CN101087338A - 一种lre信号和电话信号共同传输的方法、系统和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种长距离以太网(LRE)信号和电话信号共同传输的系统，包括LRE设备，电话设备和分离器，所述LRE设备和所述电话设备通过所述分离器接入所述公共电话交换网，所述分离器，用于在所述LRE设备发送的LRE信号进入公共电话交换网之前，对所述LRE信号进行高通滤波；在所述电话设备从所述公共电话交换网接收电话信号之前，所述分离器对所述电话信号进行低通滤波；所述分离器对所述LRE信号低频部分进行衰减，消除LRE信号对电话信号的干扰。通过本发明实施例能够将在人听力0－20KHz范围的LRE信号足够衰减，从而达到LRE信号不干扰正常通话的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，特别是涉及一种LRE信号和电话信号共同传输的方法、系统和装置。
背景技术
LRE(Long Range Ethernet，长距离以太网)是一种综合的端到端高速接入解决方案，LRE可以让用户通过已有的电话线路和以太网线路获得高带宽服务，因此大大地拓宽了以太网技术的应用。LRE技术能够对以太网分组进行封装，并在电话线上进行稳定的高速传输，从而将以太网的传输距离从传统的100米增加到现在的500米。这样在传输距离上的大幅提高为服务供应商创造了重要的商机，让他们可以利用经济有效、功能强大的以太网技术提供高速接入。
其中，LRE物理层接口针对不同的双绞线对数采用不同的编码方法，已经采用以下两种方法，一种是采用3B2T变换编码与PAM-3线路编码方法，在1对/2对双绞线基带介质上，以10M/100Mbps速率传输；另一种采用8B1Q4变换编码与PAM5线路编码方法，在4对双绞线基带介质上，以100Mbps速率传输。不论采用哪种编码，物理层接口在每一对双绞线上都应使用混合器(hybrid)与抵消器(canceller)来实现信号的全双工基带传输，分别如图1、2、3所示为现有LRE技术中通过双绞线实现全双工基带传输的示意图。对于上述三种工作模式也采用不同的线路码元时钟频率，例如在10Mbps-1对线时需要的时钟为6.67MHz+50ppm；在100Mbps-2对线时需要的时钟为33.33MHz+50ppm；在100Mbps-4对线时需要的时钟为12.5MHz+50ppm。
因为10Mbps-1对线模式可以通过大对数电话双绞线传输，并且距离超过500米，因此在实际应用中需要LRE信号能够与模拟电话信号共同传输。
虽然上述10Mbps-1对线模式LRE的线路码元时钟6.67MHz远远高于普通模拟电话信号(不大于4KHz)，但LRE的信号占用的频谱范围很宽，完全包含了模拟电话信号的频带范围(约300～3400Hz)，如图4所示，为现有技术中10Mbps-1对线模式LRE信号频谱分布图，在该图中可以看到在10Hz-7MHz的频率范围内都能够测到LRE信号。并且当LRE信号与模拟电话信号通过同一对电话线共同传输时，虽然LRE物理层芯片可以通过信号处理技术消除位于低频段的普通模拟电话信号的影响，但是普通模拟电话机却无法消除与模拟电话信号重叠的LRE信号的干扰。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中存在如下问题：LRE信号占用的频谱范围很宽，包含了普通模拟电话的频带范围，并且现有分离器技术无法有效消除与模拟电话信号重叠的LRE信号的干扰。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种LRE信号和电话信号共同传输的方法、系统和装置，解决现有技术中LRE信号与电话信号共传输时，LRE信号对电话信号的干扰。
