CN102624560B - 一种分布式部署、集中式控制的有线电视网络宽带接入*** - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种分布式部署、集中式控制的有线电视网络宽带接入***，包括：***终端，用于对上下行业务数据进行接收和发送，对接入控制数据和管理控制数据进行接收和应答；***接入端，用于对所述上下行的业务数据、***终端接入控制数据和管理控制数据进行数据格式转换和数据转发或处理，以及对***接入端的管理控制数据进行发送、接收和应答；***头端，用于对所述***接入端和所述***终端进行管理控制和接入控制，对所述上下行业务数据进行处理、汇聚和转发；所述***是由***终端、***接入端和***头端所构成的三级分布式部署、集中式控制的***架构，不仅可实现数据业务的端到端控制管理和QoS优先级保障，而且布网简单、成本低且效率高。

Description

一种分布式部署、集中式控制的有线电视网络宽带接入***
技术领域
本发明关于通信领域，特别关于一种分布式部署、集中式控制的有线电视网络宽带接入***。
背景技术
随着“三网融合”的持续推进，有线电视接入网络要逐步通过双向网改向NGB下一代广播电视网演进。通过网络的改造和整合，广电运营商不仅要能够继承原有的视频业务，而且还要能提供更加丰富的增值业务类型，如数据、VOIP、IPTV、VOD和网络游戏等。为充分利用已有的同轴资源，基于同轴电缆的宽带接入技术已成为“广电双向网改”的首选方案，利用现有的有线电视同轴电缆作为传输介质同时传输电视和双向数据信号，可极大地降低双网改造难度和强度，此项技术可应用于已铺设有线电视同轴网络的住宅小区、酒店、医院、公寓楼、办公楼等。
现有的基于同轴电缆宽带接入技术主要包括两大方向：一种是基于CMTS和CM设备的***：为头端和终端的两级式架构，采用ITU-TJ.122、J.222等协议体系，能够实现基于HFC网络的宽带数据传输，但是基于ITU-TJ.122、J.222等协议体系的CMTS设备一般是为成千上万规模的大用户单元而设计的，对于中国通常只有几十上百的用户单元而言，这些设备的成本是运营商难以承受的，所以每用户平均带宽成本过高是CMTS设备不能大规模应用的主要障碍之一；另外，置于中心机房或分中心机房的CMTS设备在中国特殊的网络环境中，其汇聚噪声也是提供高质量服务的一大障碍。另一种是基于EoC技术的***：为头端和终端的两级式架构，现有的EoC标准众多，包括HomePlugAV、HomePlugBPL、HomePNA、MoCA、WIFI降频等，这些标准在技术上各有优劣，在各地广电网络中分别有一定的应用。但随着广电网络的整合，EoC标准的不统一，对于广电网络的互通、升级和维护以及整个产业链的健康发展是非常不利的，而且EoC技术在带宽、QoS保障、可管理性以及可支持的用户数上都有一定的缺陷。
随着广电网络整合的深入推进和三网融合业务的规模运营，有线电视接入网络需要满足网络兼容、大带宽业务承载、具有多业务QoS保障、可运营、可管理的运营要求。综上所述，现有的技术都不能很好地满足这些要求。
发明内容
为解决上述现有技术的问题之一，本发明提供了一种分布式部署、集中式控制的有线电视网络宽带接入***，所述***是由***终端、***接入端和***头端所构成的三级分布式部署、集中式控制的***架构，不仅可以实现宽带数据业务的端到端控制管理和QoS优先级保障，而且布网简单、综合成本低且管理效率高。
本发明提出一种分布式部署、集中式控制的有线电视宽带接入***，其包括：
***终端，用于对上下行业务数据进行接收和发送，对接入控制数据和管理控制数据进行接收和应答；
***接入端，用于对所述上下行的业务数据、***终端接入控制数据和管理控制数据进行数据格式转换和数据转发或处理，以及对***接入端的管理控制数据进行发送、接收和应答；
***头端，用于对所述***接入端和所述***终端进行管理控制和接入控制，对所述上下行业务数据进行处理、汇聚和转发。
优选的，所述***包括多个所述***终端，多个所述***接入端和多个所述***头端。
优选的，所述***接入端对***终端的接入控制和管理控制功能是可配置的，所述***头端对***接入端的管理控制功能、***终端的接入控制和管理控制功能是可配置的。
优选的，本发明的***的所述***接入端，包括：
数据解封装与封装子***，用于对上下行的业务数据、***终端接入控制数据与管理控制数据进行数据包格式的解封装与封装，对***接入端的管理控制数据进行发送、接收和应答；
物理成帧子***，用于对所述上下行的业务数据、***终端接入控制数据和管理控制数据进行帧结构处理、物理层封装、物理信号的接收和发送。
所述***头端，包括：汇聚转发子***，用于对上下行业务数据进行汇聚和路由转发；
分类映射子***，用于对上下行业务数据进行数据流分类与映射，以对业务数据进行优先级控制；
业务配置子***，用于对***接入端与***终端进行注册和配置；
