CN101945029A - 支持线分双工的xDSL宽带接入方法与系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种线分双工xDSL宽带接入方法，在由“xDSL调制解调器”、连接“xDSL调制解调器”与“DSL接入模块”的“双绞线”和“DSL接入模块”组成的xDSL系统中，捆绑采用两对双绞线来传输xDSL信号，用所述两对双绞线中的一对双绞线联接传输从“DSL接入模块”中“线路驱动模块”输出发送至“xDSL调制解调器”中“模拟信号处理模块”的信号，用另一对双绞线联接传输从“xDSL调制解调器”中“模拟信号处理模块”输出发送至“DSL接入模块”中“模拟前端模块”的信号，用线分双工实现xDSL系统的全双工xDSL信号传输。
Description
技术领域
本发明属于一种用户终端访问通信服务网络的方法及其实现系统，尤其是一种增加上行数据传输速率的方法与系统。
背景技术
数字用户线(DSL)是以金属双绞线为传输介质的传输技术组合，它包括高速数字用户线(HDSL)、对称数字用户线(SDSL)、非对称数字用户线(ADSL)、速率自适应数据用户线(RADSL)、甚高速数字用户线(VDSL)和第2代甚高速数字用户线(VDSL2)等，一般通称为xDSL。
目前主流xDSL系统采用称为离散多音调制(DMT)的数字用户线技术。
所谓离散多音调制，其相关模块包括符号编解码器、时频域变换调制器两个部分，如ITU-T规范G.992.1中的图5和G.993.2中的图10所示。它先将待传输的数据比特流序列划分为短比特组，并指定每组比特调制DMT的特定子载波；再由格状编码器将每一个比特组编码映射到子载波信号星座的一个星座点上，成为该子载波的星座符号；所有子载波的星座符号集通过离散傅立叶逆变换(IDFT)映射到时域，形成时域抽样点序列；在对时域抽样点序列循环延伸并进行窗口处理后，成为输出的离散多音调制抽样信号。
对离散多音调制信号解调时，首先对DMT调制的时域抽样点序列进行窗口截取，然后对定长抽样序列进行离散傅立叶变换(通常采用FFT快速傅立叶变换实现)，将调制信号还原到频域；再在频域将每个DMT子载波上的信号解码判决还原成比特组；最后根据双方约定的比特组到DMT子载波的映射方法，将比特组逆映射还原成数据比特流。
当前的xDSL宽带接入系统包括：属于用户驻地设备的“xDSL调制解调器”、连接“xDSL调制解调器”与“DSL接入模块”的“双绞线”、属于局端设备的“DSL接入模块”，如图1所示：现有技术中xDSL数字用户线宽带接入系统框图。其中核心设备为配置在用户住宅内的“xDSL调制解调器”和属于局端设备的“DSL接入模块”。
现有xDSL宽带接入系统均采用频分双工的全双工传输方式，在同一对双绞线上同时传输上行和下行信号。
“xDSL调制解调器”主要由“频分双工2-4线混合模块”、“模拟信号处理模块”、“数字信号处理模块”和“上行接口模块”四个模块组成。其中“频分双工2-4线混合模块”由一组电感电容滤波和阻抗匹配电路构成，也可以采用阻容有源滤波电路实现。“模拟信号处理模块”还可以进一步细分为“线路驱动模块”和“模拟前端模块”两个子模块。其中“模拟前端”包括数模转换(DAC)和模数转换(ADC)两部分。“数字信号处理模块”还可以进一步细分为“离散多音处理(DMT)模块”和“传输汇聚(TC)模块”两个子模块。其中“离散多音处理(DMT)模块”又可以细分为组帧和解帧，编码和解码，比特多音映射和逆映射，以及离散傅立叶变换和逆变换四个子模块。
