本發明涉及一種網絡實訓教學裝置，尤其是一種三網融合綜合實訓裝置。

背景技術：

三網融合是指電信網、廣播電視網、互聯網在向寬帶通信網、數字電視網、下一代互聯網演進過程中，三大網絡通過技術改造，其技術功能趨于一致，業務范圍趨于相同，網絡互聯互通、資源共享，能為用戶提供語音、數據和廣播電視等多種服務。我國的有線電視系統是在共用天線的基礎上發展起來的。

三網融合從其技術層面來講，數字技術的迅速發展和全面采用，使電話、數據和圖像信號都可以通過統一的編碼進行傳輸和交換，所有業務在網絡中都將成為統一的“0”或“1”的比特流。光通信技術的發展，為綜合傳送各種業務信息提供了必要的帶寬和傳輸高質量，成為三網業務的理想平臺。軟件技術的發展使得三大網絡及其終端都通過軟件變更，最終支持各種用戶所需的特性、功能和業務。統一的TCP/IP協議的普遍采用，將使得各種以IP為基礎的業務都能在不同的網上實現互通。人類首次具有統一的為三大網都能接受的通信協議，從技術上為三網融合奠定了最堅實的基礎。目前三網融合的主要應用包括互聯網電視(IPTV)和網絡電話(VOIP)。IPTV是指利用IP技術，通過寬帶網絡提供視頻業務。IPTV融合了電視業務和電信業務的特點。其優勢在于“互動性”與“按需觀看”，徹底改變了傳統電視單向播放的缺點。VOIP又名寬帶電話，是指基于寬帶技術實現的電腦與電腦、電腦與電話、電話與電話之間的通話業務。因無須搭建專屬網絡，VOIP運營成本低，通話資費大大低于傳統電話。從網絡層面上，PON網絡是解決三網融合的最佳網絡，無論從廣電的HFC網絡還是電信的FTTB至FTTH,在傳輸接入層基本一致。即采用EPON或GPON實現接入。對于廣電網絡來說，其同軸電纜具有天然的寬帶特性，EOC技術的應用是其三網融合獨有的特色。由于三網融合涉及的技術復雜，設備較多，成本較高。在普通高校或一般專業培訓結構很難搭建實訓環境。個別高校已建的三網融合試驗室，通常都是基于電信系的“三網融合”，缺少廣電技術的深度融合。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是現有的三網融合并未實現真正地融合，都是局部融合，且結構復雜、設備眾多，難以滿足實訓需求。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種三網融合綜合實訓裝置，包括網絡系統和綜合測試臺；

網絡系統包括核心層設備、傳輸接入層設備以及終端設備；核心層設備包括網絡核心設備、管理服務器以及業務子系統；網絡核心設備包括三層交換機和二層交換機；業務子系統包括流媒體服務器、光發射機、光衰減器、光放大器、IP語音交換機、IP衛星接收機以及IP編碼器；

傳輸接入層設備包括吉比特無源光網絡設備、以太網無源光網絡設備、波分復用器、光分路器、光網絡基站以及光網絡單元；光網絡基站由光網絡單元、光接收機以及EOC局端組成；

終端設備包括電視、機頂盒、EOC終端、雙纖收發器終端、電腦以及電話；

綜合測試臺包括柜體、臺面以及測控面板箱；臺面安裝在柜體上，測控面板箱安裝在臺面上；在測控面板箱的前側斜坡面上設有第一測試面板、第二測試面板、電源面板以及網絡終端面板；在網絡終端面板上設有三層交換機的以太網接口；在第一測試面板和第二測試面板上設有測試端口；測試端口包括交換機光接口、發射機輸入接口、發射機輸出接口、衰減器輸入接口、衰減器輸出接口、放大器輸入接口、放大器輸出接口、GPON光輸入接口、GPON光輸出接口、EPON光輸入接口、EPON光輸出接口、復用器輸入接口、復用器輸出接口、分路器輸入接口、分路器輸出接口、ONU輸入接口、ONU輸出接口、EOC局端輸入接口、EOC局端輸出接口、接收機輸入接口、接收機輸出接口、EOC終端輸入接口、EOC終端輸出接口、機頂盒輸入接口、機頂盒輸出接口、雙纖終端輸入接口、雙纖終端輸出接口、TV信號接口、PC網絡接口以及TL信號接口；