网络管理子***，用于对***头端、***接入端、***终端及网络内相关的所有设备进行管理配置与状态监控，对所述上下行业务数据在***头端及***接入端内部的处理过程，进行业务优先级和业务种类的配置与管理；
中央控制子***，用于对***头端内所有子***进行配置与管理，对***终端与***接入端的管理控制数据进行接收、处理和发送，对网络管理子***与***接入端和***终端之间的管理配置、状态监控数据进行数据格式转换与数据转发，对网络管理子***与其它各个子***、***接入端、***终端之间关于业务优先级和业务种类的配置数据进行数据格式转换与数据转发；
接入控制子***，用于***头端对***接入端与***终端设备进行接入控制。
优选的，本发明的***的述***接入端，包括：物理成帧子***，用于实现上下行业务数据及***终端接入控制数据和管理控制数据的帧结构处理、物理层封装、物理信号的接收和发送；
所述***头端，包括：汇聚转发子***，用于对上下行业务数据进行汇聚和路由转发；
分类映射子***，用于对上下行业务数据进行数据流分类与映射，以对业务数据进行优先级控制；
业务配置子***，用于对***接入端与***终端进行注册和配置；
网络管理子***，用于对***头端、***接入端、***终端及网络内相关的所有设备进行管理配置与状态监控，对所述上下行业务数据在***头端及***接入端内部的处理过程，进行业务优先级和业务种类的配置与管理；
中央控制子***，用于对***头端内所有子***进行配置与管理，对***终端与***接入端的管理控制数据进行接收、处理和发送，对网络管理子***与***接入端和***终端之间的管理配置、状态监控数据进行数据格式转换与数据转发，对网络管理子***与其它各个子***、***接入端、***终端之间关于业务优先级和业务种类的配置数据进行数据格式转换与数据转发；
接入控制子***，用于***头端实现对***接入端与***终端设备的接入控制；
数据解封装与封装子***，用于对上下行的业务数据、***终端接入控制数据和管理控制数据进行数据包格式的解封装与封装，对***接入端的管理控制数据进行发送、接收和应答。
优选的，在基于C-DOCSIS的***下，本发明的所述***终端，在上行方向，用于将业务数据、接入控制数据和管理控制数据传送到同轴电缆媒体转换器(CMC)设备；在下行方向，用于接收业务数据、接入控制数据和管理控制数据；
所述***接入端，包括CMC设备，所述CMC设备包括：射频接口模块，在上行方向，用于接收***终端传送的业务数据，对所述业务数据的C-DOCSIS帧进行解析，并对帧数据进行VLAN信息的映射，在所述业务数据的以太网帧头部***一个CDT标签，并将***CDT标签的业务数据传送给分类转发模块，并将封装的C-DOCSIS管理信息(CDMM)传送给***控制模块；在下行方向，用于接收所述分类转发模块传送的业务数据，根据所述CDT标签识别业务数据所属的***终端和业务流，并根据所识别的所属终端和业务流对所述业务数据进行流量整形和调度，并将所述业务数据传送到所述***终端；
所述***头端，包括：
配置***，用于提供***终端业务开通和设备配置服务，实现配置文件的生成、下发、所述***终端的软件升级；
网络管理***，用于对网络设备进行配置、维护和监控；
汇聚设备，包括：
分类转发模块，在上行方向，用于将CDT标签映射到汇聚网所支持的业务标记并发送到汇聚网；在下行方向，用于对汇聚网传送的业务数据的以太网帧进行VLANTAG信息剥离，对所述帧进行数据流特征匹配，并根据匹配的数据流特征进行帧分类，在业务数据的以太网帧头部***一个CDT标签，用于标识特定终端的特定业务流，并将所述***了CDT标签的业务数据传送给射频转发模块；
***控制模块，用于配置和管理射频接口模块和分类转发模块，对所述射频接口模块传送的封装的管理信息(CDMM)发送相应的应答帧。
优选的，在基于C-DOCSIS的***下，本发明的***终端，在上行方向，用于将业务数据、接入控制数据和管理控制数据传送到CMC设备；在下行方向，用于接收业务数据、接入控制数据和管理控制数据。
所述***接入端，包括CMC设备，所述CMC设备包括：
***控制模块，用于配置和管理射频接口模块和分类转发模块，对所述射频接口模块传送的封装的管理信息(CDMM)发送相应的应答帧；
分类转发模块，在上行方向，用于将所述CDT标签映射到汇聚网所支持的业务标记并发送到汇聚网；在下行方向，用于对汇聚网传送来的业务数据的以太网帧进行VLANTAG信息剥离，对所述帧进行数据流特征匹配，并根据匹配的数据流特征进行帧分类，在业务数据的以太网帧头部***一个CDT标签，用于标识特定***终端的特定业务流，并将所述***了CDT标签的业务数据传送给射频转发模块；