在xDSL调制解调器接收方向，“频分双工2-4线混合模块”从收发共享的双绞线上分离出接收信号，送入“模拟信号处理模块”完成对接收模拟信号的接收滤波、可变增益放大、离散采样和量化，将模拟信号转换成为数字采样信号，送给“数字信号处理模块”处理，在“数字信号处理模块”完成离散多音信号的解调，将解调出来的数据经解帧后进行去交织，RS解码和去扰码处理，得到的复合信号解封装后成原始数据信号，提交给网络“上行接口模块”，在网络“上行接口模块”再次封装成为适合本地网络传输的数据信号(通常为以太网)格式，提供给本地终端使用；在“xDSL调制解调器”发送方向，网络“上行接口模块”将本地终端送来的(通常是以太网格式)信号接收下来，送到“数字信号处理模块”，将有效数据取出复用成统一格式，然后经过扰码，RS编码和交织处理后送往成帧器复用成数据帧，再进行离散多音调制，调制后的信号送给“模拟信号处理模块”，将数字信号转换成为模拟波形信号，经过滤波放大处理以后，经“频分双工2-4线混合模块”输出到收发共用的双绞线上。
许多公司提供上述“xDSL调制解调器”中各模块的完整芯片组解决方案。例如提供“模拟信号处理模块”的芯片有：意法半导体公司的ST70138、ST20174，博通公司的BCM6529、BCM6306，艺传科技公司的MT3201、MT3301，美国模拟器件公司的AD6482、AD6483、AD6484，Lantiq公司的VRX208、PSB80170。提供“数字信号处理模块”的芯片有：美国模拟器件公司的AD6485、AD6486、AD6487，艺传科技公司的MT2201，意法半导体公司的ST20196、ST20184，Lantiq公司的VRX268、PSB80600、PSB80800，等。提供“xDSL调制解调器”中“上行接口模块”的芯片有瑞昱公司的RTL8201，LSI公司的AR229，英特尔公司的LXT972，Lantiq公司的PHY11G等。另外，德州仪器公司的AR7、UR8，博通公司的BCM6335、BCM6345、BCM6348、BCM6358、BCM6362、BCM6368，科圣讯公司的CX82310、CX82320、CX96220、CX96329、CX96429、CX96629，Ikanos公司的DA87781、FX10050S、FX100100S，创达特公司的TRI-VSP200等芯片同时实现了“模拟信号处理模块”、“数字信号处理模块”和“上行接口模块”。
标准柜式“DSL接入模块”由1块或多块“xDSL线卡板模块”和2块相互备份的“上行接口模块”组成，每块“xDSL线卡板模块”支持多路xDSL信号通道，“xDSL线卡板模块”和“上行接口模块”之间通过系统背板总线互联。小型“DSL接入模块”只需要1块“xDSL线卡板模块”和1个“上行接口模块”，可以将它们设计在同一块电路板上以缩减安装体积。
“DSL接入模块”中的“xDSL线卡板模块”主要由“频分双工2-4线混合模块”、“线路驱动模块”、“模拟前端模块”、“离散多音处理模块”、“传输汇聚模块”组成。这里以单路xDSL通道为例描述“DSL接入模块”的工作原理。在上行方向(“DSL接入模块”的接收方向)，“频分双工2-4线混合模块”从收发共享的双绞线上分离出接收信号，送入“模拟前端模块”完成对接收模拟信号的接收滤波、可变增益放大、离散采样和量化，将模拟信号转换成为数字信号，再送到“离散多音处理模块”进行数字信号处理，完成数字多音信号的解调，将解调出来的链路帧信号送到“传输汇聚模块”，完成多路xDSL链路的流量汇聚，再集中送到“上行接口模块”，封装成以太网帧格式输出。在下行方向(“DSL接入模块”的发送方向)，“上行接口模块”将从以太网接口收到的外部有效载荷数据提取出来，送到“传输汇聚模块”，封装成链路帧信号，然后送到指定xDSL端口的“离散多音处理模块”，完成离散多音信号调制，调制后的信号送给“模拟前端模块”，将数字信号转换成为模拟波形信号，经过“线路驱动模块”的滤波放大处理以后，经“频分双工2-4线混合模块”输出到收发共用的双绞线上。