三層交換機分別與以太網接口和交換機光接口相連；光發射機分別與發射機輸入接口和發射機輸出接口相連；光衰減器分別與衰減器輸入接口和衰減器輸出接口相連；光放大器分別與放大器輸入接口和放大器輸出接口相連；吉比特無源光網絡設備分別與GPON光輸入接口和GPON光輸出接口相連；以太網無源光網絡設備分別與EPON光輸入接口和EPON光輸出接口相連；波分復用器分別與復用器輸入接口和復用器輸出接口相連；光分路器分別與分路器輸入接口和分路器輸出接口相連；光網絡單元分別與ONU輸入接口和ONU輸出接口相連；EOC局端分別與EOC局端輸入接口和EOC局端輸出接口相連；光接收機分別與接收機輸入接口和接收機輸出接口相連；EOC終端分別與EOC終端輸入接口和EOC終端輸出接口相連；機頂盒分別與機頂盒輸入接口和機頂盒輸出接口相連；雙纖收發器終端分別與雙纖終端輸入接口和雙纖終端輸出接口相連；電視與TV信號接口相連；電腦與PC網絡接口相連；電話與TL信號接口相連；

管理服務器通過二層交換機與三層交換機的以太網接口網絡連接；IP衛星接收機通過IP編碼器與三層交換機的以太網接口網絡連接；流媒體服務器以及IP語音交換機與三層交換機的以太網接口網絡連接。

采用在后臺搭建各個系統設備，并在綜合測試臺留出各個設備的接口，方便在實訓過程中進行接線組網訓練，不僅降低了實訓難度，滿足實訓需求，而且在實訓過程中可直接進行參與各個設備接口的連接，具有較好的實現意義。

作為本發明的進一步限定方案，電腦安裝在臺面上；在臺面下側設有測試儀抽屜和工具抽屜；在測控面板箱的背面鉸接有箱體門板。采用箱體門板能夠方便在測控面板箱內放置安裝各個設備。

作為本發明的進一步限定方案，在測試儀抽屜內設有碼流分析儀、數字電視場強儀、光功率計以及光時域反射儀。

作為本發明的進一步限定方案，在工具抽屜內設有接口連接線。

作為本發明的進一步限定方案，三層交換機的交換機光接口通過接口連接線與EPON光輸入接口相連；EPON光輸出接口通過接口連接線與分路器輸入接口相連；分路器輸出接口通過接口連接線與ONU輸入接口相連；ONU輸出接口通過接口連接線與EOC局端輸入接口相連；EOC局端輸出接口通過接口連接線與EOC終端輸入接口相連；EOC終端輸出接口通過接口連接線分別與機頂盒輸入接口、PC網絡接口以及TL信號接口相連；機頂盒輸出接口通過接口連接線與TV信號接口相連。

作為本發明的進一步限定方案，三層交換機的交換機光接口通過接口連接線與EPON光輸入接口相連；EPON光輸出接口通過接口連接線與分路器輸入接口相連；分路器輸出接口通過接口連接線與雙纖終端輸入接口相連；雙纖終端輸出接口通過接口連接線分別與TV信號接口、PC網絡接口以及TL信號接口相連。

作為本發明的進一步限定方案，三層交換機的交換機光接口通過接口連接線與GPON光輸入接口相連；GPON光輸出接口通過接口連接線與復用器輸入接口相連；復用器輸出接口通過接口連接線與分路器輸入接口相連；分路器輸出接口通過接口連接線與ONU輸入接口相連；ONU輸出接口通過接口連接線分別與TV信號接口、PC網絡接口以及TL信號接口相連。

作為本發明的進一步限定方案，接收機輸入接口用于與數字電視信號端口相連；接收機輸出接口通過接口連接線與衰減器輸入接口相連；衰減器輸出接口通過接口連接線與復用器輸入接口相連；復用器輸出接口通過接口連接線與分路器輸入接口相連；分路器輸出接口通過接口連接線與ONU輸入接口相連；ONU輸出接口通過接口連接線分別與TV信號接口、PC網絡接口以及TL信號接口相連。

作為本發明的進一步限定方案，接收機輸入接口用于與數字電視信號端口相連；接收機輸出接口通過接口連接線與放大器輸入接口相連；放大器輸出接口通過接口連接線與分路器輸入接口相連；分路器輸出接口通過接口連接線與雙纖終端輸入接口相連；雙纖終端輸出接口通過接口連接線分別與TV信號接口、PC網絡接口以及TL信號接口相連。

作為本發明的進一步限定方案，接收機輸入接口用于與數字電視信號端口相連；接收機輸出接口通過接口連接線與放大器輸入接口相連；放大器輸出接口通過接口連接線與分路器輸入接口相連；分路器輸出接口通過接口連接線與接收機輸入接口相連；接收機輸出接口通過接口連接線與EOC局端輸入接口相連；EOC局端輸出接口通過接口連接線與EOC終端輸入接口相連；EOC終端輸出接口通過接口連接線分別與機頂盒輸入接口、PC網絡接口以及TL信號接口相連；機頂盒輸出接口通過接口連接線與TV信號接口相連。