射频接口模块，在上行方向，用于接收***终端传送的业务数据，对所述业务数据的C-DOCSIS帧进行解析，并对帧数据进行VLAN信息的映射，在所述业务数据的以太网帧头部***一个CDT标签，并将***CDT标签的业务数据传送给分类转发模块，并将封装CDMM传送给***控制模块；在下行方向，用于接收所述分类转发模块传送来的业务数据，根据所述CDT标签识别业务数据所属的***终端和业务流，并根据所识别的所属终端和业务流对所述业务数据进行流量整形和调度，并将所述业务数据传送到所述***终端；
所述***头端，包括：配置***，用于提供***终端业务开通和设备配置服务，实现配置文件的生成、下发、所述***终端的软件升级；
网络管理***，用于对网络设备进行配置、维护和监控；
汇聚转发设备，用于完成城域网络的接入。
本发明提供了一种分布式部署、集中式控制的有线电视网络宽带接入***，所述***是由***终端、***接入端和***头端所构成的三级分布式部署、集中式控制的***架构，相比于现行有线电视网络宽带接入技术中，普遍采用的只有***终端和***头端的两级式架构，本发明所述***不仅可以实现宽带数据业务的端到端控制管理和QoS优先级保障，而且布网简单、综合成本低且管理效率高。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明第一实施例的分布式部署、集中式控制的有线电视网络宽带接入***的架构示意图；
图2为根据本发明第二实施例的分布式部署、集中式控制的有线电视网络宽带接入***的架构示意图；
图3为根据本发明第三实施例的分布式部署、集中式控制的有线电视网络宽带接入***的架构示意图；
图4为根据本发明第四实施例的分布式部署、集中式控制的有线电视网络宽带接入***的架构示意图；
图5为根据本发明第五实施例的分布式部署、集中式控制的有线电视网络宽带接入***的架构示意图；
图6为根据本发明第五实施例的另一架构示意图；
图7为根据本发明第六实施例的分布式部署、集中式控制的有线电视网络宽带接入***的架构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
第一实施例
根据本发明第一实施的分布式部署、集中式控制的有线电视网络宽带接入***，参看图1，所述***包括：***终端11，用于对上下行业务数据进行接收和发送，对接入控制数据和管理控制数据进行接收和应答；***接入端12，用于对所述上下行的业务数据、***终端接入控制数据和管理控制数据进行数据格式转换和数据转发或处理，以及对***接入端的管理控制数据进行发送、接收和应答；***头端13，用于对所述***接入端和所述***终端进行管理控制和接入控制，对所述上下行业务数据进行处理、汇聚和转发。
本发明的有线电视网络宽带接入***是由***终端、***接入端和***头端所构成的三级分布式部署、集中式控制的***架构，不仅可以实现宽带数据业务的端到端控制管理和QoS优先级保障，而且布网简单、综合成本低且管理效率高。
其中，所述接入控制数据，指***终端作为整个网络***的一部分，在工作的初始阶段，与***头端和***接入端之间的各种通信数据，包括但不限于是否允许***终端加入***、加入***后采用何种传输协议工作、***终端所分配到的通信时隙和带宽。
所述管理控制数据，指***终端与***接入端和***头端之间关于***终端的工作状态、设备参数等的相关数据；所述对数据的处理，包括但不限于对数据的分类及映射、数据解析、数据封装及解封装。
优选的，所述***接入端12对***终端11的接入控制和管理控制功能是可配置的，所述***头端13对***接入端12的管理控制功能、***终端11的接入控制和管理控制功能是可配置的。其中，所述功能可配置，是指接入控制和管理控制的功能是由***头端进行灵活配置的，包括但不限于配置功能的范围、参数的项目和阈值、采用的数据传输协议和种类、支持后续的功能扩展和升级。
优选的，所述***头端13可以管理控制一种类型的***接入端12或同时管理控制多种不同类型的***接入端12。所述***接入端的功能可以具备下述一个或多个不同功能范围的子***，包括但不限于物理成帧子***、数据解封装与封装子***、接入控制子***、分类映射子***，因包含不同功能范围的子***而构成多种不同类型的***接入端，所述***头端可以管理控制一种类型的***接入端或同时管理控制多种不同类型的***接入端。
优选的，所述***头端13可智能适配并支持***终端11和***接入端12之间的数据传输协议。
其中，所述***头端13与所述***接入端12的数据传输协议是可配置的，所述数据传输协议可以是IP协议、Ethernet协议、EPON协议、GPON协议、NGPON协议、10GEPON协议、WDM-PON协议和私有协议。所述***头端13与所述***接入端12的传输媒介可以是光纤、同轴电缆或其组合。
所述***接入端12与所述***终端11之间的数据传输协议可以是固定不变的或可配置的，所述数据传输协议可包括C-DOCSIS协议、DOCSIS协议、HiNOC协议、HomePlugAV协议及其他基于有线电视Cable网络的公开和私有协议。所述***接入端12与所述***终端11的传输媒介可以是光纤、同轴电缆或其组合。