在上述“DSL接入模块”中，提供“线路驱动模块”的芯片有意法半导体公司的STLC60243，英飞凌公司的PEB22716，Lantiq公司的VINAX-L1/2，圣天公司的CT-L56AC02-QA，美国ADI公司的AD8018、AD8390、AD8398、AD8404，Intersil公司的ISL1535、ISL1539、ISL1557，提供“模拟前端模块”的芯片有博通公司的BCM6411/21、BCM6511/2、BCM6516，德州仪器公司的TNETD7112/3，科圣讯公司的，意法半导体公司的STLC60454，英飞凌公司的PEB22720、PEF55304，Lantiq公司的VINAX-A4/8，艺传公司的MT3301，圣天公司的CT-L56AC02-QA，提供“数字信号处理模块”的芯片有博通公司的BCM6410/6411、BCM6510、BCM6522/4/6，科圣讯公司的G24，意法半导体公司的STLC61265、STLC61266，英飞凌公司的PEF55016、PEF55506，Lantiq公司的VINAX-D4L/D8M，艺传公司的MT2301等，提供“传输汇聚模块”的芯片有阿吉尔公司的APP300、APP330，英飞凌公司的ConverGate CP4270等，此外艺传公司的MT5302芯片同时提高了“模拟前端模块”和“数字信号处理模块”的功能，创达特公司的TRI-VMPA800、VMPD1600和Ikanos公司的Velocity、AD11008、FX10050、FX100100同时提供了“线路驱动模块”、“模拟前端模块”和“数字信号处理模块”的功能。
最新公开的数字用户线技术是增强第二代ADSL技术(ADSL2+，G.992.5)和兼容ADSL2+的第二代VDSL技术(VDSL2，G.993.2)。近年来，随着宽带互联网技术和宽带业务的快速发展，宽带用户已逐步从高速上网的单一应用，向VoIP、IPTV、可视通信等综合应用发展，因此，对接入带宽将提出更高的要求。目前，电信运营商主要利用其丰富的铜线资源，采用ADSL/ADSL2+接入技术提供宽带接入。ADSL/ADSL2+的有效传输距离为5～6公里，ADSL下行速率最高为8Mbps，上行速率为640kbps，而ADSL2+下行速率最高为24Mbps，上行速率为1Mbps。VDSL2可以在300米范围内实现上行30Mbps/下行50Mbps的数据速率，但是到500米就锐减到上行10Mbps/下行30Mbps，到1000米时上行就只能达到1Mbps。从传输速率看，ADSL难以满足高带宽用户的接入要求，ADSL2+在近期内可以基本满足带宽需要，但上行带宽偏低，VDSL2在短距离性能良好，但是可以提供较高上行带宽的传输距离太短，不能满足实际通信业务的需要。
实际上ADSL/ADSL2+技术的上下行频谱的分配比较简单，从25KHz-138KHz的连续频段用于从“ADSL调制解调器”向“DSL接入模块”发送数据信号，从276KHz-1.1MHz/2.2MHz的连续频段用于从“DSL接入模块”向“ADSL调制解调器”发送数据信号。VDSL2技术的频谱分配比较复杂，有多个不连续的上行和下行频带段，且上下行的频段划分是交替连续的。由于不存在理想带通滤波器，交替连续的多个上下行频段划分方法不仅实现复杂，而且由于必须保留一定的保护带宽间隔，降低了频谱利用率。
ITU-T定义的带宽聚合技术(G.998.1/2/3)可以提高数据传输速率。带宽聚合又称信道捆绑或链接聚合，就是将两条或更多连接的带宽，提供给单独一条连接使用。该技术的优点是可显著提高数据传输速率，缺点是上下行带宽比例不可调、实现较复杂。
授权专利CN200580015585.3和CN200780041916.X公开了两种多环路DSL系统，通过矢量化信号传输来提高链路速率。但是提出的方法没有充分利用双绞线可以减轻线对间干扰的优点，因此要求较高的计算能力和较大的功耗。
临时保护专利200810019222.2提出了一种将两条电话线反向捆绑使用的方法和系统，然而该方法技术实现过于复杂，且仍然存在由于保护频带间隔而引起的频谱利用率问题。
本发明即是为了解决或部分解决现有技术所存在的上述问题之一。
发明内容
为了概括本发明的目的，在这里描述了本发明的某些方面、优点和新颖特征。应了解，无需所有这些方面、优点和特征包含在任一特殊的实施例中。
