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CN110519665B - 一种基于同轴线通信的pon智能家庭组网系统 - Google Patents

一种基于同轴线通信的pon智能家庭组网系统 Download PDF

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CN110519665B CN201910732054.XA CN201910732054A CN110519665B CN 110519665 B CN110519665 B CN 110519665B CN 201910732054 A CN201910732054 A CN 201910732054A CN 110519665 B CN110519665 B CN 110519665B
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Abstract

本发明提供的一种基于同轴线通信的PON智能家庭组网系统，通过网线互联实现了G.hn中继器2与智能家庭网关的有线互联，利用室内预留的同轴线实现了G.hn中继器2与多个子路由器两两之间的有线互联，通过G.hn中继器2沟通智能家庭网关与子路由器进而实现了智能家庭网关与子路由器的有线互联，从而保证数据带宽利用最大化、提高网络吞吐量、降低传输时延，通过充分利用已有同轴资源，减少了额外布线，有效地降低了组网成本、提高市场竞争力；结合智能家庭网关与子路由器内置的WIFI通信模块的无线互联效果实现了网络的全覆盖，增强了用户体验。

Description

一种基于同轴线通信的PON智能家庭组网系统
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种基于同轴线通信的PON智能家庭组网系统。
背景技术
同轴线是常见的信号传输线，其结构由内向外依次是内导体、绝缘介质、外导体(屏蔽层)和护套4部分，中心的铜芯用于传送高电平的，采用绝缘材料进行包覆；绝缘材料外围是与铜芯共轴的筒状金属薄层，用于传输低电平，同时起到屏蔽作用。
G.hn国际标准将电源线、双绞线和同轴电缆都纳入到家庭网络有线传输媒质中，能够最大程度地利用已布设的各种线缆，在网络覆盖及终端接入层面上为物联网的普及提供现实的实体支撑。
智能家庭网关是家居智能化的心脏，通过它实现系统信息的采集、信息输入、信息输出、集中控制、远程控制、联动控制等功能。智能家庭网关具备智能家居控制枢纽及无线路由两大功能，一侧负责具体的安防报警、家电控制、用电信息采集，通过无线方式与智能交互终端等产品进行数据交互；另一侧还具备有无线路由功能，不仅具备优良的无线性能，且网络安全防护等级高、无线信号覆盖面积大。
当前，家庭智能网关已进入寻常百姓家，各种WIFI路由器也非常普及，但是在现有的家居应用中，二者仅限于通过无线网络结合使用，即利用所谓的WIFI MESH技术进行无线组网，当用户从一个WIFI覆盖范围移动到另一个WIFI范围时，将会出现明显的卡顿或延时，更有甚者会出现掉线情况，严重影响了用户体验和使用。且因没有实际的有线的连接，仅通过WIFI MESH技术进行组网，会带来吞吐量的下降和时延的增加。
发明内容
本发明提供一种基于同轴线通信的PON智能家庭组网系统，解决了现有网关与路由器无线组网时WIFI各自独立，网络吞吐量低、传输时延长，且用户因移动位置在两者之间切换WIFI时将会出现明显的卡顿或延时更甚是掉线的技术问题。
为解决以上技术问题，本发明提供一种基于同轴线通信的PON智能家庭组网系统，包括通过网线连接的网关、G.hn中继器，以及通过同轴线独立连接所述G.hn中继器的多个G.hn子路由器。
所述网关为智能家庭网关，设有网络输入端口、PON口，用于接入宽带信号；
还设有网络输出端口，用于连接所述G.hn中继器，将处理后的所述宽带信号向所述G.hn中继器传输。
所述G.hn中继器设有网络输入端口，用于连接所述家庭智能网关的所述网络输出端口，进行有线信号互传；
还设有多个射频输出端口，用于通过所述同轴线独立连接所述多个G.hn子路由器，实现所述G.hn中继器与每个所述G.hn子路由器之间的有线信号互传。
每个所述G.hn子路由器设有一个射频口，所述射频口用于连接所述G.hn中继器的一个所述射频口，用于实现所述G.hn中继器与每个所述G.hn子路由器之间以及所述G.hn子路由器两两之间的有线信号互传。
所述G.hn中继器与每个所述G.hn子路由器均内置G.hn模块，所述G.hn模块为支持G.hn协议标准的通信芯片。
所述G.hn中继器与每个所述G.hn子路由器之间、所述多个G.hn子路由器两两之间通过所述同轴线按照G.hn协议进行有线数据交互。
所述网关和所述多个G.hn子路由器均内置有WIFI通信模块，所述WIFI通信模块通过无线连接构成互联WIFI网络；
所述WIFI通信模块之间通过EASY MESH协议实现互联。
所述网线和所述同轴线还用于支持电源供电。
