專利名稱：一種vdsl2接入設(shè)備及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型數(shù)字寬帶接入設(shè)備，尤其是一種VDSL2接入設(shè)備及其裝置。
背景技術(shù)：
VDSL (very high speed digital subscriber line)是在雙絞線上傳輸高速數(shù)據(jù)的一種接入技術(shù)，簡(jiǎn)單的說(shuō)VDSL就是ADSL的快速版本，VDSL技術(shù)類似于ADSL，是鑒于現(xiàn)有ADSL技術(shù)在提供圖象業(yè)務(wù)方面的帶寬十分有限以及經(jīng)濟(jì)上成本偏高的弱點(diǎn)而開(kāi)發(fā)的，可提供電視電話數(shù)據(jù)三合一的業(yè)務(wù)接入服務(wù)，上述的ADSL Asymmetrical DSL僅提供下行速率最大8Mb P s上行速率，一般為幾百Kbps，很難滿足高速Ethernet接入會(huì)議電視多媒體和視頻等寬帶業(yè)務(wù)要求的帶寬，而VDSL雖然也是利用現(xiàn)有的銅線環(huán)路提供終端數(shù)據(jù)傳輸，VDSL存在的前提條件是以光纖為主的數(shù)字環(huán)路載波系統(tǒng)占主要地位，但能提供下行速率為55M b P S、上行速率34Mbps的非對(duì)稱傳輸和26Mbps的對(duì)稱傳輸，由此可見(jiàn)VDSL技術(shù)開(kāi)展寬帶接入業(yè)務(wù)的優(yōu)勢(shì)非常明顯，首先可以充分利用電信網(wǎng)現(xiàn)有的銅纜資源保護(hù)這一巨大投資并充分發(fā)揮銅線的潛力，其次用戶隨時(shí)可以上網(wǎng)無(wú)需每次重新建立連接而且不會(huì)影響電話的使用，每個(gè)用戶都可以獨(dú)享高速通道沒(méi)有阻塞問(wèn)題，此外VDSL接入保密性好安全可靠。因此VDSL2接入的應(yīng)用前景十分可觀，本發(fā)明將FTTC與VDSL技術(shù)相結(jié)合是一種比較理想的寬帶混合接入方案有可能發(fā)展成為電信運(yùn)營(yíng)者近期的主要寬帶接入方案。
VDSL2為第二代VDSL技術(shù)，是目前最新、最先進(jìn)的XDSL寬帶接入技術(shù)。VDSL2使電信運(yùn)營(yíng)商能夠通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)銅纜電話線提供諸如高清晰度電視(HDTV);視頻點(diǎn)播(video-on-demand),視頻會(huì)議(videoconferencing),高速因特網(wǎng)接入等業(yè)務(wù)以及VoIP高級(jí)語(yǔ)音業(yè)務(wù)，從而具備和電纜提供商以及衛(wèi)星提供商競(jìng)爭(zhēng)的能力。本發(fā)明研發(fā)開(kāi)發(fā)以VDSL2技術(shù)為核心的數(shù)字接入技術(shù)，比現(xiàn)有ADSL技術(shù)提高速率20倍，滿足人們對(duì)網(wǎng)速的要求，逐漸替代現(xiàn)有的ADSL技術(shù)。與電信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，滿足人們視聽(tīng)效果，豐富整個(gè)系列產(chǎn)品，可與單端口 CPE設(shè)備，單端口 /4端口 /8端口局端設(shè)備有效連接。傳輸速率實(shí)現(xiàn)雙向傳輸100M/50Mbps的能力，并支持ATM與PTM (packet)接口，可以在250米的雙絞線上實(shí)現(xiàn)下行80Mbps，上行40Mbps ;在500米的雙絞線上實(shí)現(xiàn)下行50Mbps，上行15Mbps ;在1000米的雙絞線上實(shí)現(xiàn)下行25Mbps，上行3Mbps。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一種VDSL2接入設(shè)備及其裝置，其目的在于為用戶提供有效的寬帶服務(wù)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明專利的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的: 1、本發(fā)明是在ADSL基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，特點(diǎn)是傳輸速率快，有效距離短，所用技術(shù)在很大程度上與ADSL相類似，只是ADSL必須面對(duì)更大的動(dòng)態(tài)范圍要求，而VDSL2相對(duì)要簡(jiǎn)單的多，其開(kāi)銷和功耗都比ADSL小，與ADSL系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的區(qū)別在于VDSL2發(fā)明有光纖網(wǎng)絡(luò)單元ONUONU必須通過(guò)光纜與本地交換或中心局連接。