本发明的目的是提供一种支持线分双工的xDSL数据传输方法与系统。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明的线分双工xDSL宽带接入方法是，由“xDSL调制解调器”、连接“xDSL调制解调器”与“DSL接入模块”的“双绞线”和“DSL接入模块”组成xDSL传输系统，其特征在于，新增一对双绞线与原有的一对双绞线捆绑用于传输xDSL信号，所述捆绑的两对双绞线之一用于连接传输从“DSL接入模块”中“线路驱动模块”输出并发送至“xDSL调制解调器”中“模拟信号处理模块”的xDSL信号，用所述捆绑的两对双绞线中的另一对连接传输从“xDSL调制解调器”中“模拟信号处理模块”输出并发送至“DSL接入模块”中“模拟前端模块”的xDSL信号，用线分双工方式实现xDSL系统的全双工xDSL信号传输。
本发明改进的xDSL宽带接入方法是，在用快速傅立叶变换技术实现离散多音调制和解调的有线数字通信系统中，捆绑采用两对双绞线来传输xDSL信号，其特征在于，相互通信的两个设备由“线路驱动模块”、“模拟前端模块”、“离散多音处理模块”、“传输汇聚模块”和“上行接口模块”组成。任何一方设备中的“上行接口模块”将从外部收到数据的有效载荷提取出来，送到“传输汇聚模块”，封装成链路帧信号后，送到“离散多音处理模块”，完成离散多音信号调制后，送给“模拟前端模块”，将数字信号转换成为模拟波形信号，经过“线路驱动模块”的滤波放大处理以后，通过一对专用的双绞线送至另一方设备中的“模拟前端模块”，完成对接收模拟信号的接收滤波、可变增益放大、离散采样和量化，将模拟信号转换成为数字信号，再送到“离散多音处理模块”进行数字信号处理，完成数字多音信号的解调，将解调出来的链路帧信号送到“传输汇聚模块”，完成xDSL链路的流量汇聚后，送到“上行接口模块”对外输出。用两对双绞线的线分双工方式实现全双工xDSL信号传输。
本发明还提出了一种线分双工xDSL调制解调器设备，包括：用于实现数模转换(DAC)和模数转换(ADC)的“模拟前端模块”、用于实现离散多音调制和解调的“离散多音(DMT)处理模块”、用于实现数据格式转换和多路流量汇聚的“传输汇聚模块”、用于实现大动态范围线性功率放大的“线路驱动模块”和用于实现与本地终端互联的“上行接口模块”。一方面“上行接口模块”将从本地终端收到数据的有效载荷提取出来，送到“传输汇聚模块”，封装成链路帧信号后，送到“离散多音处理模块”，完成离散多音信号调制后，送给“模拟前端模块”，将数字信号转换成为模拟波形信号，经过“线路驱动模块”的滤波放大处理以后，送到本地发送专用的双绞线端口；另一方面“模拟前端模块”从本地接收专用的双绞线端口接收到模拟信号后，完成对接收模拟信号的接收滤波、可变增益放大、离散采样和量化，将模拟信号转换成为数字信号，再送到“离散多音处理模块”进行数字信号处理，完成数字多音信号的解调，将解调出来的链路帧信号送到“传输汇聚模块”，完成数据格式转换和流量汇聚后，通过“上行接口模块”向本地终端输出。
本发明还提出了一种线分双工DSL接入模块，包括：支持多路xDSL通路的“线分双工xDSL线卡板模块”和用于实现与本地宽带应用服务器互联的“上行接口模块”，“线分双工xDSL线卡板模块”又包括用于实现数模转换(DAC)和模数转换(ADC)的“模拟前端模块”、用于实现离散多音调制和解调的“离散多音(DMT)处理模块”、用于实现数据格式转换和多路流量汇聚的“传输汇聚模块”和用于实现大动态范围线性功率放大的“线路驱动模块”。一方面“上行接口模块”将从本地宽带应用服务器收到数据的有效载荷提取出来，送到“传输汇聚模块”，封装成链路帧信号后，送到“离散多音处理模块”，完成离散多音信号调制后，送给“模拟前端模块”，将数字信号转换成为模拟波形信号，经过“线路驱动模块”的滤波放大处理以后，送到本地发送专用的双绞线端口；另一方面“模拟前端模块”从本地接收专用的双绞线端口接收到模拟信号后，完成对接收模拟信号的接收滤波、可变增益放大、离散采样和量化，将模拟信号转换成为数字信号，再送到“离散多音处理模块”进行数字信号处理，完成数字多音信号的解调，将解调出来的链路帧信号送到“传输汇聚模块”，完成数据格式转换和流量汇聚后，通过“上行接口模块”向本地宽带应用服务器输出。
