一種三網(wǎng)融合接入模塊及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)通信【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種三網(wǎng)融合接入模塊及其控制方法；三網(wǎng)融合接入模塊包括后面板、前面板、SFP光子集成ONU模塊、交換機模塊、MPU控制模塊、視頻光接入模塊和電源模塊；SFP光子集成ONU模塊用于控制交換機模塊的運作，并與MPU控制模塊相互傳輸數(shù)據(jù)；交換機模塊用于接受MPU控制模塊的管理配置信號和發(fā)送狀態(tài)信息；將交換機的數(shù)據(jù)交換狀態(tài)用LED燈閃爍的形式在前面板上呈現(xiàn)；MPU控制模塊的輸出端將三網(wǎng)融合接入模塊是否正常工作的狀態(tài)通過LED亮滅的形式在前面板上呈現(xiàn)出來；并通過I2C總線發(fā)送控制信號和接受狀態(tài)信息；視頻光接入模塊用于將處理后的視頻數(shù)據(jù)通過后面板輸出到視頻設(shè)備上；電源模塊用于給各個模塊上供電，并輸出電源狀態(tài)。
【專利說明】一種三網(wǎng)融合接入模塊及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)通信【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種三網(wǎng)融合接入模塊及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)國家推進三網(wǎng)融合的整體部署，2013年至2015年，國家將進行三網(wǎng)融合的全面推廣，三網(wǎng)融合市場巨大，是未來廣電行業(yè)發(fā)展的一個重要的趨勢。國家鼓勵廣播電視機構(gòu)利用國家公用通信網(wǎng)和廣播電視等信息網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)字電視服務(wù)和增值電信業(yè)務(wù)。這打破了之前對電信行業(yè)和廣電行業(yè)分業(yè)經(jīng)營的相關(guān)規(guī)定，這對廣電行業(yè)而言是一個前所未有的機遇。實現(xiàn)廣播電視、寬帶通信、語音等多業(yè)務(wù)融合，必須對廣電網(wǎng)絡(luò)進行雙向改造，即將原來只有下行廣播的有線電視網(wǎng)改造成可以同時支持上行和下行傳輸?shù)碾p向網(wǎng)絡(luò)。
[0003]HFC(Hybrid Fiber-Coaxial,混合光纖同軸電纜)是一種經(jīng)濟實用的綜合數(shù)字服務(wù)寬帶網(wǎng)接入技術(shù)，它的主要特點是:(I)傳輸容量大，極容易實現(xiàn)雙向傳輸；(2)頻率特性好，在有線電視傳輸帶寬內(nèi)不需要均衡；(3)傳輸損耗小，有利于延長有線電視的傳輸距離；(4)光纖間無串音現(xiàn)象和電磁干擾，能保證信號的傳輸質(zhì)量。因此，HFC是目前和未來一段時期內(nèi)的最佳選擇，建立一套便捷且功能強大的網(wǎng)管系統(tǒng)迫在眉睫。通過實施網(wǎng)管系統(tǒng)，可以增強網(wǎng)絡(luò)的可靠性，實時檢測設(shè)備運行狀態(tài)，改善網(wǎng)絡(luò)上各種服務(wù)的運行。目前的三網(wǎng)融合系統(tǒng)中存在的網(wǎng)管系統(tǒng)通常是獨立的兩套，即互聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)和廣播電視網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)。在三網(wǎng)融合系統(tǒng)內(nèi)存在電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng)、和互聯(lián)網(wǎng)這樣兩套或者以上的管理系統(tǒng)，首要的問題是不便于管理和維護，其次重復(fù)布線造成大量的資源浪費，而且越多的系統(tǒng)就需要越多的人員去工作，造成人才資源浪費，對于如今提倡綠色節(jié)能環(huán)保的時代要求，已經(jīng)無法滿足社會進步的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種三網(wǎng)融合接入模塊，其目的在于將數(shù)字電視雙向改造和三網(wǎng)融合這兩者結(jié)合起來，基于EP0N+LAN寬帶接入方式，研制出新的三網(wǎng)融合接入終端模塊。
[0005]本發(fā)明提供的三網(wǎng)融合接入模塊包括后面板、前面板、SFP光子集成ONU模塊、交換機模塊、MPU控制模塊、視頻光接入模塊和電源模塊；所述SFP光子集成ONU模塊的第一控制端與交換機模塊的第一控制端連接，并控制所述交換機模塊的運作；SFP光子集成ONU模塊的第二控制端通過I2C與MPU控制模塊的第一控制端連接，并相互傳輸數(shù)據(jù)；SFP光子集成ONU模塊的輸入輸出端通過光纖與視頻光接入模塊的第一輸入輸出端連接，并傳輸光信號；所述交換機模塊的數(shù)據(jù)輸入輸出端通過后面板的RJ45網(wǎng)絡(luò)接口與互聯(lián)網(wǎng)交換數(shù)據(jù)；所述交換機模塊的第二控制端和第三控制端通過MDIO接口與所述MPU控制模塊的第二控制端連接，接受控制并返回交換機的數(shù)據(jù)；所述交換機模塊的第四控制端與所述MPU控制模塊的第四控制端連接，用于接受所述MPU控制模塊的管理配置信號和發(fā)送狀態(tài)信息；所述交換機模塊的輸出端與所述前面板連接，將交換機的數(shù)據(jù)交換狀態(tài)用LED燈閃爍的形式在前面板上呈現(xiàn)；MPU控制模塊的輸出端將所述三網(