些技术提供的业务速率不能满足当前和未来一段时期业务发展的带宽需要，有些技术没有很好的解决服务质量(QoS)保障问题，不能提供包括实时流媒体等各种业务所需的QoS。另外，从成本角度来看，由于缺乏统一的标准，各种方案均难以形成规模效应，造成双向化改造的效果不一和成本降低困难，因而难以大规模推广。现有广播电视接入网是以光纤为干线的光缆-同轴电缆混合网(HFC)，广播电视接入网双向化改造技术主要包括接入网光传输改造技术和用户接入改造技术两部分。在光传输改造方面，相比有源光网络(AON)技术，无源光网络(PON)技术具有拓扑结构简单、设备成本低，并且其网络拓扑结构与HFC网的光纤部分的拓扑结构相类似，因此在现有HFC网络中采用PON技术，不需要对现有HFC网络进行大幅度改造，只需要在原来的光网络上作简单的配置，可在较短时间内完成网络的升级。
在用户接入改造技术方面，本发明则采用塑料光纤系统进行宽带接入，以下结合附图对本发明技术方案进行详细说明。现有的广播电视网其结构如图I所示,广播电视接入网通过同轴电缆与数字电视机顶盒(STB )相连接，然后数字电视机顶盒(STB )与数字电视(DTV)或用户终端(DTU)相连接。而如图2所示，本发明所述一种广播电视网的塑料光纤用户接入网系统，以塑料光纤为传输介质构建接入网，进行用户接入网改造。该系统包括塑料光纤光网络单元(P0F0NU)、用户终端(DTU)或电视机(TV)、以及塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center)或数字电视机顶盒(STB)；
现有有线广播电视接入网是以光纤为干线的光缆-同轴电缆混合网(HFC)，一般以石英光纤作为骨干网接入石英光纤光线路终端(0LT)，主要完成PON网络的上行接入和通过PON 口与石英光纤光配线网络(ODN)(光纤和无源分光器组成)和石英光纤网络单元(ONU)设备相连，一般石英光纤光线路终端(OLT)的PON 口通过单根光纤和石英光纤光配线网络(ODN)网相连，石英光纤网络单元(ONU)下行采用广播方式，石英光纤网络单元(ONU)设备选择性接收。石英光纤网络单元(ONU)设备通过同轴电缆连接机顶盒(STB)，机顶盒(STB)再通过视频音频连接线(一般用的是AV线，高清机用的是HDMI线或者色差分量线)连接用户终端(DTU)或电视机(TV)(如电视机、个人电脑等)。机顶盒(STB)用来增强或扩展电视机功能，可接收通过电缆传递过来的节目，并可提供附加服务。现有有线广播电视接入网的信号传输过程为所述石英光纤光信号源于石英光纤光线路终端(OLT)和光配线网络(ODN)传输到石英光纤网络单元(0NU)，其间传输的信号都为石英光纤光信号；然后石英光纤网络单元(ONU)再通过同轴电缆连接机顶盒(STB)，信号依次从石英光纤光信号转换为石英光纤光电转换器电信号、同轴电缆电信号；同轴电缆电信号再通过机顶盒(STB)间接连接用户终端(DTU)或电视机(TV)，同轴电缆电信号转换成视频音频电信号。反之亦然。此外，广播电视接入网还可以是无线广播电视接入网，其通过广播电视发射台、转播台、差转台、收转台(站)、微波站、节目传送台(站)、广播电视卫星、卫星地球站、监测台(站)等部分，将无线电视信号传输到无线电视信号接收设备(比如卫星天线)。无线电视信号接收设备再通过同轴电缆连接机顶盒(STB)，机顶盒(STB)再通过视频音频连接线(一般用的是AV线，高清机用的是HDMI线或者色差分量线)连接用户终端(DTU)或电视机(TV)(如电视机、个人电脑等)。机顶盒(STB)用来增强或扩展电视机功能，可接收通过电缆传递过来的节目，并可提供附加服务。现有无线广播电视接入网的信号传输过程为无线电视电信号被无线电视信号接收设备接收后，转换为同轴电缆电信号；同轴电缆电信号再通过机顶盒(STB)间接连接用户终端(DTU)或电视机(TV)，同轴电缆电信号转换成视频音频电信号。反之亦然。
广播电视接入网通过石英光纤或塑料光纤，连接塑料光纤光网络单元(POF 0NU),塑料光纤光网络单元(POF 0NU)用于向相连的用户提供各种宽带服务；