本發明的有益效果在于：采用在后臺搭建各個系統設備，并在綜合測試臺留出各個設備的接口，方便在實訓過程中進行接線組網訓練，不僅降低了實訓難度，滿足實訓需求，而且在實訓過程中可直接進行參與各個設備接口的連接，具有較好的實現意義。

附圖說明

圖1為本發明的裝置連接關系圖；

圖2為本發明的綜合測試臺前視結構示意圖；

圖3為本發明的綜合測試臺右視結構示意圖。

圖中：1、柜體，2、臺面，3、測控面板箱，4、第一測試面板，5、第二測試面板，6、電源面板，7、網絡終端面板，8、測試儀抽屜，9、工具抽屜，10、電腦，11、測試端口，12、箱體門板。

具體實施方式

如圖1-3所示，本發明的三網融合綜合實訓裝置，包括網絡系統和綜合測試臺；

其中，網絡系統包括核心層設備、傳輸接入層設備以及終端設備；核心層設備包括網絡核心設備、管理服務器以及業務子系統；網絡核心設備包括三層交換機和二層交換機；業務子系統包括流媒體服務器、光發射機、光衰減器、光放大器、IP語音交換機、IP衛星接收機以及IP編碼器；

傳輸接入層設備包括吉比特無源光網絡設備、以太網無源光網絡設備、波分復用器、光分路器、光網絡基站以及光網絡單元；光網絡基站由光網絡單元、光接收機以及EOC局端組成；

終端設備包括電視、機頂盒、EOC終端、雙纖收發器終端、電腦以及電話；

綜合測試臺包括柜體1、臺面2以及測控面板箱3；臺面2安裝在柜體1上，測控面板箱3安裝在臺面2上；在測控面板箱3的前側斜坡面上設有第一測試面板4、第二測試面板5、電源面板6以及網絡終端面板7；在網絡終端面板7上設有三層交換機的以太網接口；在第一測試面板4和第二測試面板5上設有測試端口11；測試端口包括交換機光接口、發射機輸入接口、發射機輸出接口、衰減器輸入接口、衰減器輸出接口、放大器輸入接口、放大器輸出接口、GPON光輸入接口、GPON光輸出接口、EPON光輸入接口、EPON光輸出接口、復用器輸入接口、復用器輸出接口、分路器輸入接口、分路器輸出接口、ONU輸入接口、ONU輸出接口、EOC局端輸入接口、EOC局端輸出接口、接收機輸入接口、接收機輸出接口、EOC終端輸入接口、EOC終端輸出接口、機頂盒輸入接口、機頂盒輸出接口、雙纖終端輸入接口、雙纖終端輸出接口、TV信號接口、PC網絡接口以及TL信號接口；

三層交換機分別與以太網接口和交換機光接口相連；光發射機分別與發射機輸入接口和發射機輸出接口相連；光衰減器分別與衰減器輸入接口和衰減器輸出接口相連；光放大器分別與放大器輸入接口和放大器輸出接口相連；吉比特無源光網絡設備分別與GPON光輸入接口和GPON光輸出接口相連；以太網無源光網絡設備分別與EPON光輸入接口和EPON光輸出接口相連；波分復用器分別與復用器輸入接口和復用器輸出接口相連；光分路器分別與分路器輸入接口和分路器輸出接口相連；光網絡單元分別與ONU輸入接口和ONU輸出接口相連；EOC局端分別與EOC局端輸入接口和EOC局端輸出接口相連；光接收機分別與接收機輸入接口和接收機輸出接口相連；EOC終端分別與EOC終端輸入接口和EOC終端輸出接口相連；機頂盒分別與機頂盒輸入接口和機頂盒輸出接口相連；雙纖收發器終端分別與雙纖終端輸入接口和雙纖終端輸出接口相連；電視與TV信號接口相連；電腦與PC網絡接口相連；電話與TL信號接口相連；

管理服務器通過二層交換機與三層交換機的以太網接口網絡連接；IP衛星接收機通過IP編碼器與三層交換機的以太網接口網絡連接；流媒體服務器以及IP語音交換機與三層交換機的以太網接口網絡連接。

電腦10安裝在臺面2上；在臺面2下側設有測試儀抽屜8和工具抽屜9；在測控面板箱3的背面鉸接有箱體門板12；在測試儀抽屜8內設有碼流分析儀、數字電視場強儀、光功率計以及光時域反射儀；在工具抽屜9內設有接口連接線。