2、本發(fā)明采用非對(duì)稱性傳輸及對(duì)稱性傳輸，等對(duì)稱性傳輸可用于電視會(huì)議、遠(yuǎn)端LAN接入、高速Ethernet接入、現(xiàn)有的對(duì)稱性校園網(wǎng)等，VDSL2可以把下行速率擴(kuò)大到52Mbps。VDSL2適合短距離傳輸復(fù)用上傳和下傳管道以獲得更高的傳輸速率。3、本發(fā)明使用回波抵消技術(shù)來(lái)滿足對(duì)稱速率的傳輸要求，其前向糾錯(cuò)編碼FEC中采用了交織技術(shù)，以糾正由脈沖噪聲引起的突發(fā)錯(cuò)誤。同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)錯(cuò)誤控制也是本發(fā)明的另一特性，它用一種ReedSolomon編碼和內(nèi)插interleaving對(duì)線噪糾錯(cuò)。4、本發(fā)明在用戶接入層的組網(wǎng)形式:在有源網(wǎng)絡(luò)終端結(jié)構(gòu)中將多個(gè)用戶設(shè)備的上行數(shù)據(jù)單元或數(shù)據(jù)信道復(fù)用成一個(gè)單一的上行流，VDSL2單元簡(jiǎn)單的在兩個(gè)方向送出原始數(shù)據(jù)流。一種類型的用戶端網(wǎng)絡(luò)是星形結(jié)構(gòu)，將各個(gè)用戶設(shè)備連至交換機(jī)或共用的集線器，這種集線器可以集成到用戶的VDSL2單元中在無(wú)源網(wǎng)絡(luò)終端的結(jié)構(gòu)中，每個(gè)用戶設(shè)備都與一個(gè)VDSL2單元相連接，此時(shí)每個(gè)用戶設(shè)備上的上行信道都要共享一條公共電纜。
圖1為VDSL2接入設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。圖2為VDSL2采用基于時(shí)分多路復(fù)用結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明專利的目的、技術(shù)方案及有點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉例，對(duì)本發(fā)明專利作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。1、在非理想信道環(huán)境下，單載波DFE接收機(jī)的性能是由前饋和反饋濾波器的長(zhǎng)度來(lái)決定的，在有橋接配置的電話線這種有明顯插入損耗的信道上，需要采用帶有長(zhǎng)度較長(zhǎng)的復(fù)雜濾波器的均衡器。在DMT方案中信道被劃分成很多子信道，通過(guò)單個(gè)子信道的SNR幾乎是平坦的，由于橋接頭的噪聲電平引起的低區(qū)域所覆蓋的子信道分配傳送的比特?cái)?shù)比具有較高的子信道要少，另外調(diào)制解調(diào)器可以關(guān)閉那些損耗太大不能用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的子信道，這樣系統(tǒng)能夠在每一個(gè)信道上達(dá)到其允許傳輸數(shù)據(jù)的最大值。為了在無(wú)線電帶寬內(nèi)限制發(fā)送的功率譜密度不超過(guò)-80dBm/Hz，抑制無(wú)線電的相互干擾，發(fā)送器為系統(tǒng)所覆蓋的無(wú)線電頻帶生成了一個(gè)槽口。在接收端，前饋濾波器在相同的位置產(chǎn)生槽口，以抵抗業(yè)余無(wú)線電對(duì)VDS系統(tǒng)的輻射干擾，并且前饋濾波器還為抵抗無(wú)線電廣播信號(hào)的輻射干擾產(chǎn)生附加槽口。槽口是通過(guò)濾波器來(lái)產(chǎn)生的，隨著槽口的數(shù)量和深度的增加，濾波器的長(zhǎng)度增加，復(fù)雜度增大。