一種實現承載信息用戶全業務的駐地接入網的方法

2023-06-22 13:33:16

專利名稱：一種實現承載信息用戶全業務的駐地接入網的方法
技術領域：
本發明屬於信息通信網絡的接入網技術領域，特別是一種實現承載信息用戶全業 務的駐地接入網的方法。
背景技術：
駐地接入網(或稱用戶接入網)是信息通信網絡的重要組成部分。現有的諸多接 入方式不是由於標準不同而不適用，就是因頻帶窄均不能實施多網融合，而無法單獨構建 能實施多信源接入的統一的駐地接入網。如(1)乙太網無源光網絡(EPON)和千兆乙太網無源光網絡(GE-PON)採用的是歐美 標準，不適於作為統一的駐地接入網；(2)非對稱數字用戶環路(ADSL)在1對雙絞線上提 供上行640kbps、下行8Mbps的帶寬，帶寬受限，也不適用；(3) BBU (基帶單元)+RRU (遠端射 頻單元)，主要問題是頻帶窄，不能實現多網融合；(4)美國LGC無線設備公司的設備系統主 要問題也是頻帶窄，不能實現多網融合；(5) —般傳統直放站中繼(RFPA)，包括頻道選擇型 直放站、頻段選擇型直放站、寬帶直放站等，最主要的問題同樣是頻帶窄，不能實現多網融
α絕絕 口寸寸ο在我國，當前信息網絡建設中駐地接入網的狀態是固定電話網、移動通信網、廣播 電視網等各種公眾網絡分屬不同的部門、不同的運營商，相應的駐地接入網也是各建各的， 重複投資、重複建設問題十分嚴重，導致資源的極大浪費，管理部門難以協調，運營和維護 成本高昂。這個問題目前正嚴重困擾著各大通信運營商高管，工業和信息化部對此十分重 視，已開始在四川地震災區搞試點，實行通信基礎設施的共建共享。在本發明之前，駐地接入網的存在形式完全依賴於信息網所提供的業務種類和網 絡技術體制，形成各相關運營商必須各自擁有全部網絡產權的局面，這些網絡均是從其業 務用戶終端信號接口開始的端到端的網絡。這正是造成各運營商在駐地網上不斷重複投 資、重複建設的根本原因，從而導致運營成本上升，經營收益下降，同時也因重複性的工程 施工對駐地區域造成社區優美環境的嚴重破壞，引起業主的反感而增加施工協調的難度。如上所述，傳統的接入網絡存在諸多問題，尤其是頻帶窄，頻譜利用率低，無法實 現500kHz 3GHz全頻段所有信息通信網絡的統一接入，不能建成統一的駐地接入網。從 而亟需一種駐地接入網的統一接入方法，來建設能兼容固網、廣電網及2G、3G移動通信網 等所有通信網絡的駐地接入網，來解決信息通信網絡全系統的統一接入，避免重複建設，提 高通信質量，便於網絡擴展升級。

發明內容
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種實現承載信息用戶全業務的駐地接入網的 方法，解決信息通信網絡全系統的統一接入，避免重複建設，提高通信質量，便於網絡擴展 升級。為實現上述目的，本發明提供了一種實現承載信息用戶全業務的駐地接入網的方法，包括將用戶駐地接入網設置為一個具有多級傳輸節點的樹狀網絡拓撲結構，其中每個 傳輸節點信息容量相等，並將該接入網中的所有節點分為三類業務節點、傳輸節點和用戶 節佔.選擇500kHz 3GHz整個頻帶承載整個駐地信息用戶全業務射頻信號載波；採用光波作為整個駐地接入網絡500kHz 3GHz頻段內全業務信息的載體。本發明通過業務節點實施多業務信號匯接合路，為駐地區域用戶提供500kHz 3GHz超寬頻段內全部信息業務的接入；所有網絡節點實現同帶寬、等容量，可以為駐地區 域所有用戶提供相同的全部業務需求，便於網絡以最低的成本、高度的靈活性實施擴展升 級；並且，本發明採用全光纖傳輸，由於光纖的超低耗特性，使業務集中單元接近信源，同時 使用戶業務接口單元接近用戶，以便於使用微功率功放，減少幹擾，降低噪聲，淨化電磁環 境，並可以擴大覆蓋範圍；最後，可以根據用戶駐地區域的大小，靈活組建不同規模的駐地 接入網。