广播电视接入网通过同轴电缆连接塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center),塑料光纤光网络单元(POF 0NU)也通过各种网络传输介质连接塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center)或数字电视机顶盒,塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center)或数字电视机顶盒(STB )用于实现家庭内部信息与家庭外部信息的交换。当广播电视接入网通过塑料光纤连接塑料光纤光网络单元(POF 0NU)时，塑料光纤光网络单元(POF 0NU)通过各种网络传输介质连接塑料光纤用户接入中心设备(P0FHome Center)或数字电视机顶盒。这里所述各种网络传输介质包括但不限于同轴电缆、双绞线、塑料光纤、石英光纤、WIFI等传输介质。但当广播电视接入网通过石英光纤连接塑料光纤光网络单元(POF 0NU)时，塑料光纤光网络单元(POF 0NU)通过塑料光纤连接塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center)或数字电视机顶盒。数字电视机顶盒(STB)通过视频音频连接线与用户终端(DTU)或电视机(TV)相连，用户终端(DTU)或电视机(TV)用于与最终用户接触以实现各种网络应用。塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center)通过各种传输介质,与用户终端(DTU)或电视机(TV)相连，用户终端(DTU)或电视机(TV)用于与最终用户接触以实现各种网络应用。这里各各种传输介质包括但不限于视频音频连接线、同轴电缆、双绞线、塑料光纤、石英光纤、WIFI等传输介质。该系统与现有广播电视接入网系统类似，最简单的情况下，广播电视接入网通过同轴电缆与数字电视机顶盒进行连接；所述塑料光纤光网络单元(POF 0NU)上联现有广播电视接入网，并在塑料光纤光网络单元(POF 0NU)与数字电视机顶盒之间铺设各种网络传输介质进行连接，例如现在很多数字电视机顶盒都有RJ45接口，则可以在两者之间以双绞线相连接，仅仅加入了一个塑料光纤光网络单元和塑料光纤连接线，就实现广播电视接入网的双向改造和光纤入户。复杂一点的情况下，再将数字电视机顶盒更换为塑料光纤用户接入中心设备(P0FHome Center),则可以实现的功能更为强大。本发明的信号传输过程为
在广播电视接入网通过石英光纤连接塑料光纤光网络单元的情况下，石英光纤光信号源于广播电视接入网，再通过石英光纤连接到塑料光纤光网络单元，则石英光纤中以石英光纤光信号进行传输，石英光纤光信号到达塑料光纤光网络单元后，石英光纤光信号依次转换为石英光纤光电转换器电信号、塑料光纤光电转换器电信号、塑料光纤光信号；然后通过所述塑料光纤，将塑料光纤光信号传输至塑料光纤用户接入中心设备，塑料光纤用户接入中心设备将塑料光纤光信号被转换成塑料光纤光电转换器电信号，再被转换成视频音频电信号，传输给用户终端或数字电视机；
反之亦然；
在广播电视接入网通过塑料光纤连接塑料光纤光网络单元且塑料光纤光网络单元通过塑料光纤连接塑料光纤用户接入中心设备的情况下，塑料光纤光信号源于广播电视接入网，再通过塑料光纤，将塑料光纤光信号传输到塑料光纤光网络单元，再通过塑料光纤，将塑料光纤光信号传输到塑料光纤用户接入中心设备，塑料光纤用户接入中心设备将塑料光纤光信号被转换成塑料光纤光电转换器电信号，再被转换成视频音频电信号，传输给用户终端或数字电视机；
反之亦然；
在广播电视接入网通过塑料光纤连接塑料光纤光网络单元且塑料光纤光网络单元通过其他非塑料光纤传输介质连接数字电视机顶盒的情况下，塑料光纤光信号源于广播电视接入网，再通过塑料光纤，将塑料光纤光信号传输到塑料光纤光网络单元，塑料光纤光网络 单元将塑料光纤光信号被转换成塑料光纤光电转换器电信号，并将塑料光纤光电转换器电信号转换成其他传输介质电信号，数字电视机顶盒再将其他传输介质电信号转换成视频音频电信号，传输给用户终端或数字电视机；
反之亦然；