本发明还提出了一种线分双工xDSL接入实现系统，包括：“xDSL调制解调器”、连接“xDSL调制解调器”与“DSL接入模块”的“双绞线”和“DSL接入模块”，其特征在于：所述“xDSL调制解调器”是本发明所述的“线分双工xDSL调制解调器”，所述“DSL接入模块”是本发明所述的“线分双工DSL接入模块”，并且对于连接所述“线分双工调制解调器”和所述的“线分双工DSL接入模块”的任何一路所述的“双绞线”均包括捆绑使用的两对双绞线，其中一对双绞线专用于传输从所述“线分双工xDSL调制解调器”发送至所述“线分双工DSL接入模块”的数据信号，另一对双绞线专用于传输从所述的“线分双工DSL接入模块”发送至所述“线分双工xDSL调制解调器”的数据信号。
本发明还提出了一种线分双工的VDSL宽带实现系统，包括：“VDSL2调制解调器”、连接“VDSL2调制解调器”与“DSL接入模块”中“VDSL2线卡板模块”的两对双绞线和包括“VDSL2线卡板模块”的“DSL接入模块”，其特征在于：所述“VDLS2调制解调器”是“线分双工VDSL2调制解调器”，所述“VDSL2线卡板模块”是“线分双工VDSL2线卡板模块”，所述两对双绞线，一对用来传输从所述“线分双工VDSL2调制解调器”到所述“DSL接入模块”中所述“线分双工VDSL2线卡板模块”的所谓上行数据，另一对用来传输从所述“DSL接入模块”中所述“线分双工VDSL2线卡板模块”到所述“线分双工VDSL2调制解调器”的所谓下行数据。
本发明的有益效果
1、可以提高xDSL接入系统的数据传输速率
本发明采用两对双绞线分别专门传输上行和下行数据信号，每对双绞线均可以独占全部信道带宽，从而可以提高数据传输速率，尤其是上行链路传输速率的提高更加突出。即使对于已经进行了上下行频段划分的xDSL系统，由于上下行信号分开传输，减少了同一对双绞线上上下行信号之间的相互干扰，也可以提高总的数据传输速率。
2、简化了xDSL接入系统
本发明采用两对双绞线来分别传输上下行数据信号，无论是调制解调器端还是DSL接入模块端均可以使用技术要求较低的独立输入输出滤波器来取代“频分双工2-4线混合模块”，从而简化了系统设计，可以降低设备制造和维护成本。
3、便于进一步改进和提高系统性能
本发明采用线分双工实现“xDSL调制解调器”与“DSL接入模块”之间的全双工传输，任何一对双绞线上传输的信号对另一对双绞线没有影响，因此传统频分双工xDSL系统中复杂的频谱划分就不再是必须。可以取消上下行的频谱带宽限制，进一步增加传输带宽。同时，如果全球都不再设置不同的传输频段限制，就提高了产品在世界范围的兼容性。
4、应用前景广阔
本发明充分利用现有铜线资源，若将双绞线全部可用带宽分别用于传输上行和下行数据，将会成倍提高接入系统的数据传输速率，从而缓解当前普遍存在的接入网访问速度低的难题，满足各种高带宽网络应用需要，具有广泛的应用前景。
5、易于实施
本发明只需要对现有系统作极小改进，即采用独立的输入输出滤波器取代“xDSL调制解调器”和“DSL接入模块”中“xDSL线卡板模块”中的“频分双工2-4线混合模块”，增加一对双绞线并将两端的发送和接收端口通过两对双绞线分别交叉相连，即可实施。
本发明更好的实施与完善通常可以通过改进系统固件实现。
附图说明
图1是现有技术中xDSL数字用户线宽带接入系统框图。
图2是本发明支持线分双工xDSL数字用户线的宽带接入系统框图。
图3是本发明线分双工xDSL数字用户线的宽带接入系统框图。
图4是本发明改进的线分双工xDSL数字用户线的宽带接入系统框图。
具体实施方式
本发明的核心构思是在用快速傅立叶变换技术实现离散多音调制和解调的有线数字通信系统中，捆绑采用两对双绞线来传输xDSL信号，用两对双绞线的线分双工方式实现全双工xDSL信号传输。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述。
第一实施例
本实施例的支持线分双工的xDSL宽带接入方法，是在原有xDSL系统中，增加3个联动开关和一对额外的双绞线来实现。如图2所示。