在較小規模的駐地接入網中，由一級傳輸單元實施用戶匯接；在較大規模的駐地接 入網中，則由二級(或多級)傳輸單元實施用戶匯接。本發明的技術方案所實現的駐地接入網絡，不僅具有對駐地區域內所有用戶所需 要的各種信息業務實現統一的接入接出和承載傳送能力，而且網絡具有許多優勢可以提 供巨大的信息接入和傳送容量，網絡所傳送信號質量高(具有更高的信噪比性能)，網絡設 計規範，節點設備統一規範，節點設備實現簡單，傳送介質成本低廉及網絡工程建設組織便 於規範，從而大幅度降低網絡建設成本。本發明的技術方案為駐地區域用戶建設能夠融合各種網絡的統一的高質量、低成 本、低電磁汙染、對環境破壞最小的接入網，完成對該駐地區域內所有種類的用戶信息業務 的接入接出和承載傳送功能。這些信息業務中，不僅包括各種制式的移動通信網絡所承載 的信息業務，各種有線、無線系統所支撐的固定寬帶數據信息業務，還包括各種有線、無線 數字/模擬電視網絡所支撐的廣播電視業務，以及對駐地區域內基於工業生產或居民生活 的安全管理控制標準所規定的信息業務。


圖1為本發明實施例中實現承載駐地區域信息用戶全業務接入網的方法流程圖；圖2為本發明實施例中一種承載駐地區域信息用戶全業務接入網絡拓撲圖；圖3為本發明的實施例中一種承載駐地區域信息用戶全業務接入網絡的系統結 構圖；圖4為本發明實施例中業務集中單元的結構圖；圖5為本發明實施例中傳輸單元的結構圖；圖6為本發明實施例中用戶業務接口單元的結構圖；圖7為本發明實施例中承載駐地用戶全部信息業務的接入網絡下行信號的處理 方法流程圖。
具體實施例方式本發明的主要技術思路是，從駐地區域信息用戶業務需求的角度出發，對目前的網絡技術標準及其信號形式和信息流量等關鍵特徵進行分析，對於在某種特定限制條件下 的信息用戶所屬的區域範圍內，用以支撐各種信息業務的網絡結構進行歸納和邏輯抽象， 從而得到具備承載特定業務流量要求特點的一種樹狀網絡拓撲圖。該樹狀網絡由業務節 點、多級傳輸節點以及用戶節點組成。這種網絡全網所有節點和路徑業務信息容量相等，具 有等容量、超寬帶的業務信息容量支撐能力。這一特點正是其他常規樹形網絡所不及的。根據以上所描述的網絡拓撲結構及其業務承載特點，本發明實施例將需要實現的 駐地接入網絡規範為三種類型的組成部分(三類節點)，即業務節點，用於各種信息業務 網絡信號集中匯接；各級傳輸節點，用於在駐地區域內，完成對所有信息業務的傳送和分布 功能的可接續級聯信息擴展分布；以及用戶節點，面向各種用戶信息業務終端設備所產生 的各種形式的信號，接入駐地信息用戶所需的各種業務接入駐地網的遠端信息。針對以上所述的節點種類和其所承載的接入接出信息流量傳送要求，本發明實施 例選擇500kHz 3GHz的連續射頻信號頻段作為超寬基本頻帶(可容納所有公眾網絡的射 頻信號頻譜，並將數據等非射頻信號進行調製、頻率搬移，搬到此基本頻帶內)，以使整個網 絡能支撐各種信息業務信號的接入接出和傳送，選擇光信號作為超寬帶信號的傳送載體， 通過將所有網絡的信息業務信號全部轉換到超寬頻帶內的各種頻段上，然後再將整個超寬 帶信號統一實施電/光變換，變為光信號傳輸，通過光纖媒介完成信號在整個駐地接入網 絡的節點和路徑上的傳輸和分布，從而實現以無線和光纖信號為主要信息傳送媒質的駐地 用戶信息接入網絡，可以提供用戶駐地區域內對用戶信息業務的接入接出和分布傳輸。