田 明 ，許如鋼 ，顧士平 ，3，吳軍基

（1.南京理工大學(xué) 動(dòng)力學(xué)院，江蘇 南京 210014；2.江蘇廣電電視信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司，江蘇 南京 210008；3.杭州初靈信息技術(shù)股份有限公司，浙江 杭州 310052）

1 引言

自組織多頻EoC技術(shù)是系統(tǒng)根據(jù)信道的使用情況和信道的干擾情況，自動(dòng)選擇1個(gè)或幾個(gè)空閑的信道，調(diào)制、解調(diào)寬帶數(shù)據(jù)，從而實(shí)行EoC高速寬帶數(shù)據(jù)傳輸。筆者將介紹杭州初靈信息技術(shù)股份有限公司新一代Cab.Link系列產(chǎn)品是如何利用自組織多頻EoC技術(shù)實(shí)現(xiàn)寬帶上網(wǎng)、雙向數(shù)字電視點(diǎn)播、語(yǔ)音通信等功能[1-9]，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)下一代廣播電視網(wǎng)絡(luò)（NGB）的。

2 實(shí)現(xiàn)方案

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖1所示為下一代互聯(lián)網(wǎng)超寬帶同軸電纜實(shí)現(xiàn)裝置的組網(wǎng)圖。由圖可知，下一代互聯(lián)網(wǎng)超寬帶同軸電纜實(shí)現(xiàn)裝置由1個(gè)或多個(gè)主設(shè)備、多個(gè)從設(shè)備構(gòu)成。

主設(shè)備與從設(shè)備之間采用同軸電纜相連接，主設(shè)備與從設(shè)備的組網(wǎng)可以是樹形網(wǎng)絡(luò)，也可以是星形網(wǎng)絡(luò)。主設(shè)備與從設(shè)備之間通信采用多個(gè)相連或不相連的頻道，每個(gè)頻段采用一定的模擬帶寬，如8 MHz或8 MHz整數(shù)倍的模擬帶寬。主設(shè)備與從設(shè)備之間上下行通信頻段采用跳頻算法。主設(shè)備與多個(gè)從設(shè)備之間上下行通信在1個(gè)頻段內(nèi)采用動(dòng)態(tài)時(shí)分復(fù)用或CSMA/CA方式進(jìn)行通信。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

2.2 主設(shè)備結(jié)構(gòu)

圖2所示為主設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖。網(wǎng)絡(luò)口與主處理器連接采用高速網(wǎng)絡(luò)口，實(shí)現(xiàn)主處理器與核心網(wǎng)的高速數(shù)據(jù)通信及網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)的通信。主處理器與處理器1、處理器2及處理器n采用USB接口，差分線對(duì)LVDS，SPI總線，并口線連接，實(shí)現(xiàn)主處理器與處理器之間的數(shù)據(jù)通信。處理器與高頻調(diào)諧器之間采用USB接口，差分線對(duì)LVDS，SPI總線，并口線連接。

圖2 主設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖

2.3 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)

圖3為數(shù)模轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)框圖。接收處理器使用一定的載波頻率將零中頻基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為載頻電路，或?qū)⑤d頻轉(zhuǎn)換為零中頻基帶信號(hào)。這兩種載波頻率可以相同，也可以不同，可通過(guò)程序控制。主設(shè)備根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)置來(lái)配置不同的載波頻率，1個(gè)主設(shè)備可以有多個(gè)不同的載波頻率。

圖3 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)框圖

2.4 主從設(shè)備通信

主設(shè)備又叫局端設(shè)備，可以帶多個(gè)從設(shè)備，有1個(gè)以太網(wǎng)口與上聯(lián)網(wǎng)絡(luò)相連，下行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)發(fā)送給從設(shè)備進(jìn)行通信，主端接收從端的上行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)信號(hào)傳送給核心網(wǎng)。

從設(shè)備又叫用戶設(shè)備，多個(gè)從端設(shè)備與主端設(shè)備相連接，接收主端設(shè)備的數(shù)據(jù)，并將接收的從端以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通過(guò)同軸電纜傳輸?shù)街髟O(shè)備。從設(shè)備通過(guò)以太網(wǎng)連接家用以太網(wǎng)終端，如IPTV電視、數(shù)字電視機(jī)頂盒、計(jì)算機(jī)、VoIP電話等。

