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    分布式電纜調制解調器終端系統(tǒng)技術方案

    技術編號:8134188 閱讀:240 留言:0更新日期:2012-12-27 13:22
    用于通過多個單獨的電纜而服務于多個鄰域的HFC?CATV網(wǎng)絡的分布式CMTS裝置,其中在位于電纜設施處的多個QAM調制器與理想上位于多個光纖節(jié)點處的多個遠程QAM調制器之間劃分為這些單獨的電纜提供數(shù)據(jù)的這些QAM調制器??梢允褂靡粋€第一光纖將一組基礎CATV?QAM數(shù)據(jù)波形傳輸?shù)竭@些節(jié)點,并且可以使用一個替代光纖或替代光纖頻率并且任選地使用例如以太網(wǎng)協(xié)議等其他協(xié)議將第二組IP/按需數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭@些節(jié)點。這些節(jié)點將提取每一鄰域專有的數(shù)據(jù),并且將此數(shù)據(jù)注入到多個未使用的QAM信道中,因此通過更精細的粒度實現(xiàn)改善的數(shù)據(jù)傳輸速率。還披露了一種用于此系統(tǒng)的計算機化“虛擬支架”控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有較高的向后兼容性,并且可以被配置成模仿一個常規(guī)的電纜設施CMTS。

    【技術實現(xiàn)步驟摘要】
    【國外來華專利技術】分布式電纜調制解調器終端系統(tǒng)
    技術介紹
    最初在20世紀40年代末作為ー種通過同軸電纜將電視信號傳輸?shù)轿挥诓涣冀邮諈^(qū)域中的房屋的方式引入的電纜電視(CATV)多年來已經(jīng)得到修改和擴展,從而使得電纜媒體能夠輸送不斷增多的不同類型的數(shù)字數(shù)據(jù),包括數(shù)字電視和寬帶因特網(wǎng)數(shù)據(jù)兩者。最重要的改進之一發(fā)生在20世紀90年代,當時通過電纜實驗室(Cablelabs,ー個非盈利性R&D協(xié)會)工作的大量主要電子器件和電纜運營商公司引入了電纜數(shù)據(jù)服務接ロ規(guī)范(DOCSIS)。首先作為DOCSIS版本I. O在20世紀90年代末引入,并且之后升級了許多次(當前為DOCSIS版本3. O),DOCSIS標準定義了通過同軸電纜發(fā)送相對大量的數(shù)字數(shù)據(jù)所需要的物理層(PHY)和媒體接入控制(MAC)層,這些同軸電纜最初被設計成管理模擬標清電視信道。最初,模擬電視(在美國)在范圍從約54MHz (最初用于VHF信道2)直到約 885MHz (用于現(xiàn)在不再使用的UHF信道83)的頻率下將電視信道作為一系列大致6MHz帶寬的射頻波形來傳輸。此電視信號被作為組合振幅調制信號(用于黑色和白色部分)、正交振幅調制信號(用于彩色部分)以及頻率調制信號(用于音頻部分)來傳輸,并且此組合信號將被叫做頻分多路復用(FDM)信號。隨著在20世紀80年代末和20世紀90年代初的數(shù)字電視和高清電視標準化的發(fā)展,模擬電視的基本6MHz帶寬頻譜得以保留,但是調制方案被改變?yōu)楦鼜碗s并且更高數(shù)據(jù)速率的正交振幅調制(QAM)方案,該QAM方案能夠將數(shù)字信息編碼到非常復雜的QAM模擬信號(波形)上。DOCSIS標準建立于此模擬和數(shù)字TV基礎之上,并且用以提供寬帶因特網(wǎng)服務(因特網(wǎng)協(xié)議,或IP)、IP語音、按需定制視頻以及其他現(xiàn)代服務的專用額外標準是基于先前針對數(shù)字和高清電視建立的QAM數(shù)據(jù)傳輸波形(一般也是6MHz寬)。因此,通過一系列步驟,最初從20世紀50年代和20世紀60年代開始在巨大費用下通向數(shù)百萬家庭的簡單同軸電纜已經(jīng)逐漸升級以便適應不斷増加的對數(shù)字數(shù)據(jù)的需求。