為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖對本發明作進一步 的詳細描述。如圖1所示，這種實現承載信息用戶全業務的駐地接入網的方法，具體實施分以 下幾個步驟步驟101、將用戶駐地網設置為一個具有多級子節點且每個節點信息容量相等的 樹狀網絡拓撲結構，並將所有節點統一划分為三類業務節點、傳輸節點和用戶節點；步驟102、選擇500kHz 3GHz整個頻帶承載整個駐地信息用戶全業務射頻信號載 波；步驟103、採用光波作為整個駐地接入網絡500kHz 3GHz頻段內全業務信息的載 體；步驟104、業務節點的業務集中單元和所有用戶節點的用戶業務接口單元的傳輸 偵L以及各傳輸節點的傳輸單元的兩側全部採用光接口，且遵循ITU-T對光纖信道傳輸特 性所制定的相關規範，使整個駐地接入網實現全光纖傳輸；步驟105、業務集中單元的信源側設置微波合路網絡，實現下行全業務射頻信號匯 接，並將此合路信號由電/光變換器變成光信號，再經光分路器分成多路光信號；同時，將 上行多路光信號分別經光/電變換變成電信號後，合成含駐地區域信息用戶全業務的一路 電信號，再經微波分路器分送給對應的業務網絡；步驟106、傳輸單元實施光信號的透明傳輸和分布，將下行光信號經光/電變換、 電信號補償放大，再由電/光變換器變成光信號後，經光分路器分成各項參數完全相同的 多路光信號，這些多路光信號是在具有高信噪比和高傳輸能量的條件下處理而成的；同時， 將上行多路光信號分別經光/電變換變成電信號，併合成一路多業務電信號，經補償放大後再由電/光變換變成一路光信號，送至信源側的光纖傳輸鏈路；步驟107、用戶業務接口單元實施用戶多業務對接，將含多業務信息的下行光信號，通過光/電變換變成電信號，再經濾波、補償放大後，通過雙工器送至天線無損傷地輻 射給用戶終端；同時，將上行多業務射頻信號經合路、補償放大、電/光變換變成一路光信 號，送至信源側的光纖傳輸鏈路；步驟108、採用直接集成於用戶業務接口單元上的射頻天線，或通過射頻饋線連接 的外置射頻天線實施無線信號的覆蓋和分布。圖2為採用以上方式實現的一種可以承載駐地區域信息用戶全業務接入網絡的 樹形拓撲結構圖，該網絡具體包括作為業務接點用於各種信息業務網絡集中匯接的業務集中單元；作為傳輸節點用 於在駐地區域內完成對所有信息業務的傳送和分布功能的，可接續級聯信息擴展分布點的 傳輸單元(分一級、二級或更多級)；以及面向各種用戶信息業務終端設備所產生的各種形 式的信號，將駐地信息用戶所需的各種業務接入到駐地網的遠端信息接入點(用戶節點) 的用戶業務接口單元；作為傳輸介質連接這些單元的光纖，具有超寬帶、超低耗、低成本等 諸多優良特性。在圖2中，信源側的業務集中單元實施各種信源的匯接；傳輸單元可根據覆蓋區 域的規模大小可設置一級或兩級(或多於兩級)，一般設於別墅群、公寓樓或寫字樓等建築 物，其末級傳輸節點實施用戶匯接，小規模覆蓋區不設多級傳輸接點，而直接由一級傳輸接 點實施用戶匯接；用戶側的用戶業務接口單元實施光/電信號轉換，將傳送到該節點的光 信號轉換成射頻信號，送到天線向用戶終端輻射出去，或接收用戶業務信號實施相反過程 的變換。設備配置量由用戶需求而定，可以實現不同規模接入網的靈活配接。在較小規模 的駐地接入網中，由一級傳輸單元實施用戶匯接；在較大規模的駐地接入網中，則由二級 (或多級)傳輸單元實施用戶匯接。用戶節點儘量接近駐地用戶。因為光纖具有超低耗特性，可使業務節點接近信源， 並使用戶節點接近用戶，從而可以擴大覆蓋範圍。