而现有广播电视接入网在这种广播电视网的塑料光纤用户接入网系统中的信号传输过程不变。由于现有广播电视接入网的原有传输介质都得以保留，极大的保护了现有广播电视接入网的同轴接入网的投资。而如图3所示，本发明还包括另外一种广播电视网的塑料光纤用户接入网系统，以塑料光纤为传输介质构建接入网，进行用户接入网改造。该系统包括塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center)、用户终端(DTU)或电视机(TV)。广播电视接入网通过同轴电缆连接塑料光纤用户接入中心设备(POF HomeCenter),广播电视接入网还通过塑料光纤连接塑料光纤用户接入中心设备(POF HomeCenter),塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center)用于实现家庭内部信息与家庭外部信息的交换。塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center)通过各种传输介质与用户终端(DTU)或电视机(TV)相连，用户终端(DTU)或电视机(TV)用于与最终用户接触以实现各种网络应用。该系统与现有广播电视接入网系统类似，只需更换机顶盒(STB)设备为塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center),广播电视接入网通过塑料光纤与塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center)进行连接，原有的同轴电缆的连接不变；塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center)通过塑料光纤上联广播电视接入网，且所述塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center)通过各种传输介质与用户终端(DTU)或电视机(TV)相连，实现下一代广播电视接入网的双向、宽带改造和光纤入户。本发明的信号传输过程为所述塑料光纤光信号源于广播电视接入网，再通过塑料光纤光纤连接到塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center)，则塑料光纤传输的是塑料光纤光信号，然后塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center)将塑料光纤光信号转换成视频音频电信号，传输给用户终端(DTU)或电视机(TV)。反之亦然。由于现有广播电视接入网的原有传输介质都得以保留，极大的保护了现有广播电视接入网的同轴接入网的投资。以同轴电缆作为广播电视网用户接入网络的传输过程不变，仅仅机顶盒(STB)更换为塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center)，并加入一条塑料光纤接入以实现光纤入户，且在此基础上可以完成现有广播电视接入网的宽带、双向化改造。图3中所述的这种广播电视网的塑料光纤用户接入网系统与图2中所述的一种广播电视网的塑料光纤用户接入网系统的区别在于图3所示系统将图2所示系统中的塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center)和塑料光纤光网络单元(POF 0NU)合二为一；而图2所示系统中，广播电视接入网通过石英光纤或塑料光纤连接塑料光纤光网络单元(P0F0NU)，塑料光纤光网络单元(POF 0NU)再通过各种网络传输介质连接塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center)。
本发明所述的塑料光纤光网络单元(POF 0NU)的结构如图4所示，其结构包括有石英光纤光电转换器21 (如Hisense公司，型号为LTB34D2 )，ONU芯片22 (如Corona系统公司，型号为CS8016)，塑料光纤光电转换器23 (如Firecomms公司，型号为EDL-300T或EDL-301T )，而且石英光纤光电转换器21和塑料光纤光电转换器23分别导通连接在ONU芯片22的上行端口和下行端口处。其中，所述ONU芯片22内部整合了交换功能与支持100Base-FX PHY，主要用于完成石英光纤光电转换器电信号(又叫上行电信号)和塑料光纤光电转换器电信号(又叫下行电信号)的相互转换；石英光纤光电转换器21可设有石英光纤接口(图中未表示出来)，主要用于完成石英光纤光信号与石英光纤光电转换器电信号的相互转换；塑料光纤光电转换器23可设有塑料光纤端口(图中未表示出来)，主要用于完成塑料光纤光电转换器电信号与塑料光纤光信号的相互转换。(还需要说明是，ONU芯片的上行端口用于接收石英光纤光电转换器21发出的石英光纤光电转换器电信号，下行端口用于发送ONU芯片22转换的塑料光纤光电转换器电信号。)石英光纤光信号与塑料光纤光信号的转换方法具体包括以下步骤