wǎng)融合接入模塊是否正常工作的狀態(tài)通過LED亮滅的形式在前面板上呈現(xiàn)出來；所述MPU控制模塊的第三控制端與視頻光接入模塊的第二控制端相連，用于通過I2C總線發(fā)送控制信號和接受狀態(tài)信息；視頻光接入模塊的第二輸入輸出端用于與光纖連接，接收下行的PON數(shù)據(jù)并匯聚上行的用戶數(shù)據(jù)到OLT端；視頻光接入模塊的輸出端用于與視頻設(shè)備連接，所述視頻光接入模塊用于將處理后的視頻數(shù)據(jù)通過后面板的視頻輸出端輸出到視頻設(shè)備上；電源模塊的輸入端用于接收220V電壓，電源模塊的電源輸出端分別與所述SFP光子集成ONU模塊的電源端、所述交換機模塊的電源端、所述MPU控制模塊的電源端和所述視頻光接入模塊的電源端連接，電源模塊7的狀態(tài)輸出端與所述前面板連接；所述電源模塊用于將220V電壓轉(zhuǎn)換后給各個模塊上供電，并輸出電源狀態(tài)。
[0006]更進一步地，所述SFP光子集成ONU模塊包括:雙向光學(xué)次模塊、光網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)訪問控制器、并串轉(zhuǎn)換模塊、ONU主控模塊和存儲器；所述雙向光學(xué)次模塊的第一控制端作為所述SFP光子集成ONU模塊的第三控制端，所述雙向光學(xué)次模塊的第二控制端與所述并串轉(zhuǎn)換模塊的第一控制端連接，所述雙向光學(xué)次模塊的第三控制端與所述ONU主控模塊的第一控制端連接；所述雙向光學(xué)次模塊用于支持EPON單纖雙向傳輸，進行下行1490nm光接收和1310nm的光發(fā)射；所述ONU主控模塊的第二控制端連接存儲器，所述ONU主控模塊的第三控制端作為所述SFP光子集成ONU模塊的第二控制端；所述ONU主控模塊用于管理各個的模塊的運行并接收各個模塊的狀態(tài)信息；所述并串轉(zhuǎn)換模塊的第二控制端和第三控制端分別與所述光網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)訪問控制器連接，所述并串轉(zhuǎn)換模塊的第四控制端作為所述SFP光子集成ONU模塊的第一控制端。作為本發(fā)明的一個實施例，并串轉(zhuǎn)換模塊用于將發(fā)送端多路低速并行信號轉(zhuǎn)換成高速串行信號，可以充分利用傳輸媒體的信道容量。
[0007]更進一步地，交換機模塊包括:PHY功能器和數(shù)據(jù)交換器；所述PHY功能器的第一控制端和第二控制端作為交換機模塊的第一控制端和第二控制端，第三控制端與數(shù)據(jù)交換器的第一控制端連接；所述PHY功能器用于連接實際的物理介質(zhì)與MAC控制器；所述數(shù)據(jù)交換器的第二控制端、第三控制端、輸入輸出端、輸出端分別作為交換機模塊的第三控制端、第四控制端、輸入輸出端和輸出端。所述數(shù)據(jù)交換器用于實現(xiàn)物理層與數(shù)據(jù)鏈路層，發(fā)送與接收數(shù)據(jù)所需要的光信號和電信號、鏈路狀態(tài)等，提供尋址機構(gòu)、構(gòu)建數(shù)據(jù)幀、進行差錯檢測。
[0008]更進一步地，MPU控制模塊包括:MCU控制器、以太網(wǎng)控制器、隔離變壓器；所述MCU控制器的第一控制端、第二控制端、第三控制端和輸出端分別作為MPU控制模塊的第一控制端、第二控制端、第三控制端和輸出端；所述MCU控制器用于對各個模塊進行配置和管理；所述以太網(wǎng)控制器可以實現(xiàn)通過網(wǎng)絡(luò)來訪問處理器中的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器；所述隔離變壓器的第一控制端作為MPU控制模塊的第四控制端，用于保證供電的可靠性。
[0009]更進一步地，所述視頻光接入模塊包括:波分復(fù)用單元、均衡放大單元、實時監(jiān)測單元和視頻信號處理主控模塊；波分復(fù)用單元的輸入輸出端作為所述視頻光接入模塊的輸入輸出端，波分復(fù)用單元的控制端作為所述視頻光接入模塊的第一控制端，波分復(fù)用單元的輸出端與均衡放大單元和視頻信號處理主控模塊輸入端連接；所述波分復(fù)用單元用于接收1550nm的光信號，并且將1310nm和1490nm的光信號反射至SFP光子集成ONU模塊；視頻信號處理主控模塊的第一輸入端與分復(fù)用單元的輸出端連接，視頻信號處理主控模塊第二輸入端與實時監(jiān)測單元的輸出端連接，視頻信號處理主控模塊的第一控制端作為所述視頻光接入模塊的第二控制端，視頻信號處理主控模塊的第二控制端與均衡放大單元的第一控制端連接，視頻處理控制模塊的第三控制端與均衡放大單元的第二控制端連接；視頻信號處理主控模塊用于對視頻光接收模塊內(nèi)的各個部分進行管理配置，并且通過I2C與MPU控制模塊和SFP光子集成ONU進行通信；均衡放大單元的輸入端與所述分復(fù)用單元的輸出端連接，均衡放大單元的輸出端與實時監(jiān)測單元的輸入端連接；均衡放大單元用于控制模擬視頻信號的輸出功率。
[0010]更進一步地，實時監(jiān)測單元包括:溫度檢測器和RF檢測器；所述RF檢測器的輸入端作為實時監(jiān)測單元的輸入端。溫度檢測器用于采集視頻光接收模塊的溫度信息，并且向視頻處理控制模塊發(fā)送信息。RF檢測器用于采集輸出視頻信號的狀態(tài)信息。
[0011]本發(fā)明還提供了一種管控方法:利用ONU的I2C總線對廣電視頻光接收模塊進行直接控制，實現(xiàn)一套網(wǎng)管系統(tǒng)對互聯(lián)網(wǎng)和廣電網(wǎng)兩種網(wǎng)絡(luò)的接入管理，由此解決話音、數(shù)據(jù)、多媒體等多種業(yè)務(wù)相融合、和各方面資源浪費、網(wǎng)管系統(tǒng)復(fù)雜性等技術(shù)問題。
