本实用新型属于家庭网关技术领域，具体涉及一种CATV+PON+EoC技术的家庭网关。
背景技术：
现有广电FTTH的光纤入户主要使用CATV+PON+LAN的方案，也叫做RF混合技术方案。这种方案是基于射频广播技术和PON技术的一种光纤到户技术方案。其宽带接入业务采用PON技术，广播电视业务采用射频广播技术。
如图1所示。上述方案的广播电视业务通过CATV光接收机转换成射频信号在家庭的同轴电缆中传输。上述方案使用的PON技术，包括EPON和GPON技术。使用LAN技术一般包括IEEE 802.3标准的十兆(10BASE-T)、百兆(100BASE-TX)和千兆(1000BASE-T)局域网技术。
CATV+PON+LAN的方案，主要存在下列缺陷：
1、该方案适合家庭已经铺设好网线(例如五类线)，使用网线进行家庭内部的宽带接入业务覆盖，但是国内传统的家庭内部并没有铺设网线，需要额外增加组网的布线成本。
2、该方案需要一台PON网关设备和一台CATV光接收机来实现宽带接入业务和广播电视业务，广播电视业务以同轴电缆作为传输媒介，宽带接入业务以网线作为传输媒介，造成家庭内部需要同时铺设两种线缆，造成施工复杂同时成本增加。
技术实现要素：
为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种CATV+PON+EoC技术的家庭网关。本实用新型应用于广电FTTH旧网改造，使得使用传统HFC(Hybrid Fiber Coaxial，混合光纤同轴电缆)网络的家庭实现光纤入户的广播电视业务及大带宽的宽带接入业务，而无需对家庭的原有同轴电缆布线进行改造。
本实用新型所采用的技术方案为：
一种CATV+PON+EoC技术的家庭网关，包括PON光端口、射频端口、CATV光端口、PON电路、EoC电路、CATV电路、双工电路和电源电路；所述电源电路为PON光端口、射频端口、CATV光端口、PON电路、EoC电路、CATV电路和双工电路供电；所述PON光端口的一端接入用户光纤用于接入/输出宽带业务；所述PON电路用于把从PON光端口输入的宽带业务下行光信号转换成基带电信号然后传输至EoC电路，同时用于把EoC电路传输过来的宽带业务上行基带电信号转换成光信号然后从PON光端口输出；所述EoC电路用于把从PON电路传输过来的宽带业务下行基带电信号转换成EoC射频信号传输至双工电路；同时用于把双工电路输入的宽带业务上行EoC射频信号转换成基带电信号然后传输至PON电路；所述CATV光端口的输入端接入用户光纤用于接入广播电视业务；所述CATV电路用于把从CATV光端口输入的广播电视业务光信号转换成CATV射频信号然后传输至双工电路；所述双工电路用于把从EoC电路传输过来的EoC射频信号传输到射频端口然后输出，同时用于把从射频端口输入的EoC射频信号传输到EoC电路；并且用于把从CATV电路传输过来的CATV射频信号传输到射频端口然后输出；所述射频端口接家庭同轴电缆。
由于CATV射频信号和EoC射频信号工作在不同的频段，双工电路主要是将两种不同频段的射频信号进行分路和合路，本实用新型利用该广播电视业务和宽带业务这两种业务使用频段的不重合的特点，将两种业务信号在同一同轴电缆上进行传输，两种业务信号彼此不会互相干扰。
具体地，所述家庭网关包括同时与PON电路和EoC电路连接的主控电路，该主控电路包括主控芯片U4和硬件外设，主控芯片U4包括至少一个网口。
作为优选，所述主控芯片U4采用RTL9606LQFP-216EPAD。
作为优选，所述主控电路的硬件外设包括存储模块、配置模块和网口模块。存储模块包括内存条U5和FLASH闪存NU1，配置模块包括多个上/下拉配置电阻。
进一步地，所述PON电路包括用于处理光电转换的PON芯片U3，所述PON光端口与该PON芯片U3连接传输光信号，所述PON芯片U3与EoC电路连接传输基带电信号；所述PON芯片U3还与主控电路的主控芯片U4连接用于传输差分信号。
更进一步地，所述网口模块包括以太网收发芯片HU4，所述以太网收发芯片HU4与主控电路的主控芯片U4的网口连接，通过网口实现以太网收发芯片HU4与主控电路的主控芯片U4通信；所述以太网收发芯片HU4还与EoC电路连接实现与EoC电路通信，进而使EoC电路通过该以太网收发芯片HU4与主控电路的主控芯片U4通信。
再进一步地，所述EoC电路包括EoC芯片HU5和与EoC芯片HU5连接的接口HCN1，所述EoC芯片HU5采用MSE510CE_EP-LQFP128，所述EoC芯片HU5与PON电路连接传输基带电信号，所述EoC芯片HU5的RGMII通过网口模块中的以太网收发芯片HU4转换成网口连接主控电路的主控芯片U4实现通信，所述EoC芯片HU5通过接口HCN1输出EoC射频信号至双工电路。
另外，CATV电路包括CATV芯片U1，所述CATV芯片U1与CATV光端口连接用于输入光信号，所述CATV芯片U1输出CATV射频信号至双工电路。