本发明提供的一种基于同轴线通信的PON智能家庭组网系统，通过网线互联实现了G.hn中继器与智能家庭网关的有线互联，利用室内预留的同轴线实现了G.hn中继器与多个子路由器两两之间的有线互联，通过G.hn中继器沟通智能家庭网关与子路由器进而实现了智能家庭网关与子路由器的有线互联，从而保证数据带宽利用最大化、提高网络吞吐量、降低传输时延，通过充分利用已有同轴资源，减少了额外布线，有效地降低了组网成本、提高市场竞争力；结合智能家庭网关与子路由器内置的WIFI通信模块的无线互联效果实现了网络的全覆盖，增强了用户体验。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于同轴线通信的PON智能家庭组网系统的模块结构图；
图2是本发明实施例提供的图1中G.hn中继器的模块结构图；
图3是本发明实施例提供的图1中G.hn子路由器的模块结构图；
图4是本发明实施例提供的图2与图3中G.hn放大器硬件电路图；
图5是本发明实施例提供的图2与图3中G.hn变压器硬件电路图；
图6是本发明实施例提供的图2与图3中G.hn带通滤波器硬件电路图；
其中：网关1，G.hn中继器2，G.hn子路由器3。
具体实施方式
下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本发明的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制，因为在不脱离本发明精神和范围基础上，可以对本发明进行许多改变。
本发明实施例提供的一种基于同轴线通信的PON智能家庭组网系统，如图 1所示，在本实施例中，包括通过网线连接的网关1、G.hn中继器2，以及通过同轴线独立连接所述G.hn中继器2的多个G.hn子路由器3。
所述网关1为智能家庭网关，设有网络输入端口、PON口，用于接入宽带信号；所述PON口在本实施例中指光口；
还设有网络输出端口，用于连接所述G.hn中继器2，将处理后的所述宽带信号向所述G.hn中继器2传输。
所述G.hn中继器2设有网络输入端口，用于连接所述家庭智能网关的所述网络输出端口，进行有线信号互传；所述网络输入端口为POE网络输入端口；
还设有多个射频输出端口，用于通过所述同轴线独立连接所述多个G.hn子路由器3，实现所述G.hn中继器2与每个所述G.hn子路由器3之间的有线信号互传；所述射频输出端口为RF射频口。
所述多个G.hn子路由器3至少包括G.hn子路由器31、G.hn子路由器32、 G.hn子路由器3n，所述n至少为2，每个所述G.hn子路由器3设有一个射频口，所述射频口用于连接所述G.hn中继器2的一个所述射频口，用于实现所述G.hn 中继器2与每个所述G.hn子路由器3之间以及所述G.hn子路由器3两两之间的有线信号互传。
所述G.hn中继器2与每个所述G.hn子路由器3均内置G.hn模块，所述G.hn 模块为支持G.hn协议标准的通信芯片。
所述G.hn中继器2与每个所述G.hn子路由器3之间、所述多个G.hn子路由器3两两之间通过所述同轴线按照G.hn协议进行有线数据交互。
所述网关1和所述多个G.hn子路由器3均内置有WIFI通信模块，所述WIFI 通信模块通过无线连接构成互联WIFI网络；
所述WIFI通信模块之间通过EASY MESH协议实现互联。
所述网线和所述同轴线还用于支持电源供电。
参见图2，作为本申请提供的一种具体实施例，所述G.hn中继器2包括CPU、 DDR、FLASH、G.hn信号放大器、G.hn信号带通滤波器、G.hn变压器和多个射频口；以及一个网络输入端口和多路RF射频口，所述G.hn中继器2采用POE 供电。
所述多路RF射频口还通过连接所述网络输入端口向下级多个G.hn子路由器进行POE供电。
所述G.hn中继器2中的G.hn模块包括所述CPU、所述G.hn信号放大器、所述G.hn信号带通滤波器和所述G.hn变压器。
所述G.hn中继器2的信号输出工作原理如下：
通过所述网络输入端口接收上行网关信号，所述上行网关信号经所述CPU 处理为G.hn调制信号后，再通过所述G.hn信号放大器进行信号放大、通过所述 G.hn变压器变换为共模信号，再通过所述RF射频口输出给下级G.hn子路由器。同时，所述RF射频口通过同轴线向下级G.hn子路由器进行供电。
所述G.hn中继器2的信号输入工作原理如下：
通过所述RF射频口接收下级G.hn子路由器的调制信号，所述调制信号通过所述G.hn变压器变换为差分信号后输入到G.hn信号带通滤波器滤除带外信号，进一步输送到所述CPU中进行解调。若还需要进行所述G.hn子路由器两两之间的信号传输，则将所述DDR或所述FLASH储存器中的解调信号重新进行调制并通过信号输出工作流程输出到对应的所述G.hn子路由器中。
参见图3，作为本申请提供的一种具体实施例，所述G.hn子路由器3包括 CPU、WIFI模块、FLASH、DDR、G.hn信号放大器、G.hn信号带通滤波器和 G.hn变压器，以及一个网口和RF射频口，所述WIFI模块包括2.4GWIFI模块和5GWIFI模块；所述网口选用RJ-45接口。