[0012]本發(fā)明提供的三網(wǎng)融合接入模塊的控制方法，包括下述內(nèi)容:
[0013]光線路終端(OLT)通過OAM(Operation Administration and Maintenance,運營管理維護)對光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)進行直接的管理工作，通過OLT的管理系統(tǒng)軟件可以管理SFP光子集成ONU的邏輯標(biāo)識認(rèn)證、恢復(fù)出廠設(shè)置、PON鏈路狀態(tài)指示、光模塊異常發(fā)光及關(guān)斷功能等。通過SFP光子集成ONU可以對視頻光接收模塊進行控制，具體步驟有:
[0014]S1:SFP光子集成ONU中的ONU處理主控模塊通過I2C訪問MCU控制模塊，并采集或者修改視頻光接收模塊的狀態(tài)；
[0015]S2 =MCU控制模塊通過I2C訪問視頻光接收模塊的視頻信號處理主控模塊，接收實時監(jiān)測單元的溫度和視頻信號功率信息，并將射頻開關(guān)的狀態(tài)信息傳回；
[0016]S3:視頻信號處理主控模塊根據(jù)接受的修改狀態(tài)的命令決定是否恢復(fù)出廠設(shè)置，并通過前置放大自動功率控制器修改輸出功率，修改告警的閾值，同時通過控制射頻開關(guān)來決定是否輸出視頻信號。
[0017]總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于加入了SFP(Small Form-factor Pluggable,小封裝可插拔)標(biāo)準(zhǔn)化的光子集成ONU(OpticalNetwork Unit，光網(wǎng)絡(luò)單元)及獨特的控制系統(tǒng)和嵌入式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，本發(fā)明實施例能夠取得節(jié)能減排、降低消耗，實現(xiàn)擴容擴距，整體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)便于管理等有益效果，本發(fā)明實施例提供的三網(wǎng)融合接入模塊結(jié)構(gòu)簡單，功能強大，可以實現(xiàn)視頻、語音、數(shù)據(jù)三種業(yè)務(wù)的綜合接入，符合三網(wǎng)融合發(fā)展的趨勢。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明設(shè)計的整體系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明終端產(chǎn)品的系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是本發(fā)明實施例提供的ONU和HFC的原理圖及ONU對HFC的控制方法示意圖。【具體實施方式】[0021]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0022]本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。涉及的是對有線電視HFC光纖同軸網(wǎng)絡(luò)的雙向改造，與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)融合，達到三網(wǎng)融合的接入方法。本發(fā)明研制出用于實現(xiàn)該方法的設(shè)備，并且創(chuàng)新發(fā)明出新的管控方法，從而實現(xiàn)用戶看電視、上網(wǎng)等多業(yè)務(wù)互不干擾，可分別同時進行的融合。
[0023]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是:將數(shù)字電視雙向改造和三網(wǎng)融合這兩者結(jié)合起來，提出基于EP0N+LAN寬帶接入方式，提出新的三網(wǎng)融合方案，并且研發(fā)出新的管控方法，即利用ONU的I2C總線對廣電視頻光接收模塊進行直接管控，實現(xiàn)一套網(wǎng)管系統(tǒng)對互聯(lián)網(wǎng)和廣電網(wǎng)兩種網(wǎng)絡(luò)的接入管理。本發(fā)明產(chǎn)品可以同時話音、數(shù)據(jù)、多媒體等多種融合性業(yè)務(wù),并支持xPON，xDSL、EoC、LAN等多種接入模式和技術(shù)，通過配合下一代互聯(lián)網(wǎng)核心設(shè)備和接入網(wǎng)關(guān)，支持將電腦、電視、電話以及各種信息家電等接入互聯(lián)網(wǎng)，推進大規(guī)模的、多種形式的、新型的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，帶動全新的以寬帶、多媒體業(yè)務(wù)為核心的下一代網(wǎng)絡(luò)運營市場，對推動下一代互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用發(fā)展，具有十分重要的意義。
[0024]本發(fā)明提供一種對視頻光接收的新型管控方法，即SFP光子集成ONU對視頻光接收模塊的管控，利用OLT(Optical Line Terminal，光線路終端)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)軟件通過直接管理ONU實現(xiàn)一套網(wǎng)管系統(tǒng)控制互聯(lián)網(wǎng)和廣播電視網(wǎng)兩個網(wǎng)絡(luò)。ONU模塊中集成了光網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)訪問控制器(P0N-MAC控制器)，該控制器用于實現(xiàn)PON-MAC層功能，ONU可以通過12C接口訪問視頻光接收模塊的存儲器，讀取寄存器內(nèi)的實時溫度、光功率、射頻功率等實時運行參數(shù)，并且通過向寄存器內(nèi)部的特定地址單元寫入控制信息來控制視頻光接入模塊的運行并進行相關(guān)的設(shè)置，如射頻輸出開關(guān)、報警閾值、射頻偏置和恢復(fù)出廠設(shè)置等。