另外，採用光纖作傳輸介質，具有超寬帶、 超低耗、低成本的優點。業務節點儘量接近信源。在其信源側設置有多業務信號合路器，用於實施各種網 絡融合。即各種業務信號全部變換成500kHz 3GHz超寬頻段範圍內(數據等非射頻信號 進行調製、頻率搬移，搬到此基本頻帶內)的對應射頻信號，輸入到業務節點信源側的業務 信號合路器，合併成一路超寬帶射頻信號，再變換成光信號分路輸出。為進一步了解本發明技術方法的原理，用圖3所示的系統結構圖來說明。圖3為 本發明的實施例中可以承載駐地用戶全部信息業務的接入網絡的系統設備結構圖。其中， Si、S2......Sn表示信源。該系統包括ATT是微波衰減器，用於將信源射頻信號的電平調整到大體一致。業務集中單元用於將各種信息業務網絡集中匯接，下行信號的處理至少包括微 波無源合併器，用於將調整後的射頻信號合併，從而實現多業務信號匯接；電/光變換器， 用於將合併後的射頻信號轉換為光信號；光分路器，用於將轉換後的光信號分路成多路光 信號，經光纖輸出。上行信號的處理至少包括多個光/電變換器，分別將多路光信號變成電信號；多路信號合路器，用以合成一路電信號；微波無源分路器，用以將合成一路的電信號分成不同頻段的射頻業務信號，送對應的基站。業務集中單元的結構如圖4所示。傳輸單元用於在駐地區域內完成對所有信息業務的傳送和分布功能。其中，下行 信號處理至少包括光/電變換器，將下行光信號變成電信號；電信號補償處理器，對電信 號進行補償放大；電/光變換器，將電信號轉換為光信號；光分路器，將一路光信號分成完 全相同的最多8路光信號送至下一級傳輸單元或用戶業務接口單元。上行信號的處理至 少包括多個光/電變換器，分別將最多8路光信號變成對應的多路電信號；多路信號合路 器，用以將最多8路電信號合成一路電信號；電信號補償處理器，將所述一路電信號補償處 理；電/光變換器，將一路電信號變換成光信號，送上級傳輸單元或業務集中單元。傳輸單 元的結構如圖5所示。用戶業務接口單元，將光信號轉換成射頻信號，送到天線向用戶終端輻射出去。其 中，在下行信號的處理至少包括光/電變換器，用於將接收到的光信號進行光/電轉換； 下行濾波器，用於濾出下行電信號；下行補償放大器，將下行電信號進行補償放大；頻率雙 工器，用於將上、下行頻率分開，其中下行電信號送至微波天線；微波天線，用於將所述下行 射頻電信號輻射到接收終端。下行濾波器濾出下行電信號，雙工器將上、下行電信號進行 分路，各行其道。在上行方向上的處理至少包括微波天線，用於接收終端發送的射頻電信 號，送至雙工器；雙工器，用於將上、下行信號分開，其中上行電信號送至上行補償放大器； 上行補償放大器，用於將上行電信號進行補償放大；上行濾波器，用於濾出上行電信號；電 /光變換器，用於將上行射頻電信號轉換為光信號，並通過光纖傳輸送至傳輸單元或業務集 中單元。用戶業務接口單元的功能如圖6所示。ANT是微波天線，作為用戶業務接口單元的一部分，用於輻射射頻信號。上行信號 由天線接收到後，送至電/光變換器變成光信號，再送至末級傳輸單元。Q表示光纜。在以上系統中，由於500kHz 3GHz的超寬帶業務信號合路器和光纖的超寬帶傳 輸特性，可以提供巨大的信息接入和傳送容量；因為光纖傳輸受幹擾小，業務集中單元接近 信源而使其工作於OdBm左右的微功率輸出，以及光纖的超低耗傳輸特性和用戶業務接口 單元接近用戶終端而使其末端功放輸出僅需15dBm左右，保證系統噪聲小，從而具有更高 的信噪比性能，從而保證網絡傳輸信號質量高；網絡設計規範，節點設備統一規範，節點設 備實現簡單，傳送介質成本低廉，以及網絡工程建設組織便於規範，這些規範化使網絡建設 成本大幅度降低。