所述G.hn子路由器3中的G.hn模块包括所述CPU、所述G.hn信号放大器、所述G.hn信号带通滤波器和所述G.hn变压器。
所述G.hn子路由器3的信号输出工作原理如下：
通过所述RF射频口接收上行G.hn中继器的G.hn信号，所述G.hn信号经过所述G.hn变压器变换为差分信号、通过所述G.hn信号带通滤波器进行滤波处理，再经过所述CPU处理解调，最后，通过所述2.4GWIFI模块、所述5GWIFI模块或所述网口分发出去给用户使用。
所述G.hn子路由器3的信号输入工作原理如下：
通过所述2.4GWIFI模块、所述5GWIFI模块或所述网口接收到的信号经过所述CPU处理成G.hn调制信号后，再经过G.hn放大器进行信号放大、通过所述G.hn变压器变换为共模信号，再通往所述RF射频口输出给上级所述G.hn中继器。
参见图4，所述G.hn中继器2和所述G.hn子路由器3中的所述G.hn放大器均选用LE87100NQCT放大器。
参见图5，所述G.hn中继器2和所述G.hn子路由器3中的所述G.hn变压器均选用T802变压器。
所述G.hn中继器2和所述G.hn子路由器3中的所述G.hn带通滤波器均由电阻R1～R3、电容C1～CC8和电感L1～L4组成，具体连接关系参见图6。
所述WIFI模块包括2.4GWIFI模块和5GWIFI模块；所述2.4GWIFI模块选用HI5620芯片，所述5GWIFI模块选用Hi5621芯片。
所述PON智能家庭组网系统的通信方式分为有线通信与无线通信，所述有线通信的具体工作流程为：
智能家庭网关通过网络输入端口、PON口接入宽带信号，并对接收到的宽带信号中的音视频进行解扰、解码处理，随后经由网络输出端口分发所述音视频数据流到G.hn中继器2，所述G.hn中继器2对接收到的音视频流通过所述G.hn 模块进行调制并根据配置的多个输出接口进行信号分流最后通过同轴线将所述音视频数据流依据特定路径传送至多个G.hn子路由器3中，所述多个G.hn子路由器3之间也可通过同轴线实现数据互传。
所述无线通讯的具体工作流程为：
所述智能家庭网关和所述多个G.hn子路由器3依靠内置WIFI通信模块建立的互联WIFI网络以及WIFI的EASY MESH协议进行信号的无线互传。
本发明实施例提供的一种基于同轴线通信的PON智能家庭组网系统，通过网线互联实现了G.hn中继器2与智能家庭网关的有线互联，利用室内预留的同轴线实现了G.hn中继器2与多个子路由器两两之间的有线互联，通过G.hn中继器2沟通智能家庭网关与子路由器进而实现了智能家庭网关与子路由器的有线互联，从而保证数据带宽利用最大化、提高网络吞吐量、降低传输时延，通过充分利用已有同轴资源，减少了额外布线，有效地降低了组网成本、提高市场竞争力；结合智能家庭网关与子路由器内置的WIFI通信模块的无线互联效果实现了网络的全覆盖，增强了用户体验。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于同轴线通信的PON智能家庭组网系统，其特征在于，包括通过网线连接的网关、G.hn中继器，以及通过同轴线独立连接所述G.hn中继器的多个G.hn子路由器；
所述网关为智能家庭网关，设有网络输入端口、PON口，用于接入宽带信号；
还设有网络输出端口，用于连接所述G.hn中继器，将处理后的所述宽带信号向所述G.hn中继器传输；
所述G.hn中继器设有网络输入端口，用于连接所述智能家庭网关的网络输出端口，进行有线信号互传；
还设有多个射频输出端口，用于通过所述同轴线独立连接所述多个G.hn子路由器，实现所述G.hn中继器与每个所述G.hn子路由器之间的有线信号互传；
所述G.hn中继器与每个所述G.hn子路由器之间、所述多个G.hn子路由器两两之间通过所述同轴线按照G.hn协议进行有线数据交互。
2.如权利要求1所述的一种基于同轴线通信的PON智能家庭组网系统，其特征在于：每个所述G.hn子路由器设有一个射频口，所述射频口用于连接所述G.hn中继器的一个所述射频口，用于实现所述G.hn中继器与每个所述G.hn子路由器之间以及所述G.hn子路由器两两之间的有线信号互传。
3.如权利要求2所述的一种基于同轴线通信的PON智能家庭组网系统，其特征在于：所述G.hn中继器与每个所述G.hn子路由器均内置G.hn模块，所述G.hn模块为支持G.hn协议标准的通信芯片。
4.如权利要求3所述的一种基于同轴线通信的PON智能家庭组网系统，其特征在于：所述网关和所述多个G.hn子路由器均内置有WIFI通信模块，所述WIFI通信模块通过无线连接构成互联WIFI网络；
所述WIFI通信模块之间通过EASY MESH协议实现互联。
5.如权利要求4所述的一种基于同轴线通信的PON智能家庭组网系统，其特征在于：所述网线和所述同轴线还用于支持电源供电。
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