首先，石英光纤光电转换器21将通过石英光纤接口接收的石英光纤光信号转换为石英光纤光电转换器电信号，并后输送至ONU芯片22 ；
接着，ONU芯片22将电信号直接转换为PECL电信号(即塑料光纤光电转换器电信号)，并输送至塑料光纤光电转换器23 ；
最后，塑料光纤光电转换器23将PECL电信号(即塑料光纤光电转换器电信号)转换成650nm的光信号通过塑料光纤将光信号传送至用户端的塑料光纤有源信息面板，连接终端设备。反之，即可实现石英光纤光信号转换为塑料光纤光信号。如图5中所示
本发明所述的第一种广播电视网的塑料光纤用户接入网系统(如图2所示)中的塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center)，包括有RF接口 31、塑料光纤光电转换器32、网关芯片33、多媒体处理芯片34、视频与音频线接口 35、转换芯片36、RJ45接口 37、其他接口 38和RJll接口 39，其中RF接口 31和塑料光纤光电转换器32都与网关芯片33连接，网关芯片33与多媒体处理芯片34相连接，多媒体处理芯片34与视频与音频线接口 35相连接，除此之外，转换芯片36、RJ45接口 37和其他接口 38都与网关芯片相连接，RJll接口 39与转换芯片36相连接。塑料光纤光电转换器32包括有塑料光纤收发模块和与铺设用户室内塑料光纤相连的塑料光纤端口(图中均未表示出来)，主要用于完成上、下行电信号与塑料光纤光信号的相互转换，网关芯片33可选用型号为KSZ8695X芯片，RJll接口 39主要用于外接 电话，通过转换芯片36连接网关芯片33，转换芯片36可选用型号为PEB33322EL芯片。通过该塑料光纤用户接入中心设备，即可实现协议转换、路由选择、数据交换等网络兼容，对不同体系结构或协议的网络之间进行互通，且可以用于向电视机传输综合信息。如图6中所示
本发明所述的第二种广播电视网的塑料光纤用户接入网系统(如图3所示)中的塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center)，包括有RF接口 41、塑料光纤光电转换器42、0NU芯片43、网关芯片44、多媒体处理芯片45、视频与音频线接口 46、转换芯片47、RJ45接口48、其他接口 40和RJll接口 40，其中RF接口 41和ONU芯片43都与网关芯片43连接，塑料光纤光电转换器42与ONU芯片43相连接，网关芯片44与多媒体处理芯片45相连接，多媒体处理芯片45与视频与音频线接口 46相连接，除此之外，转换芯片47、RJ45接口 48和其他接口 49都与网关芯片44相连接，RJll接口 40与转换芯片47相连接。塑料光纤光电转换器42包括有塑料光纤收发模块和与铺设用户室内塑料光纤相连的塑料光纤端口(图中均未表示出来)，主要用于完成上、下行电信号与塑料光纤光信号的相互转换，ONU芯片43选用Corona系统公司型号为CS8016的芯片，网关芯片44可选用型号为KSZ8695X芯片，RJll接口 40主要用于外接电话，通过转换芯片47连接网关芯片44，转换芯片47可选用型号为PEB33322EL芯片。通过该塑料光纤用户接入中心设备，即可实现协议转换、路由选择、数据交换等网络兼容，对不同体系结构或协议的网络之间进行互通，且可以用于向电视机传输综合信息。该网关与图5所示塑料光纤用户接入中心设备的区别是在塑料光纤光电转换器42与网关芯片44之间增加了一个ONU芯片，从而将POF ONU与POF Home Center的功能
合二为一。如图7中所示
