CN100385878C - 宽带网络中的终端接入设备及其接入网络的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种宽带网络中的终端接入设备及其接入网络的方法。本发明采用了通过插卡式连接单元将基本接入单元和实现新的业务功能的扩展单元灵活地连接构成一个完整的终端接入设备，从而便于用户根据实际需要选择具有相应业务功能的扩展单元，并将其连接于已有的基本接入单元上。本发明实现了相应的业务功能的平滑升级，保证终端用户可以方便地在宽带网络中实现新的业务功能，且可使宽带网络与终端用户间原有的终端接入设备仍可以有效地利用，降低了在宽带网络中实现新的业务功能所需要的成本。因此，本发明的实现既便于运营商在网络中不断地推出新的业务功能，也便于终端用户根据需要自主、灵活地选择各运营商推出的新的业务功能。

Description

宽带网络中的终端接入设备及其接入网络的方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种宽带网络中的终端接入设备及其接入网络的方法。

背景技术

在宽带网络中，用户接入宽带网络需要通过终端接入设备实现，终端接入设备用于将宽带网络中相应的业务数据处理为用户可以识别的业务数据，并发送给用户。例如，对于XDSL(多样的数字用户线)的用户，必须通过Modem(调制解调器)接入宽带网络，才可以保证业务的正常开展。

现有的普通的Modem通常仅实现单一信号的调制解调和相关网络接入协议的处理功能，即一般仅提供一种用户接入宽带网络的功能，保证终端用户接入宽带网络后可以实现最基本的业务功能。然而，随着网络通信技术的快速发展，宽带网络也将不断地提供新的业务功能，包括新的业务接入方式和新的数据业务等等，如需要接入WLAN(无线局域网)，或通过宽带网络开展VOIP(基于互联网协议的语音)业务等，当终端用户需要在原来的基础上增加新的接入方式或实现新的数据业务的交互时，则还需要在终端用户和宽带网络间设置新的功能实体，以对终端用户和宽带网络间交互的数据信息进行相应的处理。

为实现终端用户在宽带网络中实现新的业务功能，目前采用的方法通常包括以下两种：

一种是将原有的Modem更换为可以实现新的业务功能的新Modem，即在新的Modem中即包括原有的Modem需要实现的功能，又包括需要实现的新的业务功能，这样终端用户便可以利用该新的Modem在宽带网络中实现相应的新的业务功能；但是，这种方法导致更换下来的终端接入设备(即原有的的Modem)无法得到有效的利用，从而使得在宽带网络中实现新的业务功能的成本加大；

另一种方法则是设计一个仅包括需要实现的新的业务功能的终端接入设备，通过在宽带网络与终端用户间增加一个新的终端接入设备，从而保证终端用户可以在宽带网络中开展新的业务功能，新的终端接入设备与原有的终端接入设备(即原有的Modem)及宽带网络间仅通过相应的网口互连，例如，在宽带网络中增加WLAN接入功能时，如图1所示，可以添加一个AP(接入点)的设备，AP设备与原有的终端接入设备(即XDSL调制解调器)及宽带网络间通过网口互连，这样，在网络中，AP设备与原有的终端接入设备仍然为两个各自独立的网络设备，在对其进行管理时，也同样是各自独立管理，因此，大大增加了网络设备管理的复杂程度。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种宽带网络中的终端接入设备及其接入网络的方法，使得终端用户可以在保留原有的终端接入设备的情况下灵活地在宽带网络中实现新的业务功能。

本发明的另一个目的是保证新增加的实现新业务功能的功能实体与原有的终端接入设备紧密结合，便于对其进行相应的管理。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种宽带网络的终端接入设备，其结构包括基本接入单元、扩展单元和插卡式连接单元，所述的基本接入单元设置有与终端用户设备的连接接口，还分别能与插卡式连接单元及宽带网络线路相连，所述的插卡式连接单元与扩展单元间通过插卡式接口接插相连，所述的扩展单元包括宽带网络中实现新的业务功能的功能实体。

本发明所述的设备中：

所述的基本接入单元可以为XDSL(多样的数据用户环线)的调制解调器；

所述的功能实体可以为WLAN(无线局域网)接入设备，也可以为VOIP(基于互联网协议的语音)接入设备，或者是IP STB(基于互连网的视频设备)。

所述的插卡式连接单元为基本接入单元与扩展单元相连的总线插卡式接口。

所述的插卡式连接单元包括USB(通用串行总线)集线器，USB集线器的一侧与基本接入单元相连，另一侧为与扩展单元相连的一路或多路插卡式USB接口。

所述的插卡式连接单元还包括USB控制器，USB控制器连接于基本接入单元与USB集线器之间，所述的USB控制器用于处理基本接入单元与扩展单元间通过USB接口传输的数据。