系統(tǒng)通過(guò)關(guān)閉與業(yè)余無(wú)線電頻帶重疊的子信道來(lái)很好地滿足在業(yè)余無(wú)線頻帶內(nèi)功率譜密度輸出的嚴(yán)格限制要求，并且信道被劃分為狹窄子信道，對(duì)調(diào)幅廣播和無(wú)線電波這些一般涉及相鄰幾個(gè)子信道的噪聲源，使用了比特交換和自適應(yīng)來(lái)減弱這種干擾的影響。系統(tǒng)使用3MHz的帶寬來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，可以支持的最小的數(shù)據(jù)率的步進(jìn)間隔是3Mbps，這是在每個(gè)符號(hào)所代表的比特?cái)?shù)增加I個(gè)的情況下得到的。如果需要IOMbps數(shù)據(jù)率，則必須采用每個(gè)符號(hào)4比特的12Mbps數(shù)據(jù)率的系統(tǒng)，由于系統(tǒng)中信道被劃分為較小的子信道，所有的比特被獨(dú)立地分配到這些子信道上，所以它可以提供較精細(xì)的間隔大小。間隔大小是由于信道的寬度來(lái)決定的，如果系統(tǒng)用32kHz寬度的子信道，那么最小的比特速率的步進(jìn)間隔即為32kbps。使用1.1MHz以上的頻段，可以非常靈活地選擇發(fā)送頻帶的上下邊界。沒(méi)有同線束中的ADSL線路的干擾時(shí)，基于系統(tǒng)可以給這些子信道分配較多的能量來(lái)傳送更多的比特和提供較高的性能。
本發(fā)明專利對(duì)于VDSL2結(jié)構(gòu)，采用基于時(shí)分多路復(fù)用的快速包交換原理形式，如圖2，由分包的數(shù)據(jù)由發(fā)送器以信元為單位，異步地發(fā)送給接受器，信元的長(zhǎng)度為固定的53個(gè)信元，使得多對(duì)發(fā)送器和接收器之間能夠有效地多路復(fù)用連接。整體結(jié)構(gòu)采用6層結(jié)構(gòu)的印刷電路板，將關(guān)鍵的高速信號(hào)線布在內(nèi)層。通過(guò)端接電阻并調(diào)整走線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配以滿足信號(hào)完整性要求，設(shè)計(jì)選用低電壓、低功耗元器件。
VDSL2設(shè)計(jì)目標(biāo)是采用數(shù)字化結(jié)構(gòu)，以端到端的傳輸模式為基礎(chǔ)提供更寬的寬帶，將話音、視頻和數(shù)據(jù)傳輸?shù)然旌蟼鬏?。開(kāi)發(fā)中形成一個(gè)端到端的傳輸通道。這種形式每個(gè)信元都帶有自身的地址，并通過(guò)非固定的線路傳輸。本發(fā)明專利VDSL2技術(shù)可以在現(xiàn)有的電話網(wǎng)絡(luò)和ISDN網(wǎng)絡(luò)上迅速實(shí)現(xiàn)，不會(huì)影響現(xiàn)有的傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡(luò)和ISDN網(wǎng)絡(luò)上現(xiàn)存的服務(wù)。服務(wù)管理質(zhì)量應(yīng)對(duì)多種業(yè)務(wù)CCPAM1000增強(qiáng)了 QoS管理功能，可基于802.1p和T0S，DSCP進(jìn)行優(yōu)先級(jí)定義。
在電纜中的信道包括POTS信號(hào)信道和VDSL2信道，而VDSL2信道又包括下行高速信道和雙工低速信道。本發(fā)明專利VDSL2采用頻譜開(kāi)槽、上行功率削減(UPBO)、MIB控制PSD等技術(shù)來(lái)完成功率譜的管理，消除或減小這些干擾對(duì)傳輸性能的影響，提高對(duì)接入環(huán)境的適應(yīng)能力。技術(shù)上采取耦合信號(hào)傳播，頻譜整形技術(shù)，確保同一電纜束頻譜兼容，即在網(wǎng)絡(luò)終端對(duì)上游發(fā)送的PSD信號(hào)整形，公平地劃分不同光纜線對(duì)之間的電纜容量，使機(jī)柜或遠(yuǎn)端發(fā)送機(jī)的中心接收不受到任何干擾。