为达到上述目的，本发明实施例一方面提出一种LRE信号和电话信号共同传输的方法，包括以下步骤：在LRE信号进入公共电话交换网之前，对所述LRE信号进行高通滤波，对所述LRE信号的低频部分进行衰减；在电话设备从所述公共电话交换网接收电话信号之前，对所述电话信号进行低通滤波，去除所述LRE信号高频部分对电话信号干扰；所述低通滤波与所述高通滤波配合对LRE信号低频部分进行衰减，消除所述LRE信号对所述电话信号的干扰。
其中，所述低通滤波与所述高通滤波配合对LRE信号频率的低频部分进行衰减具体包括：所述低通滤波与所述高通滤波配合对LRE信号频率为0-20KHz的部分进行衰减，且衰减大于45dB。
其中，对所述LRE信号进行高通滤波通过高阶滤波器实现。
其中，对所述电话信号进行低通滤波通过高阶滤波器实现。
其中，所述高通滤波器的截止频率大于所述低通滤波器的截止频率。
另一方面，本发明实施例还提供了一种LRE信号和电话信号共同传输的系统，包括LRE设备，电话设备和分离器，所述LRE设备和所述电话设备通过所述分离器接入所述公共电话交换网，所述分离器，用于在所述LRE设备发送的LRE信号进入公共电话交换网之前，对所述LRE信号进行高通滤波，对所述LRE信号的低频部分进行衰减；在所述电话设备从所述公共电话交换网接收电话信号之前，所述分离器对所述电话信号进行低通滤波，去除所述LRE信号高频部分对所述电话信号干扰；所述分离器对所述LRE信号低频部分进行衰减，消除所述LRE信号对所述电话信号的干扰。
其中，所述分离器既可用于局端也可用于客户端。
本发明实施例还提供了一种分离器，包括高通滤波模块和低通滤波模块，LRE设备通过所述高通滤波模块接入公共电话交换网，所述电话设备通过所述低通滤波模块接入所述公共电话交换网，所述高通滤波模块，用于在LRE设备发送的LRE信号进入公共电话交换网之前，对所述LRE信号进行高通滤波，对所述LRE信号的低频部分进行衰减；所述低通滤波模块，用于在电话设备从所述公共电话交换网接收电话信号之前，对所述电话信号进行低通滤波，去除所述LRE信号高频部分对所述电话信号干扰；所述高通滤波模块和所述低通滤波模块配合对所述LRE信号低频部分进行衰减，消除所述LRE信号对所述电话信号的干扰。
其中，所述高通滤波模块和所述低通滤波模块配合对LRE信号频率为0-20KHz的部分进行衰减，且衰减大于45dB。
其中，所述高通滤波模块和/或所述低通滤波模块为高阶滤波器。
其中，所述分离器既可用于局端也可用于客户端。
其中，所述高通滤波模块的截止频率大于所述低通滤波模块的截止频率。
本发明实施例还提供了一种LRE信号和电话信号共同传输的系统，包括LRE设备，电话设备和分离器，所述LRE设备和所述电话设备通过所述分离器接入公共电话交换网，所述LRE设备具有高通滤波器，在发送的LRE信号进入公共电话交换网之前，对所述LRE信号进行高通滤波，对所述LRE信号的低频部分进行衰减，高通滤波后的LRE信号通过分离器接入所述公共电话交换网；所述分离器具有低通滤波器，在所述电话设备从所述公共电话交换网接收电话信号之前，对所述电话信号进行低通滤波，去除所述LRE信号高频部分对所述电话信号干扰，所述分离器的低通滤波器和所述LRE设备的高通滤波器配合对所述LRE信号低频部分进行衰减，消除所述LRE信号对所述电话信号的干扰。本发明实施例的技术方案具有以下优点，因为在LRE信号进入公共电话交换网之前对该LRE信号进行高通滤波，减少了LRE信号对电话信号的干扰，特别是通过对LRE信号的高通滤波与对电话信号的低通滤波之间的配合，能够将LRE信号在人听力0-20KHz范围的部分足够衰减，最终达到LRE信号不干扰正常通话的技术效果。
附图说明
图1为现有技术中通过10Mbps-1对线模式实现全双工基带传输的示意图；
图2为现有技术中通过100Mbps-2对线模式实现全双工基带传输的示意图；
图3为现有技术中通过100Mbps-4对线模式实现全双工基带传输的示意图；