第二实施例
参看图2，为根据本发明第二实施例的***架构示意图，所述***也可以包括多个所述***终端11-1、11-2、11-x，多个所述***接入端12-1、12-2、12-n和多个所述***头端13-1、13-2、13-m，这种网络状三级分布式布网架构，适用于大型的有线电视城域网及接入网***。
第三实施例
参看图3，为根据本发明第三实施例的***架构示意图，所述***包括：***接入端12，所述***接入端包括：数据解封装与封装子***121，用于对上下行的业务数据、***终端接入控制数据和管理控制数据进行数据包的解封装与封装，对***接入端的管理控制数据进行发送、接收和应答；物理成帧子***122，用于对所述上下行的业务数据、***终端接入控制数据和管理控制数据进行帧结构处理、物理层封装、物理信号的接收和发送。
所述***头端13，包括：汇聚转发子***136，用于对上下行业务数据进行汇聚和路由转发；分类映射子***131，用于对上下行业务数据进行数据流分类与映射，以对业务数据进行优先级控制；业务配置子***132，用于对***接入端与***终端进行注册和配置；网络管理子***133，用于对***头端、***接入端、***终端及网络内相关的所有设备进行管理配置与状态监控，对所述上下行业务数据在***头端及***接入端内部的处理过程，进行业务优先级和业务种类的配置与管理；中央控制子***134，用于对***头端内所有子***进行配置与管理，对***终端与***接入端的管理控制数据进行接收、处理和发送，对网络管理子***与***接入端和***终端之间的管理配置、状态监控数据进行数据格式转换与数据转发，对网络管理子***与其它各个子***、***接入端、***终端之间关于业务优先级和业务种类的配置数据进行数据格式转换与数据转发；接入控制子***135，用于***头端对***接入端与***终端设备进行接入控制。
所述***终端11一般为集成式结构，用于对上下行业务数据进行接收和发送，对接入控制数据和管理控制数据进行接收和应答。
第四实施例
参看图4，为根据本发明第四实施例的***架构示意图，根据***的需要，数据解封装与封装子***121也可设置于***头端13内，***接入端12主要负责业务数据的物理成帧，这种架构，可进一步简化***接入端12的结构，以提高工作效率和网络部署成本。
所述***包括：所述***接入端12，所述***接入端包括：物理成帧子***122，用于对上下行业务数据及***终端接入控制数据和管理控制数据进行帧结构处理、物理层封装、物理信号的接收和发送。
所述***头端13，包括：汇聚转发子***136，用于对上下行业务数据进行汇聚和路由转发；分类映射子***131，用于对上下行业务数据进行数据流分类与映射，以对业务数据进行优先级控制；业务配置子***132，用于对***接入端与***终端进行注册和配置；网络管理子***133，用于对***头端、***接入端、***终端及网络内相关的所有设备进行管理配置与状态监控，对所述上下行业务数据在***头端及***接入端内部的处理过程，进行业务优先级和业务种类的配置与管理；中央控制子***134，用于对***头端内所有子***进行配置与管理，对***终端与***接入端的管理控制数据进行接收、处理和发送，对网络管理子***与***接入端和***终端之间的管理配置、状态监控数据进行数据格式转换与数据转发，对网络管理子***与其它各个子***、***接入端、***终端之间关于业务优先级和业务种类的配置数据进行数据格式转换与数据转发；接入控制子***135，用于***头端实现对***接入端与***终端设备的接入控制；数据解封装与封装子***121，用于对上下行的业务数据、***终端接入控制数据和管理控制数据进行数据包的解封装与封装，对***接入端的管理控制数据进行发送、接收和应答。
第五实施例
参看图5和图6，为根据本发明第五实施例的基于C-DOCSIS***下的***架构示意图，其中所述***终端11为电缆调制解调器(CM)111，在上行方向，用于将业务数据、接入控制数据和管理控制数据传送到轴电缆媒体转换器(CMC)设备；在下行方向，用于接收业务数据、接入控制数据和管理控制数据。
所述***接入端12，包括CMC设备，所述CMC设备包括：射频接口模块1201，在上行方向，用于接收***终端11传送的业务数据，对所述业务数据的C-DOCSIS帧进行解析，并对帧数据进行VLAN信息的映射，在所述业务数据的以太网帧头部***一个CDT标签，并将***CDT标签的业务数据传送给分类转发模块1311，并将封装的C-DOCSIS管理信息(CDMM)传送给***控制模块1312；在下行方向，用于接收所述分类转发模块1311传送的业务数据，根据所述CDT标签识别业务数据所属的***终端11和业务流，并根据所识别的所属终端11和业务流对所述业务数据进行流量整形和调度，并将所述业务数据传送到所述***终端11。所述***头端13，包括：配置***1301，用于提供***终端11业务开通和设备配置服务，实现配置文件的生成、下发、所述***终端11的软件升级；网络管理***12，用于对网络设备进行配置、维护和监控；汇聚设备1303，包括：分类转发模块1311，在上行方向，用于将CDT标签映射到汇聚网所支持的业务标记并发送到汇聚网；在下行方向，用于对汇聚网传送的业务数据的以太网帧进行VLANTAG信息剥离，对所述帧进行数据流特征匹配，并根据匹配的数据流特征进行帧分类，在业务数据的以太网帧头部***一个CDT标签，用于标识特定终端11的特定业务流，并将所述***了CDT标签的业务数据传送给射频转发模块1201；***控制模块1312，用于配置和管理射频接口模块1201和分类转发模块1311。