在“xDSL调制解调器”设备中，将原来连接“频分双工2-4线混合模块”和“模拟前端”中“A/D变换器”模拟输入端的一对信号线断开，插入一个双线双掷开关K1，常闭触点对1-2相连时，维持原来的频分双工工作模式。触点对3连接新增的双绞线。
在“DSL接入模块”设备的“线卡板模块”中，将原来连接“频分双工2-4线混合模块”和“模拟前端”中的“A/D变换器”模拟输入端的一对信号线断开，插入一个双线双掷开关K3，常闭触点对1-2相连时，维持原来的频分双工工作模式。触点对3直接连接原来的双绞线。
在“DSL接入模块”设备的“线卡板模块”原来连接双绞线的端口上，串联一个双刀双掷开关K2，常闭触点对1-2相连时，维持原来的电话线连接方式。触点对3连接到新增加的双绞线。
当需要改用线分双工工作模式时，将三个双刀双掷开关同时切换到触点对1-3相连，这时“xDSL调制解调器”中“线路驱动模块”输出的信号仍然可以通过“xDSL调制解调器”中的“频分双工2-4线混合模块”，在原来的电话线端口输出，经过双刀双掷开关K3的触点对3-1进入“DSL接入模块”中“xDSL线卡板模块”中“模拟前端模块”的“A/D变换器”模拟信号输入端。而从“DSL接入模块”中“xDSL线卡板模块”中“线路驱动模块”输出的信号也仍然可以通过“DSL接入模块”中“xDSL线卡板模块”中的“频分双工2-4线混合模块”，在原来的电话线端口输出至双刀双掷开关K2，经触点对1-3送入新增双绞线，最后从双刀双掷开关K1的触点对3-1送达“xDSL调制解调器”中“模拟前端模块”的“A/D变换器”模拟信号输入端。
有些“xDSL调制解调器”设备中，“频分双工2-4线混合模块”至“A/D变换器”的信号连接采用非平衡方式，因此只有1条信号线。这时用“xDSL调制解调器”设备中“模拟信号处理模块”的信号地线作为连接双刀双掷开关的另一根信号线。
有些“DSL接入模块”设备中“xDSL线卡板模块”的“频分双工2-4线混合模块”至“A/D变换器”的信号连接采用非平衡方式，因此只有1条信号线。这时用该“xDSL线卡板模块”中“模拟前端模块”的信号地线作为连接双刀双掷开关的另一根信号线。
如果不需要再支持原有的双工模式，可以省略掉双刀双掷开关，直接将原来接双刀双掷开关触点对1-3的双绞线直接互连。这样只需要对原有的数字用户线系统作极小的改动，就可以实施本发明的线分双工工作方式。
当采用线分双工模式工作时，实施例中所述的“xDSL调制解调器”设备和“DSL接入模块”设备中的“频分双工2-4线混合模块”实际上均只负责单个方向的信号传输，不再起频分双工滤波的作用。出于成本考虑可以简化甚至拆除“频分双工2-4线混合模块”，将输入和输出端口直接互联。
从成本考虑较佳的实施例(图3)拆除了所述的“xDSL调制解调器”设备和“DSL接入模块”设备中的“频分双工2-4线混合模块”。但是这种方法在通信线缆开通率较高时，有可能引起通信线缆中相邻双绞线链路相互干扰的增加。
较佳的改进方法如图4所示，将“频分双工2-4线混合模块”分拆成输出滤波器和输入滤波器，分别置于所述“xDSL调制解调器”设备和“DSL接入模块”设备的输出端和输入端。从而减轻成捆线缆中不同线路间的相互干扰。
出于性能和成本的综合考虑，不同准则下的较佳实施例可以单独保留输出滤波器或单独保留输入滤波器，也可以插入其他信号处理模块。
因此这里所述的通过专用双绞线实现从“线路驱动模块”至“模拟前端模块”的连接，并非特指通过物理导线的连接，而是表示存在一种电气通路可以将信号从一方送至另一方，包括了使用物理金属线的直接连接，也包括了通过滤波器、放大器或其他信号处理模块实现的信号传输通路连接。其限制特征仅仅在于所述该条专用的双绞线是专用于一个方向的信号传输。
第二实施例
本实施例的线分双工xDSL宽带接入方法如图3所示，是不使用“频分双工2-4线混合模块”的线分双工xDSL接入方法，其中一对双绞线专门传输上行方向的xDSL调制信号，另一对双绞线专门传输下行方向的xDSL调制信号。