图4为现有技术中10Mbps-1对线模式LRE信号频谱分布图；
图5为本发明实施例的LRE信号和电话信号共同传输的系统；
图6为本发明实施例提出的LRE设备等效负载图；
图7为本发明实施例提出的一种高阶高通滤波器的结构图；
图8为本发明实施例的另一种LRE信号和电话信号共同传输的系统；
图9为本发明实施例LRE信号和电话信号共同传输方法的流程图。
具体实施方式
本发明实施例提出分别在LRE信号进入公共电话交换网之前对该LRE信号进行高通滤波，先将LRE信号的低频部分足够衰减，减少LRE信号进入公共电话交换网后低频部分对电话信号的干扰；并在电话信号离开公共电话交换网进入电话设备之前对电话信号进行低通滤波，将LRE信号高频的部分过滤，减少LRE信号对电话信号的影响。特别是通过高通滤波和低通滤波的配合能够将LRE信号0-20KHz的部分足够衰减(因为人听觉的最高频率为20KHz)，这样就能够在人听觉范围内将LRE信号对人听力的干扰全部滤除，最终达到LRE信号不干扰正常通话的技术效果。例如如果电话信号的频率为4KHz，低通滤波器只要能够保障频率为0-6KHz(当然并不限于6KHz，只要大于4KHz即可)的信号通过，则该电话信号就可以无衰减的为电话设备所接收，该低通滤波器会将截止频率6KHz以上过渡频带(通带与阻带之间的开区间)内的LRE信号进行衰减；此时为了配合该低通滤波器将0-20KHz内的LRE信号进行足够衰减，则需要根据上述低通滤波器的特性参数如截止频率，过渡频带等设置相应的高通滤波器。例如对于上述低通滤波器可采用截止频率为20KHz的高通滤波器，在LRE信号进入公共电话交换网之前就将该LRE信号频率为20KHz以下的信号进行衰减，最终低通滤波器与高通滤波器配合实现在电话机设备处将LRE信号0-20KHz的部分足够衰减，从而达到不干扰正常通话的目的。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述：
如图5所示，为本发明实施例的LRE信号和电话信号共同传输的系统，
该系统包括LRE设备11，电话设备12和分离器13，LRE设备11和电话设备12通过分离器13接入公共电话交换网，该分离器13用于在LRE设备11发送的LRE信号进入公共电话交换网之前，对该LRE信号进行高通滤波，对该LRE信号中与电话同频带的低频部分进行足够衰减，这样就使得还未在LRE信号对电话信号产生干扰之前就将其足够衰减；该分离器13并在电话设备12从公共电话交换网接收电话信号之前，对电话信号进行低通滤波，使进入电话设备12的电话信号不受LRE信号高频部分的干扰。这样通过低通滤波和高通滤波器配合实现了电话信号的极小衰减地传输，同时实现在电话设备处对LRE信号频率为0-20KHz的部分进行足够衰减。其中，该分离器13能够对LRE信号频率为0-20KHz的部分进行衰减。例如高通滤波的截止频率为20KHz，低通滤波的截止频率为6KHz就可实现对LRE信号低频部分的衰减；当然上述举例只是为了便于理解，在实际中会因为滤波器的截止频率、过渡频带、阶数等参数而不同，一般来说只需高通滤波的截止频率大于低通滤波的截止频率。因此对于高通滤波和低通滤波来讲，只需配合在电话设备12处将LRE信号频率为0-20KHz的部分进行衰减即可，至于高通滤波和低通滤波的截止频率组合是不可穷举的，因此对于本发明实施例任何关于高通滤波和低通滤波性能参数的变化，均应为本发明实施例保护范围所涵盖。其中，优选地，低通滤波与高通滤波配合对LRE信号频率为0-20KHz的部分衰减大于45dB。