采用本实施例的分布式架构，其中的CMC设备位于网络中靠近用户侧的位置，如有线电视HFC网络中楼头或小区光节点处，实现***头端中射频接口模块的功能，同时利用汇聚网络设备来实现***控制模块和分类转发模块功能。采用分布式架构可以在汇聚设备上提供所有CMC设备的集中式管理接口，并实现一些重要的控制功能比如动态QoS接口和DHCP中继，从而可简化网络配置。而且，采用该种分布式架构的CMC不需要***控制模块和分类模块，可以降低成本和复杂度并增加设备的可靠性。另外，由于在汇聚设备上进行统一管理，可对整个接入网的QoS进行统一配置。该***终端采用符合C-DOCSIS标准的CM，实现线缆终端的功能。本***中，汇聚设备可以是PON***的OLT、交换机和路由器设备，相应地汇聚设备和CMC之间的物理通道可以是PON光网络和千兆以太网，且CMC与CM之间以C-DOCSIS协议传输。
第六实施例
参看图7，为根据本发明第六实施例的架构示意图，本实施例也基于C-DOCSIS***，与第五实施例的不同之处在于，本实施例的***将***控制模块1201、分类转发模块1312和射频接口模块1311集中设置到一个CMC设备中以实现***接入端的功能，汇聚转发设备只需要提供IP通道就可以，并且可以采用通用的汇聚转发设备，比如OLT、以太网交换机或路由器，而无需专门去开发。
其中，所述***终端11为电缆调制解调器(CM)111，在上行方向，用于将业务数据、接入控制数据和管理控制数据传送到CMC设备；在下行方向，用于接收业务数据、接入控制数据和管理控制数据；
所述***接入端12，包括CMC设备，其包括：***控制模块1201，用于配置和管理射频接口模块1311和分类转发模块1312，对所述射频接口模块1311传送的封装的管理信息(CDMM)发送相应的应答帧；分类转发模块1312，在上行方向，用于将所述CDT标签映射到汇聚网所支持的业务标记并发送到汇聚网；在下行方向，用于对汇聚网传送来的业务数据的以太网帧进行VLANTAG信息剥离，对所述帧进行数据流特征匹配，并根据匹配的数据流特征进行帧分类，在业务数据的以太网帧头部***一个CDT标签，用于标识特定***终端11的特定业务流，并将所述***了CDT标签的业务数据传送给射频转发模块1312；射频接口模块1311，在上行方向，用于接收***终端11传送的业务数据，对所述业务数据的C-DOCSIS帧进行解析，并对帧数据进行VLAN信息的映射，在所述业务数据的以太网帧头部***一个CDT标签，并将***CDT标签的业务数据传送给分类转发模块1312，并将封装CDMM传送给***控制模块1201；在下行方向，用于接收所述分类转发模块1312传送来的业务数据，根据所述CDT标签识别业务数据所属的***终端11和业务流，并根据所识别的所属终端11和业务流对所述业务数据进行流量整形和调度，并将所述业务数据传送到所述***终端11。
所述***头端13，包括：配置***1301，用于提供***终端11业务开通和设备配置服务，实现配置文件的生成、下发、所述***终端11的软件升级；网络管理***1302，用于对网络设备进行配置、维护和监控；汇聚转发设备1303，用于完成城域网络的接入。
在图5和图6所示的第五和第六实施例中，CM为通过同轴电缆与射频接口模块通信的用户侧设备，实现用户端设备的接入。在采用C-DOCSIS技术的情况下，CM为兼容ITU-TJ.122、J.222标准的CM模块。
进一步的，所述CDT(C-DOCSISDataTag)标签定义了所述分类转发模块与所述射频接口模块之间数据平面的标识格式，CDT标签使用802.1P/QVLAN标签的格式。所述CDT标签包括CoS字段和VID字段，所述CoS字段为业务流参考标识，所述VID字段为终端标识，所述CoS字段和所述CoS字段相结合指定特定***终端的特定业务流。
进一步的，CDMM(C-DOCSISManagementMessage)定义了***控制模块与射频接口模块之间的控制消息和消息格式，CDMM消息用于***控制模块和射频接口模块之间交换配置、状态和管理信息，包括频道和参数配置、发送和接收状态和统计、负载均衡、线缆终端状态、线缆终端注册信息、动态业务流操作、组播和安全信息等。