這些特點所產生的效果就是為駐地區域用戶建設能夠融合各種網絡的統一的高 質量、低成本、低電磁汙染、對環境破壞最小的接入網，完成對該駐地區域內所有種類的用 戶信息業務的接入接出和承載傳送功能。圖7為本發明實施例中承載駐地信息用戶全業務接入網中下行信號的處理方法 流程圖。具體包括以下步驟步驟701、調整與信源連接的各個微波衰減器ATT，使多個信源的射頻信號電平大 體一致後，送到業務集中單元信源側對應的輸入端。步驟702、通過無源微波信號合併器將多種通信制式的射頻信號進行合路，同時將 數據信號等非射頻信號經過調製器調製和頻率搬移搬到到500kHz 3GHz頻段，並與上述各信號合路；然後將合併的信號進行電/光變換，變為光信號後經光分路器分成多路光信號輸出。步驟703、多路輸出的光信號分別經由光纖送至一級傳輸單元。步驟704、各路光信號分別在一級傳輸單元中經過光/電變換，變成電信號經補償 處理後再進行電/光變換，重新變成光信號後經光分路器輸出。步驟705、各路輸出的光信號分別經由光纖送至二級傳輸單元。步驟706、各路光信號在相應的二級傳輸單元中經過光/電變換，變成電信號，電 信號經處理後進行電/光變換，再變成光信號後經光分路器分路輸出。如前所述，這裡的設備配置量由用戶需求而定，根據用戶數量確定是否需要一級、 二級或更多級傳輸單元。步驟707、每路光信號經由光纖送至對應的用戶業務接口單元。步驟708、在用戶業務接口單元中，光信號經光/電變換恢復成射頻信號後，經射 頻電纜送至對應的天線，輻射給該覆蓋區的用戶終端。上行信號流程與下行信號流程類似，或者說基本相同。其主要差別在於業務集中 單元和傳輸單元中需要多個光/電變換器，將每個單元輸入的多路上行光信號先分別進行 光/電變換，變成電信號後經過合路器合併成一路射頻電信號。在業務集中單元中，這合成 的一路電信號經補償處理後由業務信號分路器分離成不同頻段的射頻信號送至對應的信 源網絡；在傳輸單元中，這合成的一路電信號經補償處理後再經過電/光變換變成一路光 信號輸出上行。通過以上方法，為駐地區域用戶提供了能夠融合各種網絡的統一的高質量、低成 本、低電磁汙染、對環境破壞最小的接入方式，完成對該駐地區域內所有種類的用戶信息業 務的接入接出和承載傳送功能。總之，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。
權利要求
一種實現承載信息用戶全業務的駐地接入網的方法，其特徵在於，包括將用戶駐地接入網設置為一個具有多級傳輸節點的樹狀網絡拓撲結構，其中每個傳輸節點信息容量相等，並將該接入網中的所有節點分為三類業務節點、傳輸節點和用戶節點；選擇500kHz～3GHz整個頻帶承載整個駐地信息用戶全業務射頻信號載波；採用光波作為整個駐地接入網絡500kHz～3GHz頻段內全業務信息的載體。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述業務節點上的業務集中單元的傳輸 側，所有用戶節點上的用戶業務接口單元的傳輸側，以及各傳輸節點上的傳輸單元的兩側， 全部採用光接口，使整個駐地接入網實現全光纖傳輸。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，在所述業務集中單元的信源側設置微波 合路網絡，實現下行全業務射頻信號匯接，並將合路後的信號由電/光變換轉換成光信號， 再經光分路器分成多路光信號；同時，將上行多路光信號分別經光/電變換變成電信號後， 合成一路含駐地區域信息用戶全業務的電信號，再經微波分路器分路後分別送給相應的業 務網絡。