[0025]本發(fā)明提供一種基于EP0N+LAN技術(shù)和SFP光子集成ONU的三網(wǎng)融合接入方法，分為單纖與雙纖兩種接入方案。單纖方案中，EPON與HFC共享HFC干線的光纖。網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口為一個SC (square connector)光接口，EPON (以太無源光網(wǎng)絡(luò))上下行光信號和下行CATV(有線電視)光信號在一根光纖中傳輸。下行方向，終端接收到的光信號先經(jīng)過視頻光接收模塊，該模塊只接收CATV光信號，反射下行的1490nm EPON光信號給SFP光子集成ONU ;上行方向，1310nm EPON光信號由視頻光接收模塊反射到0LT。雙纖方案中，HFC與EPON完全獨立。CATV與PON的光信號分別通過兩根光纖傳輸，終端的網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口為兩個SC光纖接口，分別用于提供傳統(tǒng)的CATV業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
[0026]本發(fā)明提出的多業(yè)務(wù)融合接入網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)，與現(xiàn)有的G-EPON保持一致，由局端光線路終端(OLT)、光分配單元(ODN)和光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)組成。為了支持三網(wǎng)融合及物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，并提供對PON鏈路故障保障功能，對現(xiàn)有G-EPON系統(tǒng)內(nèi)的0LT、ODN和ONU分別做了改進。在OLT端加入了光時域反射儀(OTDR)系統(tǒng)，聯(lián)合在ODN內(nèi)部加入額外的溫度不敏感陣列波導(dǎo)光柵(AWG)實現(xiàn)了高效的光鏈路監(jiān)測和診斷系統(tǒng)，并采用主動網(wǎng)絡(luò)性能探測技術(shù)以及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能預(yù)警。
[0027]本發(fā)明提出SFP光子集成ONU設(shè)計方案，并應(yīng)用當(dāng)前高集成度節(jié)能芯片，將ONU功耗降低到傳統(tǒng)4 口 ONU的I / 3。在標(biāo)準(zhǔn)的小型化SFP光模塊上，基于玻璃基合波/分波技術(shù)、硅基光發(fā)射、光接收的單片集成技術(shù)，通過薄膜工藝、真空蒸發(fā)工藝、濺射工藝和電鍍等工藝技術(shù)，實現(xiàn)了波分復(fù)用器件、GEPON網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理芯片和基于SOA半導(dǎo)體光放大器的光收發(fā)組件的光電混合集成，可以實現(xiàn)全部EPON光網(wǎng)絡(luò)終端功能。
[0028]本發(fā)明提出在終端加入嵌入式系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中運行嵌入式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，服務(wù)器支持四個頁面，歡迎頁面、狀態(tài)查看頁面、工作參數(shù)設(shè)置頁面和系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置頁面，頁面之間通過鏈接可以相互跳轉(zhuǎn)。歡迎頁面對高速三網(wǎng)融合接入終端進行了簡介并提供了其它幾個頁面的鏈接；狀態(tài)頁面用于顯示終端的實時狀態(tài)，如視頻光接入模塊的實時溫度、光功率、是否報警和SFP光子集成ONU模塊的狀態(tài)等；工作參數(shù)設(shè)置頁面用于設(shè)置視頻光接收模塊與SFP光子集成ONU模塊的工作參數(shù)，包括視頻光接入模塊的開啟與關(guān)閉、射頻偏置設(shè)置、SFP光子集成ONU模塊的開啟與關(guān)閉等。系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置用于設(shè)置高速三網(wǎng)融合接入終端的參數(shù)，如終端的IP地址，訪問終端服務(wù)器的密碼等。
[0029]本發(fā)明研發(fā)的基于模擬信號轉(zhuǎn)HDMI技術(shù)的有線數(shù)字電視系統(tǒng)，是一種具有ONU功能的機頂盒，它包括SFP光子集成ONU模塊、數(shù)字電子FPGA功能模塊和機頂盒芯片。其基本工作原理為，在FPGA處理芯片的控制和調(diào)度下，由本發(fā)明研制的SFP光子集成ONU所輸出的模擬視頻信號及IP數(shù)據(jù)信號在機頂盒芯片內(nèi)實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換，并以HDMI接口方式輸出至高清數(shù)字電視。此外，此發(fā)明產(chǎn)品能夠與市面上的HDMI有源光纜直接連接，極易實現(xiàn)高清視頻信號的延長傳輸。同時為了兼容廣電的CATV技術(shù)，使用戶無需數(shù)字機頂盒就可以直接通過本終端接收廣電視頻信號，終端內(nèi)集成了一個視頻光接收模塊，用于接收CATV視頻光信號，視頻光接收模塊接收光信號并轉(zhuǎn)換成射頻RF信號，可以直接接到電視的射頻接口上輸出視頻信號。