实际上ITU-T规范定义的xDSL系统中的“频分双工2-4线混合模块”，由于人为限制了发送和接收信号的频段和频带宽度，不能充分发挥出双绞线的传输信道容量。拆除“xDSL调制解调器”设备和“DSL接入模块”设备中的“频分双工2-4线混合模块”，可以提高双绞线的频谱利用率。
从用户终端来的用户数据送达“xDSL调制解调器”后，“xDSL调制解调器”的“上行接口模块”将从外部收到数据的有效载荷提取出来，送到“传输汇聚模块”，封装成链路帧信号后，送到“离散多音处理模块”，完成离散多音信号调制后，送给“模拟前端模块”，将数字信号转换成为模拟波形信号，经过“线路驱动模块”的滤波放大处理以后，通过一对专用的双绞线送至“DSL接入模块”中“xDSL线卡板模块”的“模拟前端模块”，完成对接收模拟信号的接收滤波、可变增益放大、离散采样和量化，将模拟信号转换成为数字信号，再送到“离散多音处理模块”进行数字信号处理，完成数字多音信号的解调，将解调出来的链路帧信号送到“传输汇聚模块”，完成xDSL链路的流量汇聚后，送到“上行接口模块”，最后送达宽带应用服务器。
从宽带应用服务器中发出的数据送到“DSL接入模块”后，由“DSL接入模块”中的“上行接口模块”将从外部收到数据的有效载荷提取出来，送到“传输汇聚模块”，封装成链路帧信号后，送到“离散多音处理模块”，完成离散多音信号调制后，送给“模拟前端模块”，将数字信号转换成为模拟波形信号，经过“线路驱动模块”的滤波放大处理以后，通过一对专用的双绞线送至“xDSL调制解调器”的“模拟前端模块”，完成对接收模拟信号的接收滤波、可变增益放大、离散采样和量化，将模拟信号转换成为数字信号，再送到“离散多音处理模块”进行数字信号处理，完成数字多音信号的解调，将解调出来的链路帧信号送到“传输汇聚模块”，完成xDSL链路的流量汇聚后，送到“上行接口模块”，最后送达用户终端。
这里所述的通过专用双绞线实现从“线路驱动模块”至“模拟前端模块”的连接，并非特指通过物理导线的连接，而是表示存在一种电气通路可以将信号从一方送至另一方，包括了使用物理金属线的直接连接，也包括了通过滤波器、放大器或其他信号处理模块实现的信号传输通路连接。其限制特征仅仅在于所述该条专用的双绞线是专用于一个方向的信号传输。
本实施例在进行所述的离散多音调制时，可以参考ITU-T的xDSL规范建议，限定仅调制用于发送和接收的离散多音子载波，也可以不受规范束缚使用全部离散多音子载波。
优选的实施方案是在每个方向上使用全部可用的离散多音子载波。
第三实施例
本实施例的一种线分双工的VDSL宽带实现系统是将图3中线分双工的xDSL宽带实现系统中的“xDSL调制解调器”替换为“VDSL2调制解调器”、“xDSL线卡模块”替换为“VDSL2线卡模块”。所述的系统包括：“VDSL2调制解调器”、连接“VDSL2调制解调器”与“DSL接入模块”中“VDSL2线卡板模块”的两对双绞线和包括“VDSL2线卡板模块”的“DSL接入模块”，其中，所述“VDLS2调制解调器”是“线分双工VDSL2调制解调器”，所述“VDSL2线卡板模块”是“线分双工VDSL2线卡板模块”，所述两对双绞线，一对用来传输从所述“线分双工VDSL2调制解调器”到所述“DSL接入模块”中所述“线分双工VDSL2线卡板模块”的所谓上行数据，另一对用来传输从所述“DSL接入模块”中所述“线分双工VDSL2线卡板模块”到所述“线分双工VDSL2调制解调器”的所谓下行数据。
在本实施例中的线分双工VDSL2调制解调器，包括：用于实现数模转换(DAC)和模数转换(ADC)的“模拟前端模块”、用于实现离散多音调制和解调的“离散多音(DMT)处理模块”、用于实现数据格式转换和多路流量汇聚的“传输汇聚模块”、用于实现大动态范围线性功率放大的“线路驱动模块”和用于实现与本地终端互联的“上行接口模块”。所述的“模拟前端模块”、“离散多音处理模块”、“传输汇聚模块”和“线路驱动模块”均符合ITU T建议的VDSL2规范要求，可以使用市场成熟的VDSL2芯片组实现。