一种CATV+PON+EoC技术的家庭网关的实现方法，包括宽带接入业务的实现和广播电视业务的实现。
宽带接入业务的实现过程为：
下行通信
A1、从PON光端口输入的宽带业务下行光信号传输至PON电路转换成下行基带电信号然后传输至EoC电路；
A2、EoC电路将下行基带电信号转换成EoC射频信号传输至双工电路；
A3、双工电路将EoC射频信号传输到射频端口然后输出；
上行通信
B1、从射频端口输入的上行EoC射频信号传输至EoC电路；
B2、EoC电路将上行EoC射频信号转换成上行基带电信号然后传输至PON电路；
B3、PON电路将上行基带电信号转换成光信号然后从PON光端口输出。
广播电视业务的实现过程为：
C1、从CATV光端口输入的广播电视业务光信号传输至CATV电路转换成CATV射频信号然后传输至双工电路；
C2、双工电路将CATV射频信号传输到射频端口然后输出。
具体地，所述EoC射频信号的射频范围为7.5MHz至67.5MHz；所述CATV射频信号的频率范围为87MHz至1GHz。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型使用了家庭内部的同轴电缆作为网络覆盖，使得家庭在进行光纤入户网络升级时，无需重新铺设网线，节省了网络升级的安装成本。特别适用于已经铺设同轴电缆传统住宅。
本实用新型同时实现了广播电视业务和宽带业务这两种业务，只需一台家庭网即可满足使用，有别于现有的一台PON网关设备加一台CATV光接收机的使用方案，使得家庭组网更加简便。
附图说明
图1是现有CATV+PON+LAN技术的网络拓扑图。
图2为本实用新型的网络拓扑图。
图3为本实用新型-主控电路的电路原理图。
图4为本实用新型-存储模块的电路原理图。
图5为本实用新型-配置模块的电路原理图。
图6为本实用新型-PON电路的电路原理图。
图7为本实用新型-网口模块的电路原理图。
图8为本实用新型-EoC电路的电路原理图。
图9为本实用新型-双工电路的电路原理图。
图10为本实用新型-CATV电路的电路原理图。
图11为本实用新型-背板的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步阐释。
实施例1：
本实施例提供一种CATV+PON+EoC技术的家庭网关，适用于家庭内部已经铺设好同轴电缆情形，例如传统的HFC网络。适用同轴电缆进行家庭内部的宽带业务覆盖。同时广播电视业务也使用同一传输媒介(同轴电缆)。无需改造家庭已有的同轴网络即可实现光纤入户的广播电视业务及大带宽的宽带接入业务。
一种CATV+PON+EoC技术的家庭网关，包括PON光端口、射频端口、CATV光端口、PON电路、EoC电路、CATV电路、双工电路和电源电路。
PON光端口的一端接入用户光纤用于接入/输出宽带业务，PON光端口的另一端连接PON电路的一端实现双向传输，PON电路的另一端连接EoC电路的一端实现双向传输，EoC电路的另一端连接双工电路实现双向传输。
PON电路：负责把从PON光端口输入的宽带业务下行光信号转换成基带电信号然后传输至EoC电路；同时负责把EoC电路传输过来的宽带业务上行基带电信号转换成光信号然后从PON光端口输出。
EoC电路：负责把从PON电路传输过来的宽带业务下行基带电信号转换成EoC射频信号传输至双工电路；同时负责把双工电路输入的宽带业务上行EoC射频信号转换成基带电信号然后传输至PON电路。
CATV光端口的输入端接入用户光纤用于接入广播电视业务，CATV光端口的输出端连接CATV电路的输入端，CATV电路的输出端连接双工电路。双工电路与射频端口连接实现双向传输。
CATV电路：负责把从CATV光端口输入的广播电视业务光信号转换成CATV射频信号然后传输至双工电路。CATV电路相当于CATV光接收机。
双工电路：负责把从EoC电路传输过来的EoC射频信号传输到射频端口然后输出，同时负责把从射频端口输入的EoC射频信号传输到EoC电路；并且负责把从CATV电路传输过来的CATV射频信号传输到射频端口然后输出。
电源电路：负责给各个电路提供直流供电。
由于CATV射频信号和EoC射频信号工作在不同的频段，双工电路主要是将两种不同频段的射频信号进行分路和合路，本实用新型利用该广播电视业务和宽带业务这两种业务使用频段的不重合的特点，将两种业务信号在同一同轴电缆上进行传输，两种业务信号彼此不会互相干扰。
如图2所示，图2为本实用新型的网络拓扑图。图中箭头中数字分别表示：
1.宽带业务上下行光信号(双向)。
2.宽带业务上下行基带电信号(双向)。
3.宽带业务上下行EoC射频信号(双向)。
4.广播电视业务光信号(单向)。
5.广播电视业务CATV射频信号(单向)。
6.宽带业务上下行EoC射频信号(双向)和广播电视业务CATV射频信号(单向)的混合信号。
本实施例中，PON光端口为SC/UPC或SC/PC的光纤插座。
本实施例中，射频端口为同轴电缆常用接口，分为国标或英制。