[0030]本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)在:
[0031 ] (I)利用SFP光子集成ONU模塊的I2C直接管理控制視頻光接收模塊，使用OLT的管理軟件就可以實現(xiàn)對整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的管理控制，使硬件電路簡單，資源消耗少。通過SFP光子集成ONU模塊的I2C接口，可以讀寫視頻光接收模塊內(nèi)部的寄存器，以讀取視頻光接收模塊的詳細(xì)信息、監(jiān)測工作狀態(tài)，通過這些寄存器還能對視頻光接收模塊的工作參數(shù)進行配置，而實現(xiàn)對鏈路信息狀態(tài)的實時監(jiān)控。
[0032](2)利用薄膜光子集成ONU工藝創(chuàng)新成果突破小型化，使得本專利設(shè)備使用的SFP光子集成ONU模塊體積減小為傳統(tǒng)ONU模塊的四分之一，而且通過薄膜混合集成工藝，可以提高產(chǎn)品的可靠性，增加模塊的使用壽命。
[0033](3)用SFP小型的通用接口，可以將任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)備變成G / EPON光網(wǎng)絡(luò)終端。標(biāo)準(zhǔn)化SFP根據(jù)GBIC接口進行設(shè)計，允許比GBIC更大的端口密度，因此SFP也被稱作“min1-GBIC”。SFP電接口采用金手指可熱插拔接口模式，可任意插入SFP接口的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。光接口采用標(biāo)志SC可插拔光纖接口，可即插即用。本發(fā)明產(chǎn)品采用SFP標(biāo)準(zhǔn)，意味著任何含SFP接口設(shè)備，插入本發(fā)明產(chǎn)品即可成為一款G / EPON光網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，接入PON網(wǎng)絡(luò)。
[0034](4)本發(fā)明滿足下一代PON系統(tǒng)擴容與擴距的需求。目前標(biāo)準(zhǔn)光接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)通過一對主干光纖與本地交換局OLT相連，在近用戶端通過分光器ODN分路連接用戶端設(shè)備0NU，最大OLT / ONU接入網(wǎng)接入范圍為20km，分路數(shù)16(EP0N:Ethernet-P0N)。如簡單的加大接入網(wǎng)傳輸距離，則將減少ODN分支數(shù)犧牲接入容量，并由于低靈敏度、高誤碼率占用有限的接入帶寬。直接以用戶數(shù)和帶寬，換距離，與運營商所需要的擴容擴距相違背。本發(fā)明基于SOA擴容技術(shù)，將接入網(wǎng)延伸向匯聚交換層，實現(xiàn)60km多達320路傳輸，同時實現(xiàn)PON擴容與擴距的要求。
[0035](5)本發(fā)明產(chǎn)品綠色節(jié)能，功耗不到傳統(tǒng)產(chǎn)品的I / 3。由于本發(fā)明采用了 SFP小型化通用接口標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，節(jié)省了為適應(yīng)不同應(yīng)用環(huán)境而需要開發(fā)和使用不同光網(wǎng)絡(luò)終端產(chǎn)品的費用和時間，僅需要將本發(fā)明產(chǎn)品插入各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化SFP插槽，即可將原有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備擴展為光網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備PON網(wǎng)絡(luò)上聯(lián)口，成為PON網(wǎng)節(jié)點，減少重復(fù)投資就實現(xiàn)了節(jié)能減排，降低消耗。
[0036](6)本發(fā)明產(chǎn)品支持終端的遠(yuǎn)程管理。本發(fā)明加入了嵌入式系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中運行嵌入式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，通過訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器來對終端進行遠(yuǎn)程檢測，并設(shè)置某些工作參數(shù)，使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)各個模塊的工作狀態(tài)一覽無余，便于管理與維護。
[0037](7)本發(fā)明產(chǎn)品能與市面上的HDMI有源光纜直接連接，極易實現(xiàn)高清視頻信號的延長傳輸，結(jié)構(gòu)簡單，功能強大，可以實現(xiàn)視頻、語音、數(shù)據(jù)三種業(yè)務(wù)的綜合接入，符合三網(wǎng)融合發(fā)展的趨勢。
[0038]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案更加清楚，下面結(jié)合實例及附圖對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)描述。