在所述射频接口模块中，当CDMM的长度大于传输层的最大传输长度时，对所述CDMM进行帧分片，每个分片为所述CDMM的一个协议数据单元(PDU)，所述CDMM包括首个PDU和后续PDU，并将所述帧分片后的CDMM进行封装。
其中，所述配置***提供整个同轴电缆接入***的业务和设备配置服务，对配置文件进行生成和下发，对终端设备进行软件升级。配置***可包括DHCP服务器、配置文件服务器、软件下载服务器、时钟协议服务器和策略服务器。其中，DHCP服务器用于为线缆终端和用户设备提供启动初始配置信息，主要包括IP地址；配置文件服务器用于为线缆终端启动时提供配置文件下载，配置文件可包含线缆终端的配置参数；软件下载服务器用于为线缆终端升级提供软件下载；时钟协议服务器为时钟协议客户端主要为线缆终端提供正确的时间。
所述网络管理***主要包括SNMP管理***和Syslog服务器。其中SNMP管理***可以通过SNMP协议配置和监控***头端以及线缆终端；Syslog服务器用于收集设备操作相关的消息。
参看图6，进一步的，所述***终端11与所述***接入端12通过射频接口(RFI)31进行通信。所述射频接口模块1311定义了所述***接入端12与***终端11之间的MAC层和PHY层接口规范；所述射频接口模块1311也可只定义所述***接入端12与***终端11之间的PHY层接口规范；所述***头端13的分类转发模块1312定义了所述***接入端12与***终端13之间的MAC层接口规范。
进一步的，所述***头端13与所述汇聚网通过网络侧接口(NSI)34进行通信，所述网络侧接口34定义了所述***头端13与汇聚网之间的物理接口和业务流映射逻辑。所述物理接口可以是千兆以太网、万兆以太网、EPON、GPON或10GPON的物理接口，所述业务流映射逻辑可定义同轴电缆的业务流到汇聚网VLAN的映射关系。
***接入端向NSI进行数据转发时，数据报文可以携带VLAN字段或不带VLAN字段，当数据报文携带VLAN字段时，***头端可支持将同轴电缆上行业务流映射为NSI相应的VLANID，并将其业务流的优先级映射为VLAN的优先级。***接入端还可进行上下行IP优先级(TOS/DSCP)的修改，汇聚转发设备可以基于VLAN的优先级或IP优先级(TOS/DSCP)作优先级调度。
进一步的，所述***头端13与所述网络管理***1302、配置***1301之间通过运维管理接口(OMI)35进行通信。网络管理***通过OMI，使用SNMP协议和命令行接口，对网络设备进行配置、维护和监控。配置***通过OMI接口，为业务开通提供配置服务，在C-DOCSIS***下，CM通过DHCP获取动态地址，CM注册上线时通过TFTP获取配置文件；策略服务器通过OMI接口，使用普通开放策略服务(COPS)协议与***接入端通信，***接入端创建C-DOCSIS动态业务流，实现业务的动态QoS保障。
进一步的，所述***控制模块1312与所述分类转发模块1311之间通过控制与分类转发模块(CCI)33接口进行通信，在C-DOCSIS***中，***控制模块通过CCI根据射频接口模块上报的C-DOCSIS业务流信息相应地配置分类转发模块。同时，分类转发模块提取***控制功能所需的特定协议报文到***控制模块，如DHCP报文和CPD报文。
本发明提供的分布式部署、集中式控制的有线电视网络宽带接入***，是由***终端、***接入端和***头端所构成的三级分布式部署、集中式控制的***架构，相比于现行有线电视网络宽带接入技术中，普遍采用的只有***终端和***头端的两级式架构，本发明所述***不仅可以实现宽带数据业务的端到端控制管理和QoS优先级保障，而且布网简单、综合成本低且管理效率高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (23)

1.一种分布式部署、集中式控制的有线电视网络宽带接入***，其特征在于，包括：
***终端，用于对上下行业务数据进行接收和发送，对接入控制数据和管理控制数据进行接收和应答；
***接入端，用于对所述上下行的业务数据、***终端接入控制数据和管理控制数据进行数据格式转换和数据转发或处理，以及对***接入端的管理控制数据进行发送、接收和应答；
***头端，用于对所述***接入端和所述***终端进行管理控制和接入控制，对所述上下行业务数据进行处理、汇聚和转发，其中所述***头端对***接入端的管理控制功能、***终端的接入控制和管理控制功能是可配置的；
所述***接入端与所述***终端之间的数据传输协议是可配置的，所述数据传输协议可包括C-DOCSIS协议、DOCSIS协议、HiNOC协议、HomePlugAV协议及其他基于有线电视Cable网络的公开和私有协议；所述***头端与所述***接入端的数据传输协议是可配置的，所述数据传输协议可包括IP协议、Ethernet协议、EPON协议、GPON协议、NGPON协议、10GEPON协议、WDM-PON协议和私有协议。
2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述***接入端对***终端的接入控制和管理控制功能是可配置的。