4.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述傳輸單元實施光信號的透明傳輸和 分布，將下行光信號經光/電變換、電信號補償放大，再由電/光變換器變成光信號後，經光 分路器分成各項參數完全相同的多路光信號；同時，將上行多路光信號分別經光/電變換 轉換成電信號，併合成一路多業務電信號，經補償放大後再由電/光變換轉換成一路光信 號，送至信源側的光纖傳輸鏈路。
5.根據權利要求2、3或4所述的方法，其特徵在於，所述用戶業務接口單元實施用戶 多業務對接，將含多業務信息的下行光信號經光/電變換變成電信號，再經濾波、補償放大 後，通過雙工器送至天線無損傷地輻射給用戶終端；同時，將上行多業務射頻信號經合路、 補償放大、電/光變換變成一路光信號，送至信源側的光纖傳輸鏈路；
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括採用直接集成於業務接口單元上的射頻天線或通過射頻饋線連接的外置射頻天線實 施無線信號的覆蓋和分布。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括將一種或一種以上的信源發送的射頻電信號匯接合併，並轉換為光信號分路後通過光 纖和/或傳輸單元傳輸到一個或一個以上用戶業務接口單元；所述一個或一個以上用戶業 務接口單元將接收到的光信號進行光/電轉換和信號處理，變成射頻電信號通過天線輻射 到用戶終端；一個或一個以上用戶業務接口單元，將通過天線接收到的電信號分別進行電/光轉 換，轉換為一路或一路以上的光信號後通過光纖和/或傳輸單元傳輸；將輸入的一路或一 路以上光信號分別轉換為射頻電信號，合成一路電信號後，分成不同頻段的業務射頻電信 號送至對應的信源。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，當通過傳輸單元傳輸時，該方法進一步包括將下行的光信號轉換為電信號補償放大，再轉換為光信號分路輸出；將接收到的一路 或一路以上上行光信號分別轉換為電信號，合成一路電信號後補償放大，再經電光轉換後發送。
9.根據權利要求7或8所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括 將下行射頻電信號的電平調整為一致。
全文摘要
本發明公開了一種實現承載信息用戶全業務的駐地接入網的方法，包括將用戶駐地接入網設置為一個具有多級傳輸節點的樹狀網絡拓撲結構，其中每個傳輸節點信息容量相等，並將該接入網中的所有節點分為三類業務節點、傳輸節點和用戶節點；選擇500kHz～3GHz整個頻帶承載整個駐地信息用戶全業務射頻信號載波；採用光波作為整個駐地接入網絡500kHz～3GHz頻段內全業務信息的載體。本發明實現的駐地接入網絡，不僅具有對駐地區域內所有用戶所需要的各種信息業務實現統一的接入接出和承載傳送能力，而且可以提供巨大的信息接入和傳送容量、網絡所傳送信號質量高(具有更高的信噪比性能)、節點設備實現簡單、傳送介質成本低廉，大幅度降低網絡建設成本。
文檔編號H04B10/12GK101814956SQ20091007842
公開日2010年8月25日 申請日期2009年2月20日 優先權日2009年2月20日
發明者徐罕聰, 徐鼎偉, 韓大慶 申請人:北京東方信聯科技有限公司