[0039]本發(fā)明設(shè)計的整體系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)如圖1所示，由運營商1、局端的光線路終端(0LT)2、光分配單元(ODN) 3和三網(wǎng)融合接入模塊4組成，ONU可以分配連接到用戶5。本發(fā)明實施例提供的三網(wǎng)融合接入模塊4主要用于連接在光分配單元(0DN)3與用戶5之間；力口入SFP光子集成ONU、IP / HDMI高清視頻接入等技術(shù)，構(gòu)成多業(yè)務(wù)融合接入網(wǎng)系統(tǒng)，支持三網(wǎng)融合及物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，并提供通過智能ODN光鏈路檢測和診斷對PON鏈路的故障保障功能。
[0040]本發(fā)明終端產(chǎn)品的框架結(jié)構(gòu)如圖2所示，本發(fā)明實施例提供的三網(wǎng)融合接入模塊4包括后面板41、前面板42、SFP光子集成ONU模塊43、交換機模塊44、MPU(MicroProcessor Unit，微處理器)控制模塊45、視頻光接入模塊46與電源模塊47。SFP光子集成ONU模塊43的第一控制端與交換機模塊44的第一控制端相連控制交換機的運作；第二控制端與MPU控制模塊45的第一控制端通過I2C相連相互傳輸數(shù)據(jù)；第三控制端與視頻光接入模塊46的第一控制端通過光纖相連傳輸光信號。交換機模塊44通過后面板41的RJ45網(wǎng)絡(luò)接口與互聯(lián)網(wǎng)交換數(shù)據(jù)；其第二和第三控制端通過MDIO接口與MPU控制模塊45的第二控制端相連接受控制并且返回交換機的數(shù)據(jù)；第四控制端與MPU控制模塊45的第三控制端通過I2C相連；其輸出端將交換機的數(shù)據(jù)交換狀態(tài)用LED燈閃爍的形式在前面板42上表現(xiàn)出來。MPU控制模塊45的輸出端將本模塊是否正常工作的狀態(tài)通過LED亮滅的形式在前面板42上表現(xiàn)出來；其第四控制端與視頻光接入模塊46的第二控制端相連。視頻光接入模塊46的輸入端通過光纖用于與CATV發(fā)射機相連，視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后通過后面板41的視頻輸出端將視頻信號輸出到電視上。電源模塊47的輸入端通過后面板41的電源接口輸入220V電壓，經(jīng)過電源轉(zhuǎn)換后將電壓輸出到各個模塊上，并且將電源狀態(tài)通過LED亮/滅的形式在前面板42上表現(xiàn)出來。SFP光子集成ONU模塊用于完成上行信號的電光轉(zhuǎn)換和下行信號的光電轉(zhuǎn)換。交換機模塊通過四口交換機芯片441和千兆PHY芯片442通過 RGMII (Reduced Gigabit Media Independent Interface,吉比特介質(zhì)獨立接口)雙向連接，用于分發(fā)下行的EPON數(shù)據(jù)及匯聚上行的用戶數(shù)據(jù)到局端0LT，并且在后面板提供四個網(wǎng)絡(luò)接口，在前面板提供對應(yīng)四個網(wǎng)口的指示燈信號。MPU控制模塊45中MCU(MicroControl Unit，微控制單元)控制器451、以太網(wǎng)控制器452和隔離變壓器453依次雙向相連,MCU 控制器 451 過 I2C 及 MDIO (Management Data Input / output,管理數(shù)據(jù)輸入輸出)總線與系統(tǒng)各模塊進行通信，與SFP光子集成ONU和視頻光收發(fā)模塊雙向連接，用于讀取各模塊的狀態(tài)信息并或?qū)Ω髂K進行配置。視頻模塊用于接收CATV光信號并轉(zhuǎn)換成視頻RF輸出。電源模塊通過電源轉(zhuǎn)換芯片471來產(chǎn)生各模塊所需要的電源電壓并向各個功能模塊提供足夠的驅(qū)動能力。
[0041]SFP光子集成ONU對視頻光接收模塊的管理控制如圖3所示，本段描述SFP光子集成ONU對視頻光接收模塊的管控技術(shù)。本發(fā)明研制的視頻光接入模塊46由波分復(fù)用單元461、均衡放大單元462、實時監(jiān)測單元463和MCU控制單元464組成。波分復(fù)用單元461的第一和第二控制端分別用PON數(shù)據(jù)接口和光纖接口對外部設(shè)備相連，視頻光接收模塊通過光纖接口接收1550nm波長的光視頻信號，并將1310 / 1490nm的PON上/下行波長反射至SFP光子集成ONU模塊；輸出端通過APD (Avalanche Photo Diode,雪崩光電二極管)與均衡放大單元462和MCU控制單元464的輸入端相連；第三輸出MCU控制單元464的第一控制端與SFP光子集成0NU43中的MCU控制單元的第一控制端通過I2C相連；其兩個輸出端分別與均衡放大單元462的輸入端相連；其兩個輸入端分別與實時監(jiān)測單元463的兩個輸出端相連，均衡放大單元462的輸出端與實時監(jiān)測單元463的輸入端相連。均衡放大單元462中前置放大自動功率控制器4621、射頻開/關(guān)4622、均衡控制電路4623依次單向相連，前置放大自動功率控制器4621用來控制模擬視頻信號的輸出功率在_6dBm?2dBm內(nèi)；同時，均衡控制電路4623預(yù)補償了視頻信號線的高頻衰減，保證了良好的模擬視頻信號輸出，射頻開/關(guān)4622能支持用戶對視頻信號的開關(guān)操作，并通過I2C總線與外界通信。實時監(jiān)測單元463中分為溫度監(jiān)測器4631和RF(Radi0 Frequency，射頻接口)監(jiān)測器4632，實時監(jiān)測溫度和RF的狀態(tài)，并將檢測信息發(fā)送給MCU控制單元。