АБОНЕНТСКОЕ УСТРОЙСТВО ОПТИЧЕСКОЙ СЕТИ

Предлагаемая полезная модель относится к области связи, к оконечному устройству оптической сети со стороны абонента и к системе оптической связи, такой как пассивная оптическая сеть, для передачи/приема информации на высокой скорости путем осуществления связи с использованием света в качестве передающей среды, предназначена для организации доступа абонентов к услугам оператора фиксированной связи.
В последние годы вместе с популяризацией мультимедиаслужб, прогрессирует внедрение систем оптической связи, которые устанавливают соединение связи с устройством абонента посредством схем FTTH (Fiber to the Home, Оптоволокно до Дома) или тому подобным, используя свет в качестве передающей среды.
Из предшествующего уровня техники известно оконечное устройство пассивной оптической сети со стороны абонента, см. патентный документ Китая CN 202435545 U от 12.09.2012, содержащее:
- модуль гигабитной пассивной оптической сети (GPON (Gigabit Passive Optical Network)),
- Flash память,
- оперативную память,
- диплексор/триплексор GPON (оптический трансивер),
- модули интерфейсов Ethernet
и источник питания.
При этом данное абонентское устройство оптической сети со стороны абонента не применяется операторами связи, которые заинтересованы в предоставлении большего количества услуг своим абонентам при помощи единого устройства доступа. В настоящее время пользователю требуется подключение абонентского устройства к различным устройствам: преобразования, сопряжения, сбора данных, предоставлении коллективного телевещания, видеонаблюдения, сигнализации, телеметрии, домофонии и т.п. Таким образом указанное выше устройство не позволяет подключать пользователя одновременно к множеству устройств и систем, в результате чего для подключения всех необходимых устройств и систем увеличиваются капитальные и эксплуатационные затраты при эксплуатации как всей сети, так и отдельного оборудования, реализующего соответствующие услуги.
Технический результат состоит в повышении функциональности оконечного устройства оптической сети со стороны абонента, снижении затрат при организации сети, повышении удобства пользования абонентским терминалом оптической сети и подключенными к нему по проводным и беспроводным интерфейсам устройствами.
Указанный технический результат достигается тем, что абонентское устройство оптической сети включает в себя модуль гигабитной пассивной оптической сети (GPON (Gigabit Passive Optical Network)) и связанные с ним: Flash память, оперативную память типа DDR3, диплексор/триплексор GPON (оптический трансивер), модуль интерфейсов Ethernet и RF CATV - порт для выделения из оптической среды передачи передаваемого на отдельной частоте телевизионного сигнала, модуль интерфейсов USB, SLIC-модули FXO/FXS, модуль беспроводной сети Wi-Fi, модуль сбора данных и управления по беспроводной сети, включающий M-Bus и/или Z-Wave, и/или ZigBee или беспроводный модуль proprietary 779-928 МГц, выполненные в виде одной структурной единицы и источник питания.
Предлагаемое устройство реализуется посредством абонентского устройства оптической сети, показанного на фиг. 1, в виде структурной схемы.
Оптический интерфейс предлагаемого устройства реализован с помощью 10 pin SFF трансивера, при этом обеспечиваются функции приемника и передатчика цифрового сигнала, приемника аналогового видеосигнала возможность управления трансивером со стороны модуля GPON по интерфейсу I2C.
Предлагаемое устройство содержит не менее двух интерфейсов RJ-12 (он же FXS) для подключения к себе аналоговых телефонов (данные интерфейсы выполнены на чипе).
Также предлагаемое устройство располагает не менее четырьмя независимыми Gigabit Ethernet-портами и выполняет все функции для 1000 Base-T, 100 Base-TX и 10 Base-Т Ethernet на физическом уровне (PHY).
Кроме того предлагаемое устройство имеет интерфейс RJ-45 для приема информационных сигналов от источников бесперебойного питания (если производить подключение заявляемое устройство от таких источников).
Предлагаемое устройство содержит интерфейс Wi-Fi, который используется как для организации беспроводной сети, так и для поддержки исполнительных устройств стандарта 802.11 (a, b, g, n, a/c). Это реализуется интегрированным в устройство Wi-Fi-модулем либо путем установки дополнительного Wi-Fi-модуля формата miniPCI-e. Такой модуль реализован на чипе и подключается к основному модулю GPON по интерфейсу PCI-Express.