在每個房屋(或公寓、辦公室、商店、飯店或其他位置)處,家庭通過電纜調制解調器連接到CATV電纜,使用電纜調制解調器來提取下游DOCSIS數(shù)字數(shù)據(jù)(經(jīng)常用于高速因特網(wǎng)),并且注入上游DOCSIS數(shù)字數(shù)據(jù)(同樣經(jīng)常用于高速因特網(wǎng)應用)。遺憾的是,即使在同軸電纜中,也存在可用于傳輸數(shù)據(jù)的有限量的帶寬。同軸電纜及其相關聯(lián)的射頻接ロ設備已經(jīng)典型地僅使用約1000MHz以下的頻率范圍,并且因此對于20世紀50年代的同軸電纜可以最終傳輸多少數(shù)據(jù)是存在極限的。相比而言,使用高得多的光頻率(其中波長典型地在800納米到2000納米的范圍中)的光纖(纖維光學、纖維)技術能夠傳輸高得多的量的數(shù)據(jù)。光纖數(shù)據(jù)速率典型地是以每秒數(shù)十或甚至數(shù)百千兆位計。實際上,從OMHz到1000MHz的整個RF CATV電纜頻譜能夠被轉換為光波長(例如,1310nm或1550nm),經(jīng)由光纖承載,并且隨后在光纖的另一端處被轉換回為完整的RF CATV電纜頻譜,而不會接近耗盡光纖承載額外數(shù)據(jù)的能力。這個轉換過程可以通過相對簡單的光/數(shù)或數(shù)/光轉換器來實現(xiàn),其中CATVRF波長通過簡單的(“低能的”)E/Ο或Ο/E轉換器而被簡單地來回轉換為光信號,這些E/Ο或0/E轉換器位于將光纖連接到CATV電纜的節(jié)點(光纖節(jié)點)中。光纖的較高數(shù)據(jù)承載容量允許還承載額外數(shù)據(jù),并且在一些方案中,在ー個光波長(例如,1310nm)下承載CATV波形的本質上模擬(以模擬方式編碼的數(shù)字)頻譜,并且在一個替代光波長(例如,1550nm)下承載通過完全不同的協(xié)議編碼的數(shù)字數(shù)據(jù)。此雙重方案通常被稱作波分多路復用。 光纖技術已經(jīng)廣泛用于高容量計算機網(wǎng)絡,并且這些網(wǎng)絡通常不使用DOCSIS協(xié)議或QAM協(xié)議來傳輸數(shù)據(jù)。而是,這些高容量計算機網(wǎng)絡通常使用完全不同類型的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,例如以太網(wǎng)協(xié)議IEEE 802. 3ah、1000BASE-LX10、1000Base-BX10以及其他協(xié)議。這些網(wǎng)絡和協(xié)議通常被稱作GigE網(wǎng)絡,GigE網(wǎng)絡是用于基于光纖的計算機網(wǎng)絡的千兆字節(jié)速度和以太網(wǎng)協(xié)議的縮寫。因此,如果ー個用戶想要將來自在CATV電纜上輸送的RF QAM波形的計算機數(shù)據(jù)傳送到高速GigE光纖網(wǎng)絡,那么這些數(shù)據(jù)必須在DOCSIS電纜QAM波形與用于光纖GigE網(wǎng)絡中的替代協(xié)議(通常為以太網(wǎng)協(xié)議)之間來回轉變。雖然理想上,滿足不斷増加的對數(shù)字數(shù)據(jù)(例如,按需視頻、高速因特網(wǎng)、IP語音等)的家庭需求的最佳方式將是通過將光纖伸展到每個家庭,但這將是驚人昂貴的解決方案。相比而言,已經(jīng)為數(shù)千萬戶家庭實施了基于電纜的CATV解決方案,并且此費用已經(jīng)從20世紀50年代開始在數(shù)十年的使用中被承受和分攤。因此,遠具經(jīng)濟吸引カ的是,找到使得現(xiàn)有的(在帶寬受限的情況下)CATV電纜系統(tǒng)能夠得到進ー步擴展來滿足不斷增長的對額外數(shù)據(jù)的需求的方案。電纜系統(tǒng)組件在典型的CATV電纜網(wǎng)絡(電纜)的設施或“頭”端處,部分地通過電纜調制解調器終端系統(tǒng)(CMTS)裝置來管理組合許多不同類型的數(shù)據(jù)(模擬電視信道、數(shù)字電視信道、按需信道、IP語音、DOCSIS信道等)并且將此數(shù)據(jù)發(fā)送到分散在城鎮(zhèn)、城市、縣市以及甚至州的各個區(qū)中的許多不同鄰域中的用戶(家庭)的具挑戰(zhàn)性任務。