3.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述***头端可以管理控制一种类型的***接入端或同时管理控制多种不同类型的***接入端。
4.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述***头端可智能适配并支持***终端和***接入端之间的数据传输协议。
5.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述***头端与所述***接入端的传输媒介包括光纤、同轴电缆或其组合。
6.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述***接入端与所述***终端的传输媒介包括光纤、同轴电缆或其组合。
7.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述***包括多个所述***终端，多个所述***接入端和多个所述***头端。
8.如权利要求1所述的***，其特征在于，
所述***接入端，包括：
数据解封装与封装子***，用于对上下行的业务数据、***终端接入控制数据和管理控制数据进行数据包的解封装与封装，对***接入端的管理控制数据进行发送、接收和应答；
物理成帧子***，用于对所述上下行的业务数据、***终端接入控制数据和管理控制数据进行帧结构处理、物理层封装、物理信号的接收和发送；
所述***头端，包括：
汇聚转发子***，用于对上下行业务数据进行汇聚和路由转发；
分类映射子***，用于对上下行业务数据进行数据流分类与映射，以对业务数据进行优先级控制；
业务配置子***，用于对***接入端与***终端进行注册和配置；
网络管理子***，用于对***头端、***接入端、***终端及网络内相关的所有设备进行管理配置与状态监控，对所述上下行业务数据在***头端及***接入端内部的处理过程，进行业务优先级和业务种类的配置与管理；
中央控制子***，用于对***头端内所有子***进行配置与管理，对***终端与***接入端的管理控制数据进行接收、处理和发送，对网络管理子***与***接入端和***终端之间的管理配置、状态监控数据进行数据格式转换与数据转发，对网络管理子***与其它各个子***、***接入端、***终端之间关于业务优先级和业务种类的配置数据进行数据格式转换与数据转发；
接入控制子***，用于***头端对***接入端与***终端设备进行接入控制。
9.如权利要求1所述的***，其特征在于，
所述***接入端，包括：
物理成帧子***，用于对上下行业务数据及***终端接入控制数据和管理控制数据进行帧结构处理、物理层封装、物理信号的接收和发送；
所述***头端，包括：
汇聚转发子***，用于对上下行业务数据进行汇聚和路由转发；
分类映射子***，用于对上下行业务数据进行数据流分类与映射，以对业务数据进行优先级控制；
业务配置子***，用于对***接入端与***终端进行注册和配置；
网络管理子***，用于对***头端、***接入端、***终端及网络内相关的所有设备进行管理配置与状态监控，对所述上下行业务数据在***头端及***接入端内部的处理过程，进行业务优先级和业务种类的配置与管理；
中央控制子***，用于对***头端内所有子***进行配置与管理，对***终端与***接入端的管理控制数据进行接收、处理和发送，对网络管理子***与***接入端和***终端之间的管理配置、状态监控数据进行数据格式转换与数据转发，对网络管理子***与其它各个子***、***接入端、***终端之间关于业务优先级和业务种类的配置数据进行数据格式转换与数据转发；
接入控制子***，用于***头端实现对***接入端与***终端设备的接入控制；
数据解封装与封装子***，用于对上下行的业务数据、***终端接入控制数据和管理控制数据进行数据包的解封装与封装，对***接入端的管理控制数据进行发送、接收和应答。
10.如权利要求1所述的***，其特征在于，
所述***终端，在上行方向，用于将业务数据、接入控制数据和管理控制数据传送到同轴电缆媒体转换器CMC设备；在下行方向，用于接收业务数据、接入控制数据和管理控制数据；
所述***接入端，包括CMC设备，所述CMC设备包括：
射频接口模块，在上行方向，用于接收***终端传送的业务数据，对所述业务数据的C-DOCSIS帧进行解析，并对帧数据进行VLAN信息的映射，在所述业务数据的以太网帧头部***一个C-DOCSIS数据标签CDT标签，并将***CDT标签的业务数据传送给分类转发模块，并将封装的C-DOCSIS管理信息CDMM传送给***控制模块；在下行方向，用于接收所述分类转发模块传送的业务数据，根据所述CDT标签识别业务数据所属的***终端和业务流，并根据所识别的所属终端和业务流对所述业务数据进行流量整形和调度，并将所述业务数据传送到所述***终端；