Модуль сбора данных и управления по беспроводной сети предлагаемого устройства выполнен в виде одной структурной единицы (мезонина), состоящей из четырех основных макроэлементов (мезонин-модулей) с целью обеспечения гибкой функциональной конфигурации:
- модуль Z-Wave представляет собой микроконтроллер в связке с чипом радиотрансивера. Данный модуль предлагаемого устройства подключен по интерфейсу UART (универсальный асинхронный приемопередатчик) к модулю GPON, при этом с помощью программно-аппаратного коммутатора выполняется разделение одного UART на два канала, а переключение коммутатора на второй канал выполняется по сигналу прерывания от чипа радиотрансивера;
- модуль Zigbee представляет собой радиотрансивер со встроенной поддержкой протокола обмена Zigbee устройств. К модулю GPON предлагаемого устройства данный модуль подключен по интерфейсу SPI (Serial Peripheral Interface), а необходимое расширение данного интерфейса (со стороны основного микроконтроллера) выполнено с помощью стандартных портов ввода-вывода;
- proprietary-радиомодуль с настраиваемой частотой передачи данных 779-928 МГц представляет собой программируемый радиотрансивер, который подключен к модулю GPON предлагаемого устройства по интерфейсу SPI;
- модуль M-Bus представляет собой радиотрансивер с поддержкой протокола обмена wireless M-Bus, который подключен к модулю GPON предлагаемого устройства по интерфейсу UART с разделением одного UART на два канала и коммутацией по сигналу прерывания от радиотрансивера.
Предлагаемое устройство может быть связано (одновременно или на выбор) с любыми устройствами по интерфейсам:
- проводным: Ethernet, USB, RF, FXS;
- беспроводным: Wi-Fi, M-Bus, Ζ-Wave, ZigBee, proprietary 779-928 МГц.
Предлагаемое устройство позволяет оператору сети фиксированной связи предоставлять дополнительные услуги, не связанные только с доступом в сеть Интернет или передачей голоса, и тарифицировать эти услуги, выполнять управление ими в соответствие с технической спецификацией управления абонентским оборудованием через глобальную сеть TR-069 и интерфейсом контроля и управления абонентским оборудованием OMCI, т.е. реализуется возможность конфигурирования предлагаемого устройства со стороны оператора и независимость процесса эксплуатации от объема управляемой и контролируемой аппаратуры абонентов, а также обеспечивается возможность верификации данных на соответствие стандартам Internet Engineering Task Force до 7 уровня модели OSI для наборов команд протокола с использованием правил на основе сигнатурного сравнения, эвристических и статистических технологий при использовании технологии оптического доступа в соответствие со спецификациями ITU-T G.984.
При помощи предполагаемого устройства оператором сети могут быть предоставлены следующие сервисы и услуги для своих абонентов:
1. медиасервисы:
i. Triple Play (Интернет, IPTV/Video-on-Demand, Voice-over-IP) с возможностью предоставления любого сервиса на любом Ethernet-порту и контролем QoS (Quality of Service);
ii. Домашнее медиа хранилище на основе внешнего USB HDD/Flash-диска с разграничением прав доступа к контенту;
iii. Домашняя IP-АТС с поддержкой HD-голоса и телефонных сервисов;
iv. DECT-телефония;
2. удаленное управляемое видеонаблюдение по беспроводной сети;
3. охранно-пожарная сигнализация по беспроводной сети;
4. управление оконечными беспроводными устройствами (выключатели, розетки, электроприводы), поддерживающими беспроводные интерфейсы;
5. телеметрия с приборов учета энергетических ресурсов (воды, электрической энергии, тепловой энергии, газа) по беспроводной сети (сбор показаний и передача в адрес любых заинтересованных сторон);
6. телемедицина - сбор и передача данных с медицинских устройств абонента (кардиомонитор, манометр, глюкометр) по проводным и беспроводным интерфейсам медицинскому персоналу для дальнейшего анализа, вынесения диагноза и рекомендаций.
Основой для формирования управляемой среды может служить концепция Smart Home («Интеллектуальный дом»), которая должна обеспечить информационный обмен внутри каждой квартиры, а также подключение каждой квартиры со всеми имеющимися в ней устройствами к глобальным информационным магистралям. Согласно этой концепции каждая квартира имеет множество устройств с совершенно разными интерфейсами, а также множество сетей, не связанных друг с другом (например, компьютерная, телефонная, кабельное телевидение, домофон, система сбора данных с приборов учета энергетических ресурсов, охранная сигнализация и т.п.). Доступ к ресурсам как внутри дома, так и вне его при этом может быть обеспечен с помощью интерфейсов и технологий, использующихся в Internet.
Выше были раскрыты основные особенности абонентское устройство оптической сети, но любому специалисту в данной области техники, очевидно, что на основе раскрытых данных можно создать вариации абонентских устройств, например, используя иные интерфейсы для внешних устройств.