本发明所述的第二种广播电视网的塑料光纤用户接入网系统(如图3所示)中的塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center)，包括有RF接口 51、塑料光纤光电转换器52、嵌入式CPU 53、多媒体处理芯片54、视频与音频线接口 55、转换芯片56、RJ45接口 57、其他接口 58和RJll接口 59，其中RF接口 51和塑料光纤光电转换器52都与嵌入式CPU 53连接，嵌入式CPU 53与多媒体处理芯片54相连接，多媒体处理芯片54与视频与音频线接口55相连接，除此之外，转换芯片56、RJ45接口 57和其他接口 58都与嵌入式CPU 53相连接，RJll接口 59与转换芯片56相连接。硬件以嵌入式处理器CPU为核心，CPU通过WAN接口连接EPON接入模块，通过mini—PCI插槽扩展WiFi AP模块。网络处理器最小系统包括DDRII接口的64MB SDRAM、16MB Nor flash,64MB NAND flash、PCI 接口、USB 接口、Rs232 Console 接口、肌 G 接口、时钟、复位等外围电路。VOIP模块中Codec/SLIC电路完成模拟电话接口电路功能及模数转换功能.通过PCM接口与SPI接口接网络处理器.语音信号的压缩/解压缩，协议转换等由网络处理器完成；DAA电路为FXO接口电路。当用户拨打市话或者设备掉电时.继电器会切换到FXO 口。如图8中所示
其中EPON接入模块电路设计以ONU MAC芯片为核心.可以分为PON接口电路、UNI接口电路、嵌入CPU外围存储器电路.以及电源转换电路等。ONU MAC芯片完成IEEE802. 3—2005规定的MPCP等协议转换.选用的MAC芯片及其固件完全符合中国电信EPON设备技术要求V2. 1，支持CTC V2. I OAM及其扩展。支持CTC规定的多种DBA算法，可以与支持CTC V2. I标准的EPON设备互连互通。塑料光纤光电转换器52包括有塑料光纤收发模块和与铺设用户室内塑料光纤相连的塑料光纤端口(图中均未表示出来)，主要用于完成上、下行电信号与塑料光纤光信号的相互转换，RJll接口 59主要用于外接电话，通过转换芯片56连接嵌入式CPU 53， 转换芯片56可选用型号为PEB33322EL芯片。通过该塑料光纤用户接入中心设备，即可实现协议转换、路由选择、数据交换等网络兼容，对不同体系结构或协议的网络之间进行互通，且可以用于向电视机传输综合信息。上述三种塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center)中，光纤收发模块可使用FIREC0MMS公司的塑料光纤收发器。作为快速以太网物理层自适应收发器，由于其支持IEEE 802. 3标准，提供OptoLock 接口，可以支持MAC。本发明的光纤收发模块不同于现有石英光纤收发模块，米用的工作波长为可见光，而石英光纤工作波长为850/1310/1550(nm)。本发明的塑料光纤接口，可以是FIREC0MMS公司的OptoLock，也可以是与SMI型、SC型或SC-RJ型等塑料光纤连接头相配合的接口。上述三种塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center)中，连接塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center)和其他塑料光纤接入设备的塑料光纤根据塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center)上下行保证带宽设计。塑料光纤多用户网络单元上下行保证带宽不超过I. 25G时，塑料光纤为阶跃型塑料光纤，光纤损耗系数小于260dB/km。塑料光纤多用户网络单元上下行保证带宽超过I. 25G时，塑料光纤为渐变型塑料光纤，光纤损耗系数小于230dB/km。上述三种塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center)中，，本发明所述的塑料光纤用户接入中心设备(POF Home Center)还设有电源以及相应的供电电路和晶振电路，该电源、供电电路和晶振电路在图中均未表示出来。所述供电电路包括正SV转为正3. 3V的直流电压电路、正SV转为正2. 5V的直流电压电路、正3. 3V转为正I. 2V的直流电压电路。具体为正SV直流电压通过线性调压器(如LM1117)变换为正3. 