所述的扩展单元还包括USB设备控制器和交换模块，USB设备控制器通过交换模块连接于扩展单元中的功能实体与插卡式连接单元之间，所述的USB设备控制器用于与USB控制器配合处理基本接入单元与扩展单元间通过USB接口传输的数据。

所述的交换模块还包括与其他扩展单元连接的插卡式接口。

本发明所述的设备中：

所述的基本接入单元上设置有插槽或插脚，所述的扩展单元上分别设置有插槽和插脚，所述的基本接入单元与扩展单元，以及扩展单元与扩展单元之间通过插槽与插脚配合进行插卡式连接。

所述的插卡式接口为基于USB的接口中，其中接口区0定义标准USB协议的多组数据线，接口区1定义电源信号，包括USB总线的电源和本地电源信号。

本发有还基于上述设备提供了一种终端用户设备接入网络的方法，包括：

A、终端用户设备通过基本接入单元向宽带网络发起接入请求；

B、基本接入单元将所述的接入请求发送给与其相连的各个扩展单元；

C、各个扩展单元收到所述的接入请求后确定为需要通过自身包括的功能实体发送出去的接入请求；

D、扩展单元通过USB设备控制器在交换模块中选择空闲的端口，并将相应的接入请求通过确定的空闲端口及自身包括的功能实体发送到宽带网络中。

由上述本发明所提供的技术方案可以看出，由于本发明中基本接入单元与扩展单元间通过插卡式连接单元相连，因而使得本发明可以实现灵活地扩展可实现的业务功能，在本发明提供的终端接入设备上，可以根据终端用户需要实现的新的业务功能任意增加相应的功能实体(即扩展单元)，实现相应的业务功能的平滑升级，保证终端用户可以方便地在宽带网络中实现新的业务功能。而且，本发明的实现使得宽带网络与终端用户间原有的终端接入设备仍可以有效地利用，从而大大降低了在宽带网络中实现新的业务功能所需要的成本。这样，对于终端用户和网络运营商而言都无需担心因新旧终端接入设备的兼容性的问题而导致出现投资浪费的问题，既便于运营商在网络中不断地推出新的业务功能，也便于终端用户根据自身的需要灵活地选择各个运营商推出的新的业务功能。

附图说明

图1现有技术中实现新的业务功能的设备组网结构示意图；

图2为本发明所述的设备的外部结构示意图；

图3为本发明中所述的扩展单元的外部结构示意图；

图4为本发明所述的设备的结构原理图；

图5为本发明中所述的扩展单元的连接结构示意图；

图6为本发明中所述的交换模块中的开关的等效图；

图7为本发明中接口的定义示意图；

图8为本发明所述的方法的流程图。

具体实施方式

本发明的主要目的是提供一种便于进行业务功能扩展的终端接入设备，为了实现这一主要目的，本发明采用了通过插卡式连接单元将原有的终端接入设备(基本接入单元)和实现新的业务功能的终端接入设备(扩展单元)灵活地通过插槽与插脚配合连接于一体，构成一个完整的终端接入设备，从而便于用户根据实际需要选择具有相应业务功能的扩展单元，并将其连接于已有的基本接入单元上，这样，终端用户设备便可以通过所述的扩展单元接入宽带网络，并可以基于扩展单元可以实现的业务功能开展相应的业务。

本发明的所述的宽带网络的终端接入设备，至少包括一个基本接入单元4和插卡式连接单元，所述的基本接入单元4连接于宽带网络与终端用户设备(如PC(个人计算机)、电视机等)间，用于对终端用户设备与宽带网络间交互的数据进行处理，例如可以为XDSL(多样的数字用户环路)的调制解调器(如ADSL调制解调器)等，通常所述的基本接入单元实现的功能为终端用户设备接入网络所必需的功能；所述的插卡式连接单元与基本接入单元4相连，还提供有扩展单元的连接的插卡式接口，可以为插槽2或插脚1，如图2所示，所述的插卡式连接单元采用的是插槽2结构，用于接插扩展单元3上的插脚1；所述的扩展单元3实现的功能为根据网络运营商在宽带网络中开展新的业务功能的需要进行设置，如网络运营商希望向终端用户提供WLAN接入服务或提供VOIP业务，则需要针对该业务功能分别设计相应的功能实体(即扩展单元)连接于宽带网络与终端用户设备之间进行相应的数据处理，保证相应的业务功能的实现；即本发明中所述的功能实体可以为WLAN(无线局域网)接入设备，也可以为VOIP(基于互联网协议的语音)接入设备，或者是IP STB(基于互连网的视频设备)等等。