其中，分离器13包括高通滤波模块131和低通滤波模块132，LRE设备11通过高通滤波模块131接入公共电话交换网，电话设备12通过低通滤波模块132接入公共电话交换网。高通滤波模块131的截止频率大于低通滤波模块132的截止频率。高通滤波模块131用于在LRE设备11发送的LRE信号进入公共电话交换网之前，对该LRE信号进行高通滤波，对LRE信号中与电话信号同频带的低频部分进行足够的衰减。在LRE信号进入公共电话交换网之前将其对电话信号产生干扰的部分进行衰减，其中其低频部分的具体范围应能够与低通滤波模块132配合共同将LRE信号0-20KHz的部分进行衰减；低通滤波模块132用于在电话设备12从公共电话交换网接收电话信号之前，对电话信号进行低通滤波，将LRE信号对电话信号的高频部分干扰去除，这样通过高通滤波模块131和低通滤波模块132的配合能够将LRE信号对电话信号的干扰在人的听力范围内去除，同时实现了电话信号的极小衰减地传输。优选地，高通滤波模块131和低通滤波模块132配合对LRE信号频率为0-20KHz的部分进行衰减，其衰减大于45dB。如图6所示，为本发明实施例提出的LRE设备等效负载图，其中电感量L1因各个LRE设备中的变压器不同而不同，但一般范围在1000微亨以内，100欧姆的R1负载可能集成在物理层芯片内部，也可能位于物理层芯片和变压器之间，但其等效负载图如图6所示。通过上述技术高通滤波器功能的公开，本领域技术人员不需要经过创造性劳动即可根据上述描述的技术特征结合现有技术得到相应的高通滤波器。本发明实施例对于采用何种结构的高通滤波器没有要求，只要能够达到本发明实施例公开的上述技术特征即可为本发明实施例所采用，因此任何关于滤波器结构的变化也均应为本发明实施例保护范围所涵盖。并且对于本发明实施例上述的分离器既可安装于局端也可安装于客户端，这样用户在使用本发明实施例提出的分离器时就不需考虑是在局端或客户端使用不同种类分离器的问题，进一步提高了本发明实施例提出分离器的实用性。
其中，优选地，高通滤波模块131和/或低通滤波模块132为高阶滤波器，高阶滤波器可由多个滤波器串联构成。因为多个滤波器连用能达到更好的效果，阶数越大频响曲线的斜率也就越大，过渡带更小，这样通过较小的过渡带就可以对LRE信号的低频部分进行足够衰减。如图7所示为本发明实施例提出的一种高阶高通滤波器的结构图。
本发明实施例上述分离器只是本发明实施例较优的实施方式，可以通过在局端或客户端安装该分离器使得该分离器不仅能够滤除LRE信号对电话信号的干扰，还能够保持LRE设备的独立性。但不应认为本发明实施例发明目的只能通过该分离器实现，例如在该分离器中保留上述低通滤波模块，而将高通滤波模块设置于LRE设备中，也可实现上述技术效果。又或是将高通滤波模块保留在分离器中，而将低通滤波模块设置于电话设备中，同样能够实现上述技术效果。因此类似于上述的结构变化也均应为本发明实施例保护范围所涵盖。
根据上述描述，本发明实施例还提出了如图8所示的另一种LRE信号和电话信号共同传输的系统，该系统包括LRE设备21，电话设备22和分离器23，LRE设备21和电话设备22通过分离器23接入公共电话交换网，LRE设备21具有高通滤波器，在发送的LRE信号进入公共电话交换网之前，对所述LRE信号进行高通滤波，即对LRE信号与电话同频带的低频部分进行足够衰减，高通滤波后的LRE信号通过分离器接入所述公共电话交换网；分离器23具有低通滤波器，在电话设备22从公共电话交换网接收电话信号之前，对电话信号进行低通滤波，分离器23的低通滤波器和LRE设备21的高通滤波器配合对LRE信号频率为0-20KHz的部分进行衰减。这样通过低通滤波和高通滤波器的配合实现了电话信号的极小衰减地传输，同时实现在电话设备22处对LRE信号频率为0-20KHz的部分进行足够衰减。
其中，分离器23包括低通滤波模块231，电话设备22通过低通滤波模块231接入公共电话交换网。低通滤波模块231用于在电话设备22从公共电话交换网接收电话信号之前，对电话信号进行低通滤波，将LRE信号对电话信号的高频部分干扰去除。