所述***头端，包括：
配置***，用于提供***终端业务开通和设备配置服务，生成和下发配置文件，对所述***终端软件进行升级；
网络管理***，用于对网络设备进行配置、维护和监控；
汇聚设备，包括：
分类转发模块，在上行方向，用于将CDT标签映射到汇聚网所支持的业务标记并发送到汇聚网；在下行方向，用于对汇聚网传送的业务数据的以太网帧进行VLANTAG信息剥离，对所述帧进行数据流特征匹配，并根据匹配的数据流特征进行帧分类，在业务数据的以太网帧头部***一个CDT标签，用于标识特定终端的特定业务流，并将所述***了CDT标签的业务数据传送给射频转发模块；
***控制模块，用于配置和管理射频接口模块和分类转发模块，对所述射频接口模块传送的封装的管理信息CDMM发送相应的应答帧。
11.如权利要求1所述的***，其特征在于，
所述***终端，在上行方向，用于将业务数据、接入控制数据和管理控制数据传送到同轴电缆媒体转换器CMC设备；在下行方向，用于接收业务数据、接入控制数据和管理控制数据；
所述***接入端，包括CMC设备，其包括：
***控制模块，用于配置和管理射频接口模块和分类转发模块，对所述射频接口模块传送的封装的管理信息CDMM发送相应的应答帧；
分类转发模块，在上行方向，用于将C-DOCSIS数据标签CDT标签映射到汇聚网所支持的业务标记并发送到汇聚网；在下行方向，用于对汇聚网传送来的业务数据的以太网帧进行VLANTAG信息剥离，对所述帧进行数据流特征匹配，并根据匹配的数据流特征进行帧分类，在业务数据的以太网帧头部***一个CDT标签，用于标识特定***终端的特定业务流，并将所述***了CDT标签的业务数据传送给射频转发模块；
射频接口模块，在上行方向，用于接收***终端传送的业务数据，对所述业务数据的C-DOCSIS帧进行解析，并对帧数据进行VLAN信息的映射，在所述业务数据的以太网帧头部***一个CDT标签，并将***CDT标签的业务数据传送给分类转发模块，并将封装的CDMM传送给***控制模块；在下行方向，用于接收所述分类转发模块传送来的业务数据，根据所述CDT标签识别业务数据所属的***终端和业务流，并根据所识别的所属终端和业务流对所述业务数据进行流量整形和调度，并将所述业务数据传送到所述***终端；
所述***头端，包括：
配置***，用于提供***终端业务开通和设备配置服务，生成和下发配置文件，对所述***终端软件进行升级；
网络管理***，用于对网络设备进行配置、维护和监控；
汇聚转发设备，用于完成城域网络的接入。
12.如权利要求10或11所述***，其特征在于，所述CDT标签包括CoS字段和VID字段，所述CoS字段为业务流参考标识，所述VID字段为终端标识，所述CoS字段和所述CoS字段相结合指定特定***终端的特定业务流。
13.如权利要求10或11所述的***，其特征在于，所述CDMM用于所述***控制模块和所述射频接口模块之间交换配置、状态和管理信息，包括频道和参数配置、发送或接收状态和统计、负载均衡、电缆调制解调器状态、电缆调制解调器注册信息、动态业务流操作、组播和安全信息。
14.如权利要求10或11所述的***，其特征在于，在所述射频接口模块中，当CDMM的长度大于传输层的最大传输长度时，对所述CDMM进行帧分片，每个分片为所述CDMM的一个协议数据单元PDU，所述CDMM包括首个PDU和后续PDU，并将所述帧分片后的CDMM进行封装。
15.如权利要求10或11所述的***，其特征在于，所述***接入端的射频接口模块定义了所述***接入端与***终端之间的MAC层和PHY层接口规范。
16.如权利要求10所述的***，其特征在于，所述***接入端的射频接口模块定义了所述***接入端与***终端之间的PHY层接口规范；所述***头端的分类转发模块定义了所述***接入端与***终端之间的MAC层接口规范。
17.如权利要求10或11所述的***，其特征在于，所述***头端与所述汇聚网通过网络侧接口进行通信，所述网络侧接口定义了所述***头端与汇聚网之间的物理接口和业务流映射逻辑。
18.如权利要求10或11所述的***，其特征在于，所述***头端与所述网络管理***、配置***之间通过运维管理接口进行通信。
19.如权利要求10或11所述的***，其特征在于，所述***控制模块与所述分类转发模块之间通过控制与分类转发模块接口进行通信。
20.如权利要求10或11所述的***，其特征在于，所述配置***包括DHCP服务器、配置文件服务器、软件下载服务器、时钟协议服务器和策略服务器。
21.如权利要求10或11所述的***，其特征在于，所述网络管理***包括SNMP管理***和Syslog服务器。
22.如权利要求11所述的***，其特征在于，所述汇聚转发设备包括OLT、以太网交换机或路由器。
23.如权利要求10或11所述的***，其特征在于，所述***终端为电缆调制解调器。
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