SFP光子集成0NU43中，雙向光學(xué)次模塊431的第一控制端通過光纖與外部設(shè)備連接，第一輸出端和第二輸出端分別通過并/串轉(zhuǎn)換模塊433與PON-MAC芯片432的第一輸入端和第一輸出端連接，第二輸入端與MCU控制單元434的輸出端相連。MCU控制單元434的第二控制端與flash存儲器435相連雙向光學(xué)次模塊431支持EPON單纖雙向傳輸，進行下行1490nm光接收和上行1310nm光發(fā)射。PON-MAC 控制器 432 的 MAC 層可以實現(xiàn) MPCP (Multipoint Control Protocol，多點控制協(xié)議)，包括ONU的自動發(fā)現(xiàn)、動態(tài)帶寬分配、監(jiān)控等，這樣可以支持PON P2MP (Pointto Multipoint，點到多點)通信。PON-MAC控制器通過并/串轉(zhuǎn)換模塊433與串行的雙向光學(xué)次模塊431連接。視頻光接入模塊通過I2C總線與SFP光子集成ONU通信，I2C通過MCU控制單元434訪問其內(nèi)部的flash存儲器435，它們在I2C總線上的設(shè)備地址分別為AOH與A2H，其中AOH存儲單元中的內(nèi)容為相關(guān)的產(chǎn)品信息和廠商信息，A2H中的內(nèi)容為實時溫度、光功率、射頻功率等信息，通過讀取A2H存儲單元中相應(yīng)的寄存器可以獲取視頻光接入模塊的實時運行參數(shù)。還可以通過向A2H的特定地址單元寫控制信息來控制視頻光接入模塊的運行并進行相應(yīng)的設(shè)置，如射頻輸出開關(guān)、報警閾值、射頻偏置和恢復(fù)出廠設(shè)置等。SFP光子集成ONU模塊支持即插即用，無需外部供電就可以為任何帶SFP接口的設(shè)備提供1.25Gbps上下行對稱的EPON接入。
[0042]在本發(fā)明產(chǎn)品的面板上的接口設(shè)計中，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口為光纖接口，為了支持不同的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，設(shè)計了單纖與雙纖兩種方案。單纖方案中的網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口為一個SC (SquareConnector)光接口，雙纖方案中的網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口為兩個SC光纖接口。
[0043]系統(tǒng)的用戶側(cè)接口為4個以太網(wǎng)接口和一個射頻RF接口。為了能支持IPTV、VoIP、互聯(lián)網(wǎng)等多種業(yè)務(wù)，終端支持4個FE (Fast Ethernet,快速以太網(wǎng))接口，每個以太網(wǎng)接口為10 / 100BASE-T接口，系統(tǒng)最大吞吐量可以達到400Mbps，完全可以滿足現(xiàn)階段家庭用戶的需求。
[0044]本發(fā)明產(chǎn)品在前面板設(shè)計了多個指示燈，分別用于指示供電與ONU是否正常工作及各個網(wǎng)口的工作狀態(tài)。電源指示燈在接通電源后持續(xù)點亮；0UN指示燈在ONU正常工作后持續(xù)點亮；網(wǎng)口指示燈在對應(yīng)的RJ45網(wǎng)口有數(shù)據(jù)傳輸時持續(xù)閃爍。
[0045]為了支持對終端的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理，在終端中加入嵌入式系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中運行嵌入式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，通過訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器來對終端狀態(tài)進行遠(yuǎn)程監(jiān)測并設(shè)置其工作參數(shù)，滿足遠(yuǎn)程管理的需求。根據(jù)產(chǎn)品終端的網(wǎng)絡(luò)側(cè)與用戶側(cè)接口要求，為同時支持三網(wǎng)融合及CATV電視業(yè)務(wù)，用戶側(cè)設(shè)計多個10 / IOOMbps自動適應(yīng)的快速以太網(wǎng)接口和RF射頻接口，網(wǎng)絡(luò)側(cè)與用戶側(cè)接口間通過數(shù)據(jù)交換芯片交換數(shù)據(jù)。
[0046]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種三網(wǎng)融合接入模塊，其特征在于，包括后面板(41)、前面板(42)、SFP光子集成ONU模塊(43)、交換機模塊(44)、MPU控制模塊(45)、視頻光接入模塊(46)和電源模塊(47)； 所述SFP光子集成ONU模塊(43)的第一控制端與交換機模塊(44)的第一控制端連接，并控制所述交換機模塊(44)的運作；SFP光子集成ONU模塊(43)的第二控制端通過I2C與MPU控制模塊(45)的第一控制端連接，并相互傳輸數(shù)據(jù)；SFP光子集成ONU模塊(43)的輸入輸出端通過光纖與視頻光接入模塊(46)的第一輸入輸出端連接，并傳輸光信號； 所述交換機模塊(44)的數(shù)據(jù)輸入輸出端通過后面板(41)的RJ45網(wǎng)絡(luò)接口與互聯(lián)網(wǎng)交換數(shù)據(jù)；所述交換機模塊(44)的第二控制端和第三控制端通過MDIO接口與所述MPU控制模塊(45)的第二控制端連接，接受控制并返回交換機的數(shù)據(jù)；所述交換機模塊(44)的第四控制端與所述MPU控制模塊(45)的第四控制端連接，用于接受所述MPU控制模塊(45)的管理配置信號和發(fā)送狀態(tài)信息；所述交換機模塊(44)的輸出端與所述前面板(42)連接，將交換機的數(shù)據(jù)交換狀態(tài)用LED燈閃爍的形式在前面板(42)上呈現(xiàn)； MI3U控制模塊(45)的輸出端將所述三網(wǎng)融合接入模塊是否正常工作的狀態(tài)通過LED亮滅的形式在前面板(42)上呈現(xiàn)出來；所述MPU控制模塊(45)的第三控制端與視頻光接入模塊(46)的第二控制端相連，用于通過I2C總線發(fā)送控制信號和接受狀態(tài)信息； 