3V直流电压，并由该线性调压器的第4引脚输送到各芯片；正SV直流电压通过线性调压器(如LP3963变换为正2. 5V直流电压，并由该线性调压器的第4引脚输送到各芯片；正3. 3V直流电压通过线性调压器(如LM1117)变换为I. 2V直流电压，并由该线性调压器的第4引脚输送到各芯片。所述晶振电路的频率为25MHZ,其输入端口和输出端口分别与石英光纤光电转换器201和塑料光纤光电转换器203的输出端口和输入端口连接。由于本发明采用塑料光纤接入，塑料光纤(POF)作为新型的数据传输介质，与石英光纤相比，具有较粗的芯径、受光角大和良好的柔韧性等优点，所以连接方便，耦合效率高；同时具有高带宽、耐震动、抗辐射、价格便宜、施工方便的优点，与双绞线相比，重量轻，无电磁干扰，带宽大，是最佳的短距离数据传输介质。因此本发明极大的减轻了高频段信道内信号衰减和反射的问题，信道带宽也符合我国广播电视接入网的信道带宽规划要求，有利于信道的合理分配和有效利用，且能很好的解决解决服务质量(QoS)保障问题，提供包括实时流媒体等各种业务所需的QoS。有线电视宽带接入技术的设计，其必须遵循以下原则，而本发明可以达到以下原则的要求。标准性原则必须遵循已颁布的国家标准和行业标准。确保开发出来的技术具有横向和纵向的兼容性。避免有线电视宽带接入网成为下一代网络中的孤岛。合理性原则所提出的需求应该在充分利用和挖掘现有有线电视电缆网络资产的前提条件下有充分的技术实现可行性。应避免导致需要对现有有线电视电缆网络资产进行 大幅度改造的技术开发。从而最大限度保护既有投资、发挥存量资产的效益最大化。可扩展性原则宽带接入的用户需求和技术的发展是长期的、渐进的。需求设计必须保证先进性和可扩展性，先进性是指能够反映近期和中期未来的用户需求；另一方面，可扩展性保证了可以通过扩展满足远期未来的需求。保证开发的技术和系统可以随着业务需求扩展和技术进步进行平滑升级。并且扩展性必须能够符合主流技术发展的趋势，迎合“光进铜退”的趋势。可管可控原则必须满足不同角度不同层面的可管理性、可控制性，保证网络运营的规范和网络的健康发展。经济性原则确保开发出来的宽带接入技术在保证性能的基础上，具有良好的经济性。以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种广播电视网的塑料光纤用户接入网系统，其特征在于，所述系统包括塑料光纤光网络单元、用户终端或数字电视机、以及塑料光纤用户接入中心设备或数字电视机顶盒; 广播电视接入网通过石英光纤或塑料光纤，连接塑料光纤光网络单元，塑料光纤光网络单元用于向相连的用户提供各种宽带服务； 广播电视接入网通过同轴电缆，连接塑料光纤用户接入中心设备或数字电视机顶盒，塑料光纤光网络单元也通过各种网络传输介质，连接塑料光纤用户接入中心设备或数字电视机顶盒，塑料光纤用户接入中心设备或数字电视机顶盒用于实现家庭内部信息与家庭外部信息的交换； 塑料光纤用户接入中心设备通过各种传输介质，与用户终端或数字电视机相连，用户终端或数字电视机用于与最终用户接触以实现各种网络应用。
2.如权利要求I所述的系统，其特征在于， 在广播电视接入网通过石英光纤连接塑料光纤光网络单元的情况下，石英光纤光信号源于广播电视接入网，再通过石英光纤连接到塑料光纤光网络单元，则石英光纤中以石英光纤光信号进行传输，石英光纤光信号到达塑料光纤光网络单元后，石英光纤光信号依次转换为石英光纤光电转换器电信号、塑料光纤光电转换器电信号、塑料光纤光信号；然后通过所述塑料光纤，将塑料光纤光信号传输至塑料光纤用户接入中心设备，塑料光纤用户接入中心设备将塑料光纤光信号被转换成塑料光纤光电转换器电信号，再被转换成视频音频电信号，传输给用户终端或数字电视机； 反之亦然； 在广播电视接入网通过塑料光纤连接塑料光纤光网络单元且塑料光纤光网络单元通过塑料光纤连接塑料光纤用户接入中心设备的情况下，塑料光纤光信号源于广播电视接入网，再通过塑料光纤，将塑料光纤光信号传输到塑料光纤光网络单元，再通过塑料光纤，将塑料光纤光信号传输到塑料光纤用户接入中心设备，塑料光纤用户接入中心设备将塑料光纤光信号被转换成塑料光纤光电转换器电信号，再被转换成视频音频电信号，传输给用户终端或数字电视机； 反之亦然； 在广播电视接入网通过塑料光纤连接塑料光纤光网络单元且塑料光纤光网络单元通过其他非塑料光纤传输介质连接数字电视机顶盒的情况下，塑料光纤光信号源于广播电视接入网，再通过塑料光纤，将塑料光纤光信号传输到塑料光纤光网络单元，塑料光纤光网络单元将塑料光纤光信号被转换成塑料光纤光电转换器电信号，并将塑料光纤光电转换器电信号转换成其他传输介质电信号，数字电视机顶盒再将其他传输介质电信号转换成视频音频电信号，传输给用户终端或数字电视机； 反之亦然； 而现有广播电视接入网在这种广播电视网的塑料光纤用户接入网系统中的信号传输过程不变。