为降低本发明的实现成本及实现的复杂程度，本发明中的插卡式连接单元采用的是基于USB(通用串行总线)的插卡式连接单元，当然本发明还可以采用基于1394总线、LVDS(低压差分驱动信号)总线、以太网总线等实现本发明中的插卡式连接单元。

所述的基于USB的插卡式连接单元如图4所示，进一步包括USB集线器和USB控制器，所述的USB集线器用于提供与扩展单元连接的接口，如插槽式接口，所述的USB控制器则是用于配合扩展单元的CPU和交换模块选通相应的扩展单元以及基于标准协议处理USB接口间传输的数据，以便于终端用户设备通过基本接入单元和相应的扩展单元开展相应的业务。

为了便于扩展单元与基本接入单元的配合应用，本发明中涉及的扩展单元的结构如图5所示，包括交换模块、USB设备控制器及实现相应的业务功能的实体，所述的基本接入单元通过插卡式连接单元的USB集线器的引出线6与所述的交换模块相连，所述的交换模块通过引出线与实现相应的业务功能的实体连接，所述的交换模块还通过引出线7与USB设备控制器连接，所述的USB设备控制器用于与USB控制器配合处理基本接入单元与扩展单元间通过USB接口传输的数据，以及实现选通相应的扩展单元，所述的交换模块还提供了引出线5，用于于其他扩展单元相连；所述的交换模块的内部一条通路的结构如图6所示，交换模块引入的接线6或者与引出的与其他扩展单元相连的接线5接通，或者与引出的与USB设备控制器相连的接线7接通，当交换模块引入的接线6与USB设备控制器相连的接线7接通时，则该交换模块所在的扩展单元处于被选通的状态，即处于工作状态，否则，该扩展单元处于非工作状态，此时交换模块仅相当于一个通路。本发明中所述的USB设备控制器可以包括插卡式连接单元的USB控制器实现的功能，此时，插卡式连接单元可以省去所述的USB控制器。

在具体的应用过程中，所述的扩展单元不仅需要与基本接入单元进行配合应用，同时，扩展单元之间也需要连接配合，如图4所示，所述的基本接入单元上可以连接有多个扩展单元3。此时，还需要扩展单元3提供与其他扩展单元连接的插卡式接口，通常所述的插卡式接口设置于扩展单元的交换模块中，即扩展单元与其他扩展单元间通过交换模块连接，所述的交换模块即为一个交换芯片，可以在扩展单元加入终端接入设备时便与USB设备控制器配合选择相应的空闲端口提供给扩展单元与基本接入单元间的通信使用。具体的扩展单元的外部结构可以采用如图3所示的结构，即扩展单元的上部设置有插槽2，下部设置有插脚1，当扩展单元与基本接入单元或扩展单元连接时则将其插脚1插入基本接入单元提供的插槽2中。

为便于应用，本发明还对所述的接口进行了相应的定义，如图7所示，其中接口区0定义标准USB协议的多组数据线，DP表示标准的USB总线差分正的数据，DM表示标准的USB总线差分的负的数据，GND则表示标准的USB总线地的定义，各后缀0、1、2、3分别表示第一组、第二组、第三组和第四组数据线；接口区1定义了相应的电源信号，包括USB总线的电源信号(VBUS)和本地电源信号(5V)，还包括接地端(GND)，这种接口定义可以保证各个扩展单元既可以通过总线供电，也可以自身进行供电，当自身供电时，电源取自于基本接入单元，不需要从扩展单元中另外增加电源接口，降低了相应的成本。

本发明中，通常对于不需要开展新的业务功能的终端用户来说，仅需要配置包括插卡式连接单元的基本接入单元4即可以满足基本的接入宽带网络的需要。但随着网络通信技术的快速发展，新业务功能不断地推出，终端用户的需求也在发生变化，当终端用户需要扩展新的业务功能时，则可以在原有的终端接入设备上配置相应的扩展单元，新的扩展单元可以很方便地接插连接到原有的终端接入设备上，如果用户还需要继续扩展新的业务功能，则接着在原有的包含有扩展单元的终端接入设备的基础上继续配置新的扩展单元，如图4所示，整个过程十分方便。而且，对于用户已经配置的设备仍可以有效地利用，节约了终端用户扩展新业务所需要的成本。