本發明的三網融合裝置在接線搭建時，可實現下列幾種融合搭建方式：

(1)三層交換機的交換機光接口通過接口連接線與EPON光輸入接口相連；EPON光輸出接口通過接口連接線與分路器輸入接口相連；分路器輸出接口通過接口連接線與ONU輸入接口相連；ONU輸出接口通過接口連接線與EOC局端輸入接口相連；EOC局端輸出接口通過接口連接線與EOC終端輸入接口相連；EOC終端輸出接口通過接口連接線分別與機頂盒輸入接口、PC網絡接口以及TL信號接口相連；機頂盒輸出接口通過接口連接線與TV信號接口相連。

(2)三層交換機的交換機光接口通過接口連接線與EPON光輸入接口相連；EPON光輸出接口通過接口連接線與分路器輸入接口相連；分路器輸出接口通過接口連接線與雙纖終端輸入接口相連；雙纖終端輸出接口通過接口連接線分別與TV信號接口、PC網絡接口以及TL信號接口相連。

(3)三層交換機的交換機光接口通過接口連接線與GPON光輸入接口相連；GPON光輸出接口通過接口連接線與復用器輸入接口相連；復用器輸出接口通過接口連接線與分路器輸入接口相連；分路器輸出接口通過接口連接線與ONU輸入接口相連；ONU輸出接口通過接口連接線分別與TV信號接口、PC網絡接口以及TL信號接口相連。

(4)接收機輸入接口用于與數字電視信號端口相連；接收機輸出接口通過接口連接線與衰減器輸入接口相連；衰減器輸出接口通過接口連接線與復用器輸入接口相連；復用器輸出接口通過接口連接線與分路器輸入接口相連；分路器輸出接口通過接口連接線與ONU輸入接口相連；ONU輸出接口通過接口連接線分別與TV信號接口、PC網絡接口以及TL信號接口相連。

(5)接收機輸入接口用于與數字電視信號端口相連；接收機輸出接口通過接口連接線與放大器輸入接口相連；放大器輸出接口通過接口連接線與分路器輸入接口相連；分路器輸出接口通過接口連接線與雙纖終端輸入接口相連；雙纖終端輸出接口通過接口連接線分別與TV信號接口、PC網絡接口以及TL信號接口相連。

(6)接收機輸入接口用于與數字電視信號端口相連；接收機輸出接口通過接口連接線與放大器輸入接口相連；放大器輸出接口通過接口連接線與分路器輸入接口相連；分路器輸出接口通過接口連接線與接收機輸入接口相連；接收機輸出接口通過接口連接線與EOC局端輸入接口相連；EOC局端輸出接口通過接口連接線與EOC終端輸入接口相連；EOC終端輸出接口通過接口連接線分別與機頂盒輸入接口、PC網絡接口以及TL信號接口相連；機頂盒輸出接口通過接口連接線與TV信號接口相連。

本發明的三網融合裝置在具體實施時：

網絡系統核心層設備主要由三層交換機、二層交換機、網絡管理服務器、流媒體服務器、數字電視的前端設備、網絡電話交換設備、校園網寬帶接入設備等。傳輸接入層設備主要包括吉比特無源光網絡(GPON)、以太網無源光網絡(EPON)、波分復用(WDM)、同軸以太網(EOC)等相關技術設備組成，其中GPON和EPON在本發明中選用了在同一臺光線路終端設備(OLT)中可同時插入兩種功能的板卡，以較低的成本實現不同功能；光信號通過光分路器和光纖網絡組成無源光網絡；終端由高清電視、機頂盒、計算機、電話等組成。核心層設備的管理服務器安裝在綜合測試臺桌面上；業務子系統設備和傳輸接入層設備安裝在不同機柜中；終端設備通常擺放在實訓桌面上。網絡系統核心層設備安裝在標準機柜中，推薦的安裝順序從上到下依次是：IP衛星接收機、IP編碼器、流媒體服務器、IP語音交換機、二層交換機、三層交換機、配線架等。IP衛星接收機通過衛星RF射頻接口接入衛星電視信號，產生IP衛星電視節目流，通過RJ45網絡用網絡跳線連接至三層交換機的網絡接口上。IP編碼器通過Q9連接器接入硬盤播出機輸出的數字電視信號，并將視音頻信號轉化為IP傳輸流。IP語音交換機支持模擬話機和IP話機的混合組網，通過RJ11接口可直連模擬話機，也可通過RJ45接口接入IP話機和IAD設備；或通過LC接口以中繼的方式實現與PSTN或者專網語音交換設備的連接。二層網絡交換機為可網管設備，端口為24個10/100Base-TX以太網端口，2個10/100/1000Base-T和100/1000Base-X SFP復用的Combo端口。三層網絡交換機，有24個10/100/1000Base-TX以太網端口。