視頻光接入模塊(46)的第二輸入輸出端用于與光纖連接，接收下行的PON數(shù)據(jù)并匯聚上行的用戶數(shù)據(jù)到OLT端；視頻光接入模塊(46)的輸出端用于與視頻設(shè)備連接，所述視頻光接入模塊(46)用于將處理后的視頻數(shù)據(jù)通過后面板(41)的視頻輸出端輸出到視頻設(shè)備上； 電源模塊(47)的輸入端用于接收220V電壓，電源模塊(47)的電源輸出端分別與所述SFP光子集成ONU模塊(43)的電源端、所述交換機模塊(44)的電源端、所述MPU控制模塊(45)的電源端和所述視頻光接入模塊(46)的電源端連接，電源模塊(47)的狀態(tài)輸出端與所述前面板(42)連接；所述電源模塊(47)用于將220V電壓轉(zhuǎn)換后給各個模塊上供電，并輸出電源狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的三網(wǎng)融合接入模塊，其特征在于，所述SFP光子集成ONU模塊(43)包括:雙向光學(xué)次模塊(431)、光網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)訪問控制器(432)、并串轉(zhuǎn)換模塊(433)、0NU主控模塊(434)和存儲器(435)； 所述雙向光學(xué)次模塊(431)的第一控制端作為所述SFP光子集成ONU模塊(43)的第三控制端，所述雙向光學(xué)次模塊(431)的第二控制端與所述并串轉(zhuǎn)換模塊(433)的第一控制端連接，所述雙向光學(xué)次模塊(431)的第三控制端與所述ONU主控模塊(434)的第一控制端連接；所述雙向光學(xué)次模塊(431)用于支持EPON單纖雙向傳輸，進行下行波長為1490nm光接收和波長為1310nm的光發(fā)射； 所述ONU主控模塊(434)的第二控制端連接存儲器(435)，所述ONU主控模塊(434)的第三控制端作為所述SFP光子集成ONU模塊(43)的第二控制端；所述ONU主控模塊(434)用于管理各個的模塊的運行并接收各個模塊的狀態(tài)信息； 所述并串轉(zhuǎn)換模塊(433)的第二控制端和第三控 制端分別與所述光網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)訪問控制器(432)連接，所述并串轉(zhuǎn)換模塊(433)的第四控制端作為所述SFP光子集成ONU模塊(43)的第一控制端。作為本發(fā)明的一個實施例，并串轉(zhuǎn)換模塊(433)用于將發(fā)送端多路低速并行信號轉(zhuǎn)換成高速串行信號，可以充分利用傳輸媒體的信道容量。
3.如權(quán)利要求1所述的三網(wǎng)融合接入模塊，其特征在于，所述視頻光接入模塊(46)包括:波分復(fù)用單元(461)、均衡放大單元(462)、實時監(jiān)測單元(463)和視頻信號處理主控模塊(464)； 所述波分復(fù)用單元(461)的輸入輸出端作為所述視頻光接入模塊(46)的輸入輸出端，波分復(fù)用單元(461)的控制端作為所述視頻光接入模塊(46)的第一控制端，波分復(fù)用單元(461)的輸出端與均衡放大單元(462)和視頻信號處理主控模塊(464)輸入端連接；所述波分復(fù)用單元(461)用于接收波長為1550nm的光信號，并且將波長為1310nm和波長為1490nm的光信號反射至SFP光子集成ONU模塊； 所述視頻信號處理主控模塊(464)的第一輸入端與分復(fù)用單元(461)的輸出端連接，視頻信號處理主控模塊(464)第二輸入端與實時監(jiān)測單元(463)的輸出端連接，視頻信號處理主控模塊(464)的第一控制端作為所述視頻光接入模塊(46)的第二控制端，視頻信號處理主控模塊(464)的第二控制端與均衡放大單元(462)的第一控制端連接，視頻處理控制模塊(464)的第三控制端與均衡放大單元(462)的第二控制端連接；視頻信號處理主控模塊(464)用于對視頻光接收模塊內(nèi)的各個部分進行管理配置，并且通過I2C與MPU控制模塊(45)和SFP光子集成ONU (43)進行通信； 所述均衡放大單元(462)的輸入端與所述分復(fù)用單元(461)的輸出端連接，均衡放大單元(462)的輸出端與實時監(jiān)測單元(463)的輸入端連接；均衡放大單元(462)用于控制模擬視頻信號的輸出功率。
4.一種如權(quán)利要求1-3任一項所述的三網(wǎng)融合接入模塊的控制方法，其特征在于，包括下述步驟: 51=SFP光子集成ONU中的ONU處理主控模塊通過I2C訪問MCU控制模塊，并采集或者修改視頻光接收模塊的狀態(tài)； 52:MCU控制模塊通過I2C訪問視頻光接收模塊的視頻信號處理主控模塊，接收實時監(jiān)測單元的溫度和視頻信號功率信息，并將射頻開關(guān)的狀態(tài)信息傳回； 53:視頻信號處理主控模塊根據(jù)接受的修改狀態(tài)的命令決定是否恢復(fù)出廠設(shè)置，并通過前置放大自動功率控制器修改輸出功率，修改告警的閾值，同時通過控制射頻開關(guān)來決定是否輸出視頻信號。
【文檔編號】H04L12/28GK103763161SQ201310496994
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】鄧?yán)? 李蕊, 劉德明 申請人:華中科技大學(xué)