這些CMTS裝置的一端連接到各種數(shù)據(jù)源(電視臺、視頻服務器、因特網(wǎng)等),并且另一端連接到許多不同的CATV電纜。典型地,CMTS裝置的一端將具有到各種數(shù)據(jù)源和適當?shù)臄?shù)據(jù)交換機(例如,層級2/3交換機)的連接,并且另一端具有到多個不同線卡(通常被物理封裝成看起來像刀片服務器,并且被放入固持多個線卡的主CTMS箱中)的連接。每個線卡將典型地連接到電纜或光纖,這些電纜或光纖朝著不同組的多個鄰域行進遠離電纜頭,其中典型地,每ー組多個鄰域將處于大致鄰接的地理區(qū)中。隨后典型地通過各種分路器和節(jié)點將線卡電纜或光纖進ー步細分,并且最終,信號流動到單獨的鄰域,每ー鄰域由其自身的CATV電纜服務。在每ー鄰域層級處,一個單獨的CATV電纜將服務于約25戶到數(shù)百戶家庭(房屋、公寓)。這些通過電纜調制解調器而連接到該單獨的電纜。這里,將把每一電纜調制解調器視為ー個家庭或“房屋”,而不管該電纜調制解調器是服務于ー個房屋、公寓、辦公室、工作地點還是其他應用。CMTS線卡將典型地至少包含傳輸并且接收適當?shù)腃ATV信號所需要的MAC和PHY裝置。典型地,線卡PHY裝置將包含多個QAM調制器,該多個QAM調制器可以調制層級2/3交換機已經(jīng)發(fā)送到那個特定線卡的數(shù)字信號,并且在電纜或光纖上將這些信號作為多個QAM信道發(fā)送出去。這些線卡還將典型地包含MAC和PHY裝置以接收從此項技術中的各種電纜和電纜調制解調器發(fā)送回到電纜頭的上游數(shù)據(jù)。直接將每ー単獨的鄰域CATV電纜連接到電纜設施是不實際的。而是,以更復雜的方案來安排電纜網(wǎng)絡,其中去往和來自許多不同單獨鄰域的信號通過網(wǎng)絡進行組合,之后到達電纜設施或電纜頭。因此,每ー CMTS線卡將典型地將信號發(fā)送到多個鄰域并且從多個鄰域接收信號。作為通過電纜發(fā)送并且接收數(shù)據(jù)的替代,各種CMTS線卡可以替代地通過光纖來與其不同組的鄰域進行通信。然而本文檔來自技高網(wǎng)...

    【技術保護點】

    【技術特征摘要】
    【國外來華專利技術】1.一種用于混合光纖電纜(HFC)網(wǎng)絡的遠程CMTS光纖節(jié)點(CMRTS)系統(tǒng),包括 一個第一光/RF (射頻)轉換裝置,該第一光/RF (射頻)轉換裝置將第一組經(jīng)過RF調制的光纖信號直接轉換為第一組CATV RF信號; 至少一個QAM調制器裝置,該至少一個QAM調制器裝置能夠將經(jīng)過數(shù)字編碼的第二光纖信號的選定部分編碼為第二組RF QAM波形; 至少一個軟件可控交換機,該至少一個軟件可控交換機可以被遠程引導選擇至少一些所述第二光纖信號(多個選定的第二光信號),并且引導所述至少一個QAM調制器裝置將所述選定的第二光信號編碼為一組選定頻率下的所述第二組RF QAM波形(多個遠程產(chǎn)生的QAM信號); 至少一個遠程軟件可控RF包處理器,該至少一個遠程軟件可控RF包處理器能夠檢測由至少一個電纜調制解調器產(chǎn)生的CATV RF上游信號所承載的上游數(shù)據(jù),并且將所述上游數(shù)據(jù)數(shù)字地重新打包,并且作為一個第三上游數(shù)字光纖信號重新傳輸所述上游數(shù)據(jù); 其中所述至少一個軟件可控交換機和/或所述軟件可控RF包處理器能夠被軟件遠程地配置成實施額外的非DOCSIS功能性、DOCSIS功能性的一個全集或者標準DOCSIS上游和下游功能的一個子集; 其中所述至少一個軟件可控交換機的機能以及所述至少一個遠程軟件可控RF包處理器的機能受到一個遠程虛擬支架管理器系統(tǒng)控制。2.如權利要求I所述的系統(tǒng),另外包括一個RF(射頻)/光轉換裝置,該RF (射頻)/光轉換裝置將第一組上游CATV RF信號直接轉換為經(jīng)過RF調制的光纖信號,并且在上游將所述經(jīng)過RF調制的光纖信號發(fā)送到所述裝置。3.如權利要求I所述的系統(tǒng),其中該第一組CATVRF信號和該第二組RFQAM波形由一個雙工RF信號組合器裝置進行組合。4.