主設(shè)備的模擬前端有多個(gè)模擬發(fā)送（將零中頻基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為載頻）及模擬接收（將載頻轉(zhuǎn)換為零中頻基帶信號(hào)）電路，本案例以8 MHz為單位進(jìn)行劃分，例如將 383～391 MHz，399～407 MHz，431～439 MHz作為1個(gè)模擬發(fā)送頻率；將494～502 MHz，518 ～526 MHz，574 ～582 MHz作為模擬接收頻率。

在主設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)到從設(shè)備時(shí)，可使用分離或連續(xù)的幾個(gè)頻率；從設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)給主設(shè)備時(shí)，也同樣可以使用分離或連續(xù)的幾個(gè)頻率。

主設(shè)備頻率下行數(shù)據(jù)及從設(shè)備調(diào)頻接收過(guò)程時(shí)，用于下行通道傳輸頻率分配信號(hào)和數(shù)據(jù)通信的是下行主頻率，只用于從端接收終端寬帶下行數(shù)據(jù)的是下行副頻率，而數(shù)據(jù)命令則是在下行主頻率中的1個(gè)用于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀。例如，在下行主頻率中，下行數(shù)據(jù)的幀格式為“FAFAFAFA＋終端號(hào)＋頻道號(hào)”，終端號(hào)是從端上線時(shí)由主端設(shè)備自動(dòng)分配，其ID號(hào)為從端的MAC地址。

從端設(shè)備接收有2個(gè)頻率：下行主頻率和下行副頻率。當(dāng)從端用戶寬帶數(shù)據(jù)在下行主頻率就能滿足要求時(shí)，不再分配下行副頻率；當(dāng)下行主頻率的帶寬不能滿足從端的帶寬傳輸時(shí)，主端自動(dòng)啟動(dòng)下行副頻率，并通過(guò)下行主頻率的下行數(shù)據(jù)，從端接收主端的數(shù)據(jù)進(jìn)行正常通信。

從設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)給主設(shè)備的頻率有2種：上行主頻率，即從端設(shè)備的數(shù)據(jù)通過(guò)主頻率將數(shù)據(jù)傳送給主設(shè)備；上行副頻率，即從端設(shè)備的數(shù)據(jù)通過(guò)副頻率將數(shù)據(jù)傳送給主設(shè)備。具體步驟為：1）登錄下行主頻率；2）接收下行主頻率的命令數(shù)據(jù)，將從端發(fā)送的數(shù)據(jù)按1個(gè)副頻率傳送到主端；3）從設(shè)備跳到更適合的副頻率，進(jìn)行通信。

為了避免從端設(shè)備與主端設(shè)備連接時(shí)產(chǎn)生不必要的振蕩，其頻率由主設(shè)備分配，并且在一定時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定，避免產(chǎn)生頻率振蕩。

3 小結(jié)

本項(xiàng)目的實(shí)施將使廣播電視的同軸電纜通信速率大幅提高，從而在有線電視同軸電纜上實(shí)現(xiàn)每個(gè)EoC用戶獨(dú)享100 Mbit/s速率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)NGB。

[1]顧士平，許如鋼，顧海燕.可控、可管、可信、可回溯的下一代互聯(lián)網(wǎng)：中國(guó)，200910101572.8[P].2009-8-17.

[2]顧士平，吳軍基，馮劍弘.EoC編解碼分層實(shí)現(xiàn)方法[J].中國(guó)有線電視，2009（4）：381-383.

[3]陸良賢，顧士平，吳軍基.TDMA動(dòng)態(tài)時(shí)隙分配在EoC上的應(yīng)用[J].中國(guó)有線電視，2009（1）：60-62.

[4]馮劍弘，顧士平，占億民，等.基于SoC的低成本低功耗同軸電纜三網(wǎng)融合系統(tǒng)[J].電視技術(shù)，2009（4）：66-67.

[5]顧士平，華曉勤，王惠斌.動(dòng)態(tài)可重構(gòu)指令計(jì)算機(jī)[J].計(jì)算機(jī)時(shí)代，2008（3）：60-62.

[6]顧士平，吳軍基，吳殿峰.基于SOC/IP智能電力系統(tǒng) [J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2002（4）：48-49.

[7]顧士平，吳軍基，王惠斌.下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)[C]//Proc.2002年全國(guó)開放式分布并行計(jì)算機(jī)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2002:1-6.

[8]顧士平，華曉勤.CATV、電力線綜合接入混合寬帶網(wǎng)絡(luò)：中國(guó)，200710069647.x[P].2007-6-27.

[9]顧士平，華曉勤.動(dòng)態(tài)時(shí)隙分配TDMA實(shí)現(xiàn)裝置：中國(guó)，200810061994.2[P].2008-6-10.