在初始化階段或Showtime時(shí)間內(nèi)調(diào)整信號(hào)發(fā)送功率譜密度(PSD)，以消除、規(guī)避或減小串音干擾的影響，主要分為靜態(tài)頻譜管理方案和動(dòng)態(tài)頻譜管理DSM方案。靜態(tài)頻譜管理方案是通過(guò)在初始化階段來(lái)選擇合適的功率譜密度PSD和相應(yīng)的參數(shù)配置，以避免線路上的串音干擾。一旦訓(xùn)練過(guò)程中確定了發(fā)送信號(hào)的功率譜密度，則在整個(gè)Showtime時(shí)間內(nèi)都不允許更改。DSM方案旨在采用動(dòng)態(tài)頻譜平衡的方法來(lái)提升線路速率、距離和穩(wěn)定性，或在滿足性能和穩(wěn)定性要求(速率、噪聲容限和誤碼率)的情況下以最小的功率發(fā)送信號(hào)，通過(guò)一系列的方法集中優(yōu)化管理各種參數(shù)配置和信號(hào)發(fā)送功率譜密度，甚至協(xié)調(diào)整個(gè)電纜束中信號(hào)的發(fā)送和接收，使得整個(gè)電纜束中的線路傳輸性能最優(yōu)化。
為了應(yīng)對(duì)線路中串?dāng)_的動(dòng)態(tài)變化，與ADSL —樣，基于DMT調(diào)制的VDSL2系統(tǒng)也支持傳統(tǒng)的比特交換(BS)和無(wú)縫速率調(diào)整(SRA)功能。技術(shù)上實(shí)現(xiàn)的比特交換功能在不同的工作子載波之間調(diào)整比特分配，如果遇到寬頻帶噪聲，采取比特交換方法應(yīng)對(duì)。
為了更好地解決VDSL2線路中的脈沖噪聲對(duì)視頻業(yè)務(wù)質(zhì)量的影響，本發(fā)明專利將重傳技術(shù)引入VDSL2的技術(shù)之中，開(kāi)發(fā)出3種重傳解決方案:第I種位于傳輸協(xié)議相關(guān)匯聚子層(TPC-TC子層)之上；第2種位于物理媒質(zhì)相關(guān)子層(PMS-TC子層)內(nèi)部；第3種位于物理媒質(zhì)相關(guān)匯聚子層和物理媒質(zhì)子層之間。由于3種方案在VDSL2協(xié)議中由高到低，因此其糾錯(cuò)效果、重傳效率、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度等各不相同，這里不做具體的展開(kāi)?？傊?，位置越低的重傳方案可以獲得更好的綜合性能，在對(duì)傳輸時(shí)延、系統(tǒng)內(nèi)存和系統(tǒng)速率影響最小的前提下獲得更高的抗脈沖噪聲能力。
本發(fā)明專利采用抑制載波的正交調(diào)幅調(diào)制技術(shù)解決無(wú)載波調(diào)幅調(diào)相編碼技術(shù)問(wèn)題。對(duì)于有源網(wǎng)絡(luò)終端配置，用4象限正交移相鍵控來(lái)調(diào)制上行流并且用TDMA進(jìn)行復(fù)用，采用FDM的方法來(lái)進(jìn)行上行流的復(fù)用。在應(yīng)用單載波調(diào)制時(shí)，通過(guò)把連續(xù)的數(shù)個(gè)比特位映射成星座點(diǎn)來(lái)時(shí)比特流編碼成為符號(hào)。這些星座點(diǎn)經(jīng)過(guò)調(diào)制、濾波在預(yù)先分配的信道帶寬上進(jìn)行傳輸。在接收端，用一個(gè)有限長(zhǎng)度均衡器來(lái)提高系統(tǒng)的性能。開(kāi)發(fā)中使用兩個(gè)濾波器和一個(gè)判決器來(lái)重建所需信號(hào)。本發(fā)明專利采用離散傅里葉變換傳輸和調(diào)制的多載波系統(tǒng)技術(shù)解決離散多媒體傳輸技術(shù)問(wèn)題?？焖俑盗⑷~變換是計(jì)算傅立葉變換的一種快速算法，簡(jiǎn)稱FFT。還可以在無(wú)源結(jié)構(gòu)中使用作為上行復(fù)用方法，將發(fā)送器把一個(gè)信道劃分為一組正交、獨(dú)立的子信道，每一個(gè)子信道隨時(shí)進(jìn)行信噪比的檢測(cè)。數(shù)據(jù)比特流被編碼形成一組字符號(hào)，每一個(gè)字符號(hào)都是由其相應(yīng)的子信道中心頻率點(diǎn)的SNR、系統(tǒng)所規(guī)定的錯(cuò)誤概率及傳送比特率的要求來(lái)決定的。這組字符號(hào)先利用快速傅里立葉變換來(lái)實(shí)現(xiàn)逆復(fù)傅里葉變換，然后輸出樣點(diǎn)附加上循環(huán)前綴以減少符號(hào)間干擾，得到的時(shí)域樣點(diǎn)經(jīng)過(guò)數(shù)模變換后，送到傳輸信道。在接收端先經(jīng)過(guò)數(shù)模變換，然后去除前綴，再通過(guò)把混有噪聲的樣點(diǎn)變換成頻域信號(hào)。輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)頻域均衡以補(bǔ)償其子信道頻率響應(yīng)的幅度和相位，然后經(jīng)過(guò)解碼器得到傳送的數(shù)據(jù)比特流。