其中，LRE设备21包括高通滤波模块211，高通滤波模块211用于在LRE设备21发送的LRE信号进入公共电话交换网之前，对该LRE信号进行高通滤波，对LRE信号中与电话信号同频带的低频部分进行足够的衰减。在LRE信号进入公共电话交换网之前将其对电话信号产生干扰的部分进行衰减，其中其低频部分的具体范围应能够与分离器23中的低通滤波模块231配合共同将LRE信号0-20KHz的部分进行衰减；这样通过高通滤波模块211和低通滤波模块231的配合能够将LRE信号对电话信号的干扰在人的听力范围内去除。优选地，高通滤波模块211和低通滤波模块231配合对LRE信号频率为0-20KHz的部分进行衰减，其衰减大于45dB。
其中，优选地，高通滤波模块211和/或低通滤波模块231为高阶滤波器，高阶滤波器可由多个滤波器串联构成。因为多个滤波器连用能达到更好的效果，阶数越大频响曲线的斜率也就越大，过渡更小，这样通过较小的过渡带就可以对LRE信号的低频部分进行足够衰减。如图9所示，为本发明实施例LRE信号和电话信号共同传输方法的流程图，包括以下步骤：
步骤S901，在LRE信号进入公共电话交换网之前，对LRE信号进行高通滤波，对LRE信号与电话同频带的低频部分进行足够衰减。这样就能够保证进入到公共电话交换网的LRE信号的低频部分都是经过衰减的，其衰减幅度可以为大于45dB，过渡频带可以为6KHz～25kHz。
步骤S902，在电话信号离开公共电话交换网之前，对电话信号进行低通滤波，去除LRE信号高频部分对电话信号的干扰。其中优选地，该低通滤波步骤与步骤S801中的高通滤波步骤配合对LRE信号频率为0-20KHz的部分进行衰减。例如如果电话信号的频率为4KHz，低通滤波器只要能够保障频率为0-6KHz(当然并不限于6KHz，只要大于4KHz即可)的信号通过，则该电话信号就可以无衰减的为电话设备所接收。因此此时低通滤波器的截止频率就可为6KHz，该低通滤波器会将截止频率6KHz以上过渡频带内的LRE信号进行衰减，并将过渡频带外的LRE信号滤除。此时为了配合上述低通滤波器将0-20KHz内的LRE信号进行足够衰减，则需要根据上述低通滤波器的特性参数如截止频率，过渡频带等设置相应的高通滤波器。例如对于上述高通滤波器可采用截止频率为20KHz的高通滤波器，在LRE信号进入公共电话交换网之前就将该LRE信号频率为20KHz以下的信号进行衰减。从而能够通过上述高通滤波和低通滤波的配合将0-20KHz内的LRE信号进行足够衰减(大于45dB)，达到LRE信号不干扰正常通话的目的技术效果。上述将0-20KHz内的LRE信号进行衰减只是本发明实施例提出的较适用的方式，然而并不能因此而认为本发明实施例只能对0-20KHz内的LRE信号进行衰减，本发明实施例可通过高通滤波和低通滤波的配合将任何频段的LRE信号进行衰减，例如对小于30KHz的LRE信号进行衰减。
其中，对于上述实施例作为一种优选的实施方式，对LRE信号进行高通滤波和/或对电话信号进行低通滤波可以通过高阶滤波器实现，高阶滤波器可由多个滤波器串联构成。因为多个滤波器级联能达到更好的效果，阶数越大频响曲线的斜率也就越大，这样通过较小的过渡带就可以对LRE信号的低频部分足够衰减。通过本发明实施例，因为在LRE信号进入公共电话交换网之前对该LRE信号进行高通滤波，减少了LRE信号对电话信号的干扰，特别是通过对LRE信号的高通滤波与对电话信号的低通滤波之间的配合，能够将LRE信号在人听力0-20KHz范围的部分足够衰减，最终达到LRE信号不干扰正常通话的技术效果。并且通过本发明实施例能够在维持LRE设备的一对差分线上串接间没有隔直电容的情况下，实现LRE信号和电话信号的共同传输。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (13)
1、一种LRE信号和电话信号共同传输的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在LRE信号进入公共电话交换网之前，对所述LRE信号进行高通滤波，对所述LRE信号的低频部分进行衰减；