基于上述本发明提供的宽带网络的终端接入设备，本发明还提供了一种基于所述的设备的终端用户接入网络的方法，该方法的具体实现方式如图8所示，包括以下步骤：

步骤81：终端用户设备通过基本接入单元向宽带网络发起接入请求，即终端用户设备(如PC)通过XDSL调制解调器发起宽带网络接入请求；

步骤82：基本接入单元将所述的接入请求向外发送，即分别发送向与其相连的各个扩展单元及宽带网络发送；

步骤83：各个扩展单元收到所述的接入请求后，判断是否为可以识别的接入请求，即确定是否为需要通过自身包括的功能实体发送出去，如果是，则执行步骤84，否则，执行步骤86，即不作后续的处理；同时，基本接入单元直接发送到宽带网络中的接入请求将会因为相应的服务器或接入设备无法识别而丢弃掉；

步骤84：确定相应的接入请求为需要通过自身包括的功能实体发送出去，则扩展单元通过USB设备控制器在交换模块中选择空闲的端口，通过该空闲的端口终端用户设备便可以通过基本接入单元及该扩展单元开展实现新的业务功能，即开展新的业务；

步骤85：将相应的接入请求通过确定的空闲端口及自身包括的功能实体发送到宽带网络中，并可以开始后续的通信，即终端用户设备与宽带网络间可以进行基于新的业务功能的数据信息的交互。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种宽带网络的终端接入设备，其特征在于包括基本接入单元、扩展单元和插卡式连接单元，所述的基本接入单元设置有与终端用户设备的连接接口，还分别能与插卡式连接单元及宽带网络线路相连，所述的插卡式连接单元与扩展单元间通过插卡式接口接插相连，所述的扩展单元包括宽带网络中实现新的业务功能的功能实体。

2.根据权利要求1所述的宽带网络的终端接入设备，其特征在于：

所述的基本接入单元为多样的数据用户环线XDSL的调制解调器；

所述的功能实体为无线局域网WLAN接入设备，或者为基于互联网协议的语音VOIP接入设备，或者为基于互连网的视频设备IP STB。

3.根据权利要求1或2所述的宽带网络的终端接入设备，其特征在于所述的插卡式连接单元为基本接入单元与扩展单元相连的总线插卡式接口。

4.根据权利要求3所述的宽带网络的终端接入设备，其特征在于所述的插卡式连接单元包括通用串行总线USB集线器，USB集线器的一侧与基本接入单元相连，另一侧为与扩展单元相连的一路或多路插卡式USB接口。

5.根据权利要求4所述的宽带网络的终端接入设备，其特征在于所述的插卡式连接单元还包括USB控制器，USB控制器连接于基本接入单元与USB集线器之间，所述的USB控制器用于处理基本接入单元与扩展单元间通过USB接口传输的数据。

6.根据权利要求5所述的宽带网络的终端接入设备，其特征在于所述的扩展单元还包括USB设备控制器和交换模块，USB设备控制器通过交换模块连接于扩展单元中的功能实体与插卡式连接单元之间，所述的USB设备控制器用于与USB控制器配合处理基本接入单元与扩展单元间通过USB接口传输的数据。

7.根据权利要求6所述的宽带网络的终端接入设备，其特征在于所述的交换模块还包括与其他扩展单元连接的插卡式接口。

8.根据权利要求7所述的宽带网络的终端接入设备，其特征在于：

所述的基本接入单元上设置有插槽或插脚，所述的扩展单元上分别设置有插槽和插脚，所述的基本接入单元与扩展单元，以及扩展单元与扩展单元之间通过插槽与插脚配合进行插卡式连接。

9.根据权利要求1所述的宽带网络的终端接入设备，其特征在于所述的插卡式接口为基于USB的接口中，其中接口区0定义标准USB协议的多组数据线，接口区1定义电源信号，包括USB总线的电源和本地电源信号。

10.基于上述权利要求1至权利要求9任一项所述宽带网络的终端接入设备的一种终端用户设备接入网络的方法，其特征在于包括：

A、终端用户设备通过基本接入单元向宽带网络发起接入请求；

B、基本接入单元将所述的接入请求发送给与其相连的各个扩展单元；

C、各个扩展单元收到所述的接入请求后确定为需要通过自身包括的功能实体发送出去的接入请求；

D、扩展单元通过USB设备控制器在交换模块中选择空闲的端口，并将相应的接入请求通过确定的空闲端口及自身包括的功能实体发送到宽带网络中。

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