與系統(tǒng)相比，系統(tǒng)由于各子符號(hào)是獨(dú)立地進(jìn)行解碼，與其他任何符號(hào)不相關(guān)，所以系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤擴(kuò)散的現(xiàn)象。以此實(shí)現(xiàn)多媒體的有效傳輸。子信道是接收器通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法來(lái)檢測(cè)的。在檢測(cè)到各子信道的信號(hào)后，接收機(jī)計(jì)算出各子信道最優(yōu)比特分配方案。對(duì)于衰減信道，根據(jù)測(cè)出的信號(hào)值來(lái)決定是否把部分或全部的比特位轉(zhuǎn)移到其他能夠支持增加比特位傳輸?shù)淖有诺?，所需要的比特分配的變化則報(bào)告給發(fā)送器，由發(fā)送器來(lái)具體完成。
權(quán)利要求
1.一種VDSL2接入設(shè)備及其裝置，其特征在于:是一種新型數(shù)字寬帶接入設(shè)備，其目的在于為用戶提供有效的寬帶服務(wù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的VDSL2接入設(shè)備及其裝置，其特征在于:是在ADSL基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，特點(diǎn)是傳輸速率快，有效距離短，其開(kāi)銷和功耗都比ADSL小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的VDSL2接入設(shè)備及其裝置，其特征在于:采用非對(duì)稱性傳輸及對(duì)稱性傳輸，等對(duì)稱性傳輸可用于電視會(huì)議、遠(yuǎn)端LAN接入、高速Ethernet接入、現(xiàn)有的對(duì)稱性校園網(wǎng)等，VDSL2可以把下行速率擴(kuò)大到52Mbps。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的VDSL2接入設(shè)備及其裝置，其特征在于:使用回波抵消技術(shù)來(lái)滿足對(duì)稱速率的傳輸要求，其前向糾錯(cuò)編碼FEC中采用了交織技術(shù)，以糾正由脈沖噪聲引起的突發(fā)錯(cuò)誤。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的VDSL2接入設(shè)備及其裝置，其特征在于:在用戶接入層的組網(wǎng)形式:在有源網(wǎng)絡(luò)終端結(jié)構(gòu)中將多個(gè)用戶設(shè)備的上行數(shù)據(jù)單元或數(shù)據(jù)信道復(fù)用成一個(gè)單一的上行流，VDSL2單元簡(jiǎn)單的在兩個(gè)方向送出原始數(shù)據(jù)流。
全文摘要
本發(fā)明專利的主要目的在于提供一種VDSL2接入設(shè)備及其裝置，為用戶提供有效的寬帶服務(wù)。本發(fā)明是在ADSL基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，特點(diǎn)是傳輸速率快，有效距離短，其開(kāi)銷和功耗都比ADSL小。采用非對(duì)稱性傳輸及對(duì)稱性傳輸，等對(duì)稱性傳輸可用于電視會(huì)議、遠(yuǎn)端LAN接入、高速Ethernet接入、現(xiàn)有的對(duì)稱性校園網(wǎng)等，VDSL2可以把下行速率擴(kuò)大到52Mbps。VDSL2適合短距離傳輸復(fù)用上傳和下傳管道以獲得更高的傳輸速率。使用回波抵消技術(shù)來(lái)滿足對(duì)稱速率的傳輸要求，其前向糾錯(cuò)編碼FEC中采用了交織技術(shù)，以糾正由脈沖噪聲引起的突發(fā)錯(cuò)誤。在用戶接入層的組網(wǎng)形式在有源網(wǎng)絡(luò)終端結(jié)構(gòu)中將多個(gè)用戶設(shè)備的上行數(shù)據(jù)單元或數(shù)據(jù)信道復(fù)用成一個(gè)單一的上行流，VDSL2單元簡(jiǎn)單的在兩個(gè)方向送出原始數(shù)據(jù)流。
文檔編號(hào)H04L12/28GK103166820SQ201310095830
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者李小偉 申請(qǐng)人:天津眾聯(lián)通信工程有限公司