用自组织多频EoC实现下一代广电网络*

田 明 ，许如钢 ，顾士平 ，3，吴军基

（1.南京理工大学 动力学院，江苏 南京 210014；2.江苏广电电视信息网络股份有限公司，江苏 南京 210008；3.杭州初灵信息技术股份有限公司，浙江 杭州 310052）

1 引言

自组织多频EoC技术是系统根据信道的使用情况和信道的干扰情况，自动选择1个或几个空闲的信道，调制、解调宽带数据，从而实行EoC高速宽带数据传输。笔者将介绍杭州初灵信息技术股份有限公司新一代Cab.Link系列产品是如何利用自组织多频EoC技术实现宽带上网、双向数字电视点播、语音通信等功能[1-9]，进而实现下一代广播电视网络（NGB）的。

2 实现方案

2.1 系统结构

图1所示为下一代互联网超宽带同轴电缆实现装置的组网图。由图可知，下一代互联网超宽带同轴电缆实现装置由1个或多个主设备、多个从设备构成。

主设备与从设备之间采用同轴电缆相连接，主设备与从设备的组网可以是树形网络，也可以是星形网络。主设备与从设备之间通信采用多个相连或不相连的频道，每个频段采用一定的模拟带宽，如8 MHz或8 MHz整数倍的模拟带宽。主设备与从设备之间上下行通信频段采用跳频算法。主设备与多个从设备之间上下行通信在1个频段内采用动态时分复用或CSMA/CA方式进行通信。

图1 系统结构框图

2.2 主设备结构

图2所示为主设备结构框图。网络口与主处理器连接采用高速网络口，实现主处理器与核心网的高速数据通信及网络管理数据的通信。主处理器与处理器1、处理器2及处理器n采用USB接口，差分线对LVDS，SPI总线，并口线连接，实现主处理器与处理器之间的数据通信。处理器与高频调谐器之间采用USB接口，差分线对LVDS，SPI总线，并口线连接。

图2 主设备结构框图

2.3 数模转换电路结构

图3为数模转换电路结构框图。接收处理器使用一定的载波频率将零中频基带信号转换为载频电路，或将载频转换为零中频基带信号。这两种载波频率可以相同，也可以不同，可通过程序控制。主设备根据系统的设置来配置不同的载波频率，1个主设备可以有多个不同的载波频率。

图3 数模转换电路结构框图

2.4 主从设备通信

主设备又叫局端设备，可以带多个从设备，有1个以太网口与上联网络相连，下行数据转换为模拟信号发送给从设备进行通信，主端接收从端的上行数据转换为以太网信号传送给核心网。

从设备又叫用户设备，多个从端设备与主端设备相连接，接收主端设备的数据，并将接收的从端以太网数据通过同轴电缆传输到主设备。从设备通过以太网连接家用以太网终端，如IPTV电视、数字电视机顶盒、计算机、VoIP电话等。

主设备的模拟前端有多个模拟发送（将零中频基带信号转换为载频）及模拟接收（将载频转换为零中频基带信号）电路，本案例以8 MHz为单位进行划分，例如将 383～391 MHz，399～407 MHz，431～439 MHz作为1个模拟发送频率；将494～502 MHz，518 ～526 MHz，574 ～582 MHz作为模拟接收频率。

在主设备发送数据到从设备时，可使用分离或连续的几个频率；从设备发送数据给主设备时，也同样可以使用分离或连续的几个频率。

主设备频率下行数据及从设备调频接收过程时，用于下行通道传输频率分配信号和数据通信的是下行主频率，只用于从端接收终端宽带下行数据的是下行副频率，而数据命令则是在下行主频率中的1个用于传输的数据帧。例如，在下行主频率中，下行数据的帧格式为“FAFAFAFA＋终端号＋频道号”，终端号是从端上线时由主端设备自动分配，其ID号为从端的MAC地址。

从端设备接收有2个频率：下行主频率和下行副频率。当从端用户宽带数据在下行主频率就能满足要求时，不再分配下行副频率；当下行主频率的带宽不能满足从端的带宽传输时，主端自动启动下行副频率，并通过下行主频率的下行数据，从端接收主端的数据进行正常通信。

从设备发送数据给主设备的频率有2种：上行主频率，即从端设备的数据通过主频率将数据传送给主设备；上行副频率，即从端设备的数据通过副频率将数据传送给主设备。具体步骤为：1）登录下行主频率；2）接收下行主频率的命令数据，将从端发送的数据按1个副频率传送到主端；3）从设备跳到更适合的副频率，进行通信。

为了避免从端设备与主端设备连接时产生不必要的振荡，其频率由主设备分配，并且在一定时间内保持稳定，避免产生频率振荡。

3 小结

本项目的实施将使广播电视的同轴电缆通信速率大幅提高，从而在有线电视同轴电缆上实现每个EoC用户独享100 Mbit/s速率，进而实现NGB。

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