如權利要求I所述的系統(tǒng),其中這些DOCSIS上游功能是DOCSIS時分多址(TDMA)和DOCSIS同步碼分多址(SCDMA)上游信道; 所述SCDMA上游信道由所述軟件可控RF包處理器管理;并且 所述DOCSIS TDMA上游信道不由所述軟件可控RF包處理器管理,而是替代地由將第一組上游CATV RF信號直接轉換為經(jīng)過RF調制的光纖信號的一個RF (射頻)/光轉換裝置管理。5.如權利要求I所述的系統(tǒng),其中所述非DOCSIS功能性包括用以傳輸下游數(shù)字視頻的功能性和/或用以管理來自多個機頂盒的多個非DOCSIS兼容的上游信號的能力。6.如權利要求I所述的系統(tǒng),其中該虛擬支架管理器系統(tǒng)包括一個裝置配置數(shù)據(jù)庫,該裝置配置數(shù)據(jù)庫具有至少多個CMRTS標識符字段、多個電纜調制解調器識別數(shù)據(jù)字段、與所述電纜調制解調器識別字段相關聯(lián)的多個用戶的特權(用戶特權字段)、多個可用的DOCSIS信道、多個可用的IP地址、用以配置所述至少一個軟件可控交換機的多個指令以及用以配置所述遠程軟件可控RF包處理器的多個指令; 至少一個處理器;以及 硬件和軟件,該硬件和軟件能夠將多個數(shù)據(jù)包發(fā)送到多個遠程CMRTS單元并且從其接收多個數(shù)據(jù)包。7.如權利要求6所述的系統(tǒng),其中所述虛擬支架管理器系統(tǒng)將多個數(shù)據(jù)包發(fā)送到所述遠程軟件可控RF包處理器以檢測由至少一個新初始化的電纜調制解調器傳輸?shù)纳嫌坞娎|調制解調器識別數(shù)據(jù),并且將所述調制解調器識別數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲞h程虛擬支架管理器系統(tǒng)。8.如權利要求7所述的系統(tǒng),其中所述虛擬支架管理器系統(tǒng)在所述裝置配置數(shù)據(jù)庫中查找所述電纜調制解調器識別數(shù)據(jù),并且確定與所述電纜調制解調器識別數(shù)據(jù)相關聯(lián)的該用戶的這些特權,并且依據(jù)該用戶特權字段、可用的DOCSIS信道以及可用的IP地址的值,將多個數(shù)據(jù)包發(fā)送到與所述電纜調制解調器識別數(shù)據(jù)相關聯(lián)的該CMRATS單元,從而配置所述軟件可控交換機以及所述可用的IP地址,以便在一個第一可用的DOCSIS信道上將下游數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲭娎|調制解調器,并且配置所述軟件可控RF包處理器以在一個第二可用的DOCSIS上游信道以及IP地址上從所述電纜調制解調器接收上游數(shù)據(jù),并且將所述上游數(shù)據(jù)作為一個第三上游數(shù)字光纖信號而重新傳輸。9.如權利要求8所述的系統(tǒng),其中所述虛擬支架管理器系統(tǒng)通過代理動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)服務來管理用于所述電纜調制解調器的這些IP地址。10.如權利要求8所述的系統(tǒng),其中由該虛擬支架管理器系統(tǒng)發(fā)送到該CMRTS單元以配置所述軟件可控交換機和所述軟件可控RF包處理器的這些數(shù)據(jù)包是通過基于套接字的進程間通信(IPC)協(xié)議來傳輸?shù)摹?1.如權利要求I所述的系統(tǒng),其中所述虛擬支架管理器系統(tǒng)又由一個操作支持系統(tǒng)(OSS)網(wǎng)絡配置管理處理器和OSS軟件系統(tǒng)管理; 其中所述OSS軟件將與該HFC網(wǎng)絡的狀態(tài)有關的數(shù)據(jù)存儲于一個網(wǎng)絡配置數(shù)據(jù)庫中,并且其中所述OSS網(wǎng)絡...

    【專利技術屬性】
    技術研發(fā)人員:塞利姆·什洛莫·拉基布
    申請(專利權)人:塞利姆·什洛莫·拉基布
    類型:
    國別省市:

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