業務子系統包括IPTV、數字電視、VOIP、IP等不同業務的接入。其中IPTV主要設備為流媒體服務器，它具備核心的磁盤高速調度功能和網絡均衡控制功能，負責將用戶點播的視頻節目內容進行分發和存儲，在通過流媒體系統使每一個點播用戶都能得到高質量的視頻圖像和點播響應。視頻服務器支持高清節目的直播和點播響應，可支持到720P、1080P節目播放。視頻服務器有極高的可靠性，支持7×24小時長期開機免維護。支持主流媒體格式(VCD,MP3,DivX,AVI,ASF,WMV,WMA,RM,RMVB等)在線點播，支持零緩沖點播模式，無需等待，即可接收視頻服務；單機支持100以上并發用戶進行點播。數字電視業務是從數字電視前端機柜輸出，采用1550光發射機。光發射機以高線性DFB激光器為光源，帶有預失真補償和閉環AGC、APC、ATC進行控制，使光接收機的輸出電平恒定不變，各種工作參數均由微處理控制，可網絡管理，光波長1562.23～1527.99，輸出光功率4～10mw；頻率范圍：47～862M。電話語音接入采用VOIP語音交換設備，通過光纖與核心設備三層交換機的千兆光口。校園網寬帶信號通過網線接入核心設備三層交換機的千兆電口。

在三網融合綜合實訓裝置的數字電視業務是從數字電視前端機柜輸出，采用1550光發射機，通過SC/APC接口與光分路器SC接口連接。電話語音接入采用VOIP語音交換設備，通過光纖與核心設備三層交換機的千兆LC網光接口。校園網寬帶信號通過網線接入核心設備三層交換機的千兆LC網絡接口。

三網融合綜合實訓裝置中接入層設備主要由光線路終端(OLT)、無源光網絡和光網絡單元等組成。其中OLT為主要設備，本裝置中選用華為MA5608T,標配由主控部分、業務部分和接口板等組成。本裝置的業務板選配了GPON和EPON兩塊板卡,各有8個PON接口，4個千兆LC光口，4個RJ45以太網口，1個Console口，1個ETH千兆網口。

傳輸接入層中的波分復用(WDM)設備采用SC型三端口波分復用器融合三種波長，分別為1310nm、1490nm、1550nm，其中1310nm、1490nm分別用于數據的上行和下行傳輸，1550nm下行傳輸數字電視。

三網融合綜合實訓裝置中，綜合測試臺作為主控檢測中心，接照信號流程，從不同的設備的備用接口連接到綜合測試臺的測試面板上。然后再通過各種儀器儀表對信號在整個系統中通過不同設備處理后的檢測。

測試端口11采用雙通F座或FC/APC法蘭盤。光分路器采用16分路，輸入端帶有FC/APC接頭，所述光分路器與所述光發射機輸出端連接，安裝固定在所述光終端盒中，其分支端子通過FC/APC法蘭盤，可與光纜尾纖對接；光纜為4芯單模光纖。RF信號連線采用4屏蔽75－5電纜；光纖連接采用FC/APC跳線；以太網連接采用超5類網線，接頭采用RJ45標準。

如圖2和3所示，綜合測控臺采取實驗臺結構。典型尺寸如下：桌面長約150CM，寬約80CM，高約75CM。綜合測控臺的第一測試面板4、第二測試面板5、電源面板6以及網絡終端面板7上繪制了信號流程抽象圖，依據信號流程，分別在兩塊測試面板上安裝了3行7列信號測試點。

第一測試面板4是在單纖模式下的三網融合方式，其主要特征是使用了波分復用器來混合三種不同波長的光信號，將上下行數據信號和數字電視信號在光纖干線中使用一根光纖傳輸。第二測試面板5是在雙纖模式下的三網融合方式，其主要特征是將數據信號和數字電視信號在光纖干線中使用兩根光纖分別傳輸。未連接的端子作為備用測試點。

測試儀器主要有碼流分析儀、數字電視場強儀、光功率計、OTDR等。碼流分析儀用于對各種數字處理設備的輸入輸出接口進行數據碼流采集和分析；數字電視場強儀主要用于測量數字電視的各種指標；PON光功率計用于OLT和光發射機光信號各種參數的測量；OTDR用于測量光鏈路。這些儀器都是常規設備，性能滿足相關技術標準。