3.如权利要求I所述的系统，其特征在于，所述各种网络传输介质包括但不限于同轴电缆、双绞线、光纤、WIFI等传输介质。
4.一种广播电视网的塑料光纤用户接入网系统，其特征在于，所述系统包括塑料光纤用户接入中心设备、用户终端或数字电视机； 广播电视接入网通过同轴电缆，连接塑料光纤用户接入中心设备，且广播电视接入网通过塑料光纤，直接连接塑料光纤用户接入中心设备，塑料光纤用户接入中心设备用于实现家庭内部信息与家庭外部信息的交换； 塑料光纤用户接入中心设备通过各种传输介质，与用户终端或数字电视机相连，用户终端或数字电视机用于与最终用户接触以实现各种网络应用。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，塑料光纤光信号源于广播电视接入网，再通过塑料光纤，连接到塑料光纤用户接入中心设备，然后塑料光纤用户接入中心设备将塑料光纤光信号被转换成塑料光纤光电转换器电信号，再被转换成视频音频电信号，传输给用户终端或数字电视机； 反之亦然； 而现有广播电视接入网在这种广播电视网的塑料光纤用户接入网系统中的信号传输过程不变。
6.一种广播电视网的塑料光纤用户接入中心设备，其特征在于，所述设备包括有RF接口、塑料光纤光电转换器、网关芯片、多媒体处理芯片、视频与音频线接口、转换芯片、RJ45接口、RJl I接口和其他接口，其中RF接口和塑料光纤光电转换器都与网关芯片连接，网关芯片与多媒体处理芯片相连接，多媒体处理芯片与视频与音频线接口相连接，除此之外，转换芯片、RJ45接口和其他接口都与网关芯片相连接，RJll接口与转换芯片相连接。
7.一种广播电视网的塑料光纤用户接入中心设备，其特征在于，所述设备包括有RF接口、塑料光纤光电转换器、ONU芯片、网关芯片、多媒体处理芯片、视频与音频线接口、转换芯片、RJ45接口、RJlI接口和其他接口，其中RF接口和ONU芯片都与网关芯片连接，塑料光纤光电转换器与ONU芯片相连接，网关芯片与多媒体处理芯片相连接，多媒体处理芯片与视频与音频线接口相连接，除此之外，转换芯片、RJ45接口和其他接口都与网关芯片相连接，RJll接口与转换芯片相连接。
8.一种广播电视网的塑料光纤用户接入中心设备，其特征在于，所述设备包括有RF接口、塑料光纤光电转换器、嵌入式CPU、多媒体处理芯片、视频与音频线接口、转换芯片、RJ45接口、RJlI接口和其他接口，其中RF接口和塑料光纤光电转换器都与嵌入式CPU 53连接，嵌入式CPU与多媒体处理芯片相连接，多媒体处理芯片与视频与音频线接口相连接，除此之外，转换芯片、RJ45接口和其他接口都与嵌入式CPU相连接，RJll接口与转换芯片相连接。
9.如权利要求5或6或7所述的设备，其特征在于，上下行保证带宽不超过1.25G时，所述塑料光纤为阶跃型塑料光纤，损耗系数小于260dB/km。
10.如权利要求5或6或7所述的设备，其特征在于，上下行保证带宽超过1.25G时，所述塑料光纤为渐变型塑料光纤，损耗系数小于230dB/km。
全文摘要
本发明提供一种广播电视网的塑料光纤用户接入网设备和系统，其包括塑料光纤光网络单元(POFONU)、用户终端(DTU)或电视机(TV)、塑料光纤用户接入中心设备(POFHomeCenter)或数字电视机顶盒(STB)。以这样的方式，以同轴电缆作为广播电视网用户接入网络的传输过程不变，仅仅机顶盒(STB)更换为塑料光纤用户接入中心设备(POFHomeCenter)，并加入一条塑料光纤接入以实现光纤入户，且在此基础上可以完成现有广播电视接入网的宽带、双向化改造。
文档编号H04N21/61GK102883151SQ20121036649
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者郑徐平, 王亚辉 申请人:深圳市中技源专利城有限公司