在电话设备从所述公共电话交换网接收电话信号之前，对所述电话信号进行低通滤波，去除所述LRE信号高频部分对所述电话信号干扰；
所述低通滤波与所述高通滤波配合对所述LRE信号低频部分进行衰减，消除所述LRE信号对所述电话信号的干扰。
2、如权利要求1所述LRE信号和电话信号共同传输的方法，其特征在于，所述低通滤波与所述高通滤波配合对LRE信号频率的低频部分进行衰减具体包括：
所述低通滤波与所述高通滤波配合对LRE信号频率为0-20KHz的部分进行衰减，且衰减大于45dB。
3、如权利要求1所述LRE信号和电话信号共同传输的方法，其特征在于，对所述LRE信号进行高通滤波通过高阶滤波器实现。
4、如权利要求1所述LRE信号和电话信号共同传输的方法，其特征在于，对所述电话信号进行低通滤波通过高阶滤波器实现。
5、如权利要求1所述LRE信号和电话信号共同传输的方法，其特征在于，所述高通滤波器的截止频率大于所述低通滤波器的截止频率。
6、一种LRE信号和电话信号共同传输的系统，其特征在于，包括LRE设备，电话设备和分离器，所述LRE设备和所述电话设备通过所述分离器接入所述公共电话交换网，
所述分离器，用于在所述LRE设备发送的LRE信号进入公共电话交换网之前，对所述LRE信号进行高通滤波，对所述LRE信号的低频部分进行衰减；在所述电话设备从所述公共电话交换网接收电话信号之前，所述分离器对所述电话信号进行低通滤波，去除所述LRE信号高频部分对所述电话信号干扰；所述分离器对所述LRE信号低频部分进行衰减，消除所述LRE信号对所述电话信号的干扰。
7、如权利要求6所述LRE信号和电话信号共同传输的系统，其特征在于，所述分离器既可用于局端也可用于客户端。
8、一种分离器，其特征在于，包括高通滤波模块和低通滤波模块，LRE设备通过所述高通滤波模块接入公共电话交换网，所述电话设备通过所述低通滤波模块接入所述公共电话交换网，
所述高通滤波模块，用于在LRE设备发送的LRE信号进入公共电话交换网之前，对所述LRE信号进行高通滤波，对所述LRE信号的低频部分进行衰减；
所述低通滤波模块，用于在电话设备从所述公共电话交换网接收电话信号之前，对所述电话信号进行低通滤波，去除所述LRE信号高频部分对所述电话信号干扰；
所述高通滤波模块和所述低通滤波模块配合对所述LRE信号低频部分进行衰减，消除所述LRE信号对所述电话信号的干扰。
9、如权利要求8所述分离器，其特征在于，所述高通滤波模块和所述低通滤波模块配合对LRE信号频率为0-20KHz的部分进行衰减，且衰减大于45dB。
10、如权利要求8所述分离器，其特征在于，所述高通滤波模块和/或所述低通滤波模块为高阶滤波器。
11、如权利要求8所述分离器，其特征在于，所述分离器既可用于局端也可用于客户端。
12、如权利要求8所述分离器，其特征在于，所述高通滤波模块的截止频率大于所述低通滤波模块的截止频率。
13、一种LRE信号和电话信号共同传输的系统，其特征在于，包括LRE设备，电话设备和分离器，所述LRE设备和所述电话设备通过所述分离器接入公共电话交换网，
所述LRE设备具有高通滤波器，在发送的LRE信号进入公共电话交换网之前，对所述LRE信号进行高通滤波，对所述LRE信号的低频部分进行衰减，高通滤波后的LRE信号通过分离器接入所述公共电话交换网；
所述分离器具有低通滤波器，在所述电话设备从所述公共电话交换网接收电话信号之前，对所述电话信号进行低通滤波，去除所述LRE信号高频部分对所述电话信号干扰，
所述分离器的低通滤波器和所述LRE设备的高通滤波器配合对所述LRE信号低频部分进行衰减，消除所述LRE信号对所述电话信号的干扰。
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