本实施例中，CATV光端口为SC/APC的光纤插座。
本实施例中，基带电信号为未调制信号，例如1000BASE-T、MII等信号。
本实施例中，EoC射频信号为符合EoC标准在同轴电缆的信号，射频范围为7.5MHz至67.5MHz。用于承载宽带业务。
本实施例中，CATV射频信号为符合国家广播电视标准在同轴电缆传输的信号，频率范围为87MHz至1GHz。
一种CATV+PON+EoC技术的家庭网关，还包括同时与PON电路和的EoC电路连接的主控电路，如图3所示，图3为本实用新型-主控电路的电路原理图。
该主控电路包括主控芯片U4和硬件外设，该主控芯片U4采用RTL9606LQFP-216EPAD。该主控芯片U4包括四个网口P0、P1、P2和P4。
硬件外设包括存储模块(如图4所示)、配置模块(如图5所示)和网口模块(如图7所示)。存储模块包括内存条U5和FLASH闪存NU1。图4为本实用新型-存储模块的电路原理图。图5为本实用新型-配置模块的电路原理图。
如图6所示，图6为本实用新型-PON电路的电路原理图。PON电路包括PON芯片U3，PON芯片U3采用CN25L95，PON芯片U3用于处理光电转换。图中，接口J3为PON光端口，包括ROSA光端口和TOSA光端口，ROSA光端口用于接收PON芯片U3发送的光信号，TOSA用于发送光信号至PON芯片U3，接口J3的6和9引脚与PON芯片U3的18和19引脚连接传输光信号。PON芯片U3的2和3引脚连接主控电路的主控芯片U4传输差分信号，PON芯片U3的10和11引脚连接主控电路的主控芯片U4传输差分信号。
如图7，图7为本实用新型-网口模块的电路原理图。网口模块包括以太网收发芯片HU4，该芯片HU4采用RTL8211F，该芯片HU4的1、2、4-10引脚与主控电路的主控芯片U4的第三网口P3连接，通过网口实现芯片HU4与主控电路的主控芯片U4通信。该芯片HU4的15、16-27引脚与EoC芯片连接实现与EoC电路通信，进而使EoC芯片通过该芯片HU4与主控电路的主控芯片U4通信。
网口模块还包括网口J6，该网口J6包括LAN1和LAN2，该网口J6与主控电路的主控芯片U4的第一网口P1和第二网口P2连接。该网口J6可根据实际情况进行选配。
如图8所示，图8为本实用新型-EoC电路的电路原理图。EoC电路包括EoC芯片HU5，该芯片HU5采用MSE510CE_EP-LQFP128，该芯片HU5的RGMII通过网口模块中的以太网收发芯片HU4转换成网口连接主控电路的主控芯片U4实现通信。
如图9所示，图9为本实用新型-双工电路的电路原理图。双工电路包括双工器U8。该双工器U8采用FD-40BX 65/87。双工器U8的1引脚为高频输入端口，用于输入CATV射频信号，3引脚为低频输入/输出端口，用于输入/输出EoC射频信号，2引脚为输入/输出端口，用于不同频段的EoC射频信号从射频端口输入/输出至射频端口和CATV射频信号输出至射频端口。
EoC电路还包括与EoC芯片HU5连接的接口HCN1。
双工电路还包括接口J2、接口J3、接口J15、接口J16和接口J17。
EoC射频信号从EoC电路中EoC芯片HU5输出至接口HCN1(MMCX)，然后输出至背板的接口J3和接口J4，由该接口J4传输至双工电路中的接口J3，该接口J3与双工器U8的3引脚连接，该过程实现EoC射频信号的输入/输出。
如图10所示，图10为本实用新型-CATV电路的电路原理图。CATV电路包括CATV芯片U1，该芯片U1采用RT930，该芯片U1的17和18引脚输出CATV射频信号至双工器U8的1引脚。图中，J1接口为CATV光端口，该J1接口直接与CATV芯片U1连接。
如图11所示，图11为本实用新型-背板的电路原理图。背板包括接口J1、接口J2、接口J3、接口J4以及LED模块。该背板的接口J1与双工电路中的接口J15连接，该背板的接口J2与双工电路中的接口J15连接电源电路。
一种CATV+PON+EoC技术的家庭网关的实现方法：包括宽带接入业务的实现和广播电视业务的实现。
宽带接入业务的实现过程为：
下行通信
A1、从PON光端口输入的宽带业务下行光信号传输至PON电路转换成下行基带电信号然后传输至EoC电路；
A2、EoC电路将下行基带电信号转换成EoC射频信号传输至双工电路；
A3、双工电路将EoC射频信号传输到射频端口然后输出；
上行通信
B1、从射频端口输入的上行EoC射频信号传输至EoC电路；
B2、EoC电路将上行EoC射频信号转换成上行基带电信号然后传输至PON电路；
B3、PON电路将上行基带电信号转换成光信号然后从PON光端口输出。
广播电视业务的实现过程为：
C1、从CATV光端口输入的广播电视业务光信号传输至CATV电路转换成CATV射频信号然后传输至双工电路。
本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。