实施例中，一方面所述“线分双工VDSL2调制解调器”中的所述“上行接口模块”将从本地终端收到数据的有效载荷提取出来，送到所述“线分双工VDSL2调制解调器”中的所述“传输汇聚模块”，封装成链路帧信号后，送到所述“线分双工VDSL2调制解调器”中的所述“离散多音处理模块”，完成离散多音信号调制后，送给所述“线分双工VDSL2调制解调器”中的所述“模拟前端模块”，将数字信号转换成为模拟波形信号，经过所述“线分双工VDSL2调制解调器”中的所述“线路驱动模块”的滤波放大处理以后，送到本地发送专用的双绞线端口；另一方面所述“线分双工VDSL2调制解调器”中的所述“模拟前端模块”从本地接收专用的双绞线端口接收到模拟信号后，完成对接收模拟信号的接收滤波、可变增益放大、离散采样和量化，将模拟信号转换成为数字信号，再送到所述“线分双工VDSL2调制解调器”中的所述“离散多音处理模块”进行数字信号处理，完成数字多音信号的解调，将解调出来的链路帧信号送到所述“线分双工VDSL2调制解调器”中的所述“传输汇聚模块”，完成数据格式转换和流量汇聚后，通过所述“线分双工VDSL2调制解调器”中的所述“上行接口模块”向本地终端输出。
在本实施例中的线分双工DSL接入模块，包括：支持多路VDSL通路的“线分双工VDSL2线卡板模块”和用于实现与本地宽带应用服务器互联的“上行接口模块”，“线分双工VDSL2线卡板模块”又包括用于实现数模转换(DAC)和模数转换(ADC)的“模拟前端模块”、用于实现离散多音调制和解调的“离散多音(DMT)处理模块”、用于实现数据格式转换和多路流量汇聚的“传输汇聚模块”和用于实现大动态范围线性功率放大的“线路驱动模块”。所述的“模拟前端模块”、“离散多音处理模块”、“传输汇聚模块”和“线路驱动模块”均符合ITU-T建议的VDSL2规范要求，可以使用市场成熟的VDSL2芯片组实现。
本实施例优选的改进方案，通过在标准VDSL2芯片组中，升级调整“离散多音处理模块”中的嵌入式软件，可以在上行和下行的每个方向上使用全部可用多音子载波，从而可以大幅提高上下行的传输带宽，尤其是长距离情况下的上行带宽。
实施例中，一方面所述“线分双工DSL接入模块”中的所述“上行接口模块”将从本地宽带应用服务器收到数据的有效载荷提取出来，送到所述“线分双工DSL接入模块”中的所述“传输汇聚模块”，封装成链路帧信号后，送到所述“线分双工DSL接入模块”中的所述“离散多音处理模块”，完成离散多音信号调制后，送给所述“线分双工DSL接入模块”中的所述“模拟前端模块”，将数字信号转换成为模拟波形信号，经过所述“线分双工DSL接入模块”中的所述“线路驱动模块”的滤波放大处理以后，送到本地发送专用的双绞线端口；另一方面所述“线分双工DSL接入模块”中的所述“模拟前端模块”从本地接收专用的双绞线端口接收到模拟信号后，完成对接收模拟信号的接收滤波、可变增益放大、离散采样和量化，将模拟信号转换成为数字信号，再送到所述“线分双工DSL接入模块”中的所述“离散多音处理模块”进行数字信号处理，完成数字多音信号的解调，将解调出来的链路帧信号送到所述“线分双工DSL接入模块”中的所述“传输汇聚模块”，完成数据格式转换和流量汇聚后，通过所述“线分双工DSL接入模块”中的所述“上行接口模块”向本地宽带应用服务器输出。
这里所述的通过专用双绞线实现从“线路驱动模块”至“模拟前端模块”的连接，并非特指通过物理导线的连接，而是表示存在一种电气通路可以将信号从一方送至另一方，包括了使用物理金属线的直接连接，也包括了通过滤波器(图4所示)、放大器或其他信号处理模块实现的信号传输通路连接。其限制特征仅仅在于所述该条专用的双绞线是专用于一个方向的信号传输。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。
Claims (7)
1.一种xDSL宽带接入方法，由“xDSL调制解调器”、连接“xDSL调制解调器”与“DSL接入模块”的“双绞线”和“DSL接入模块”组成xDSL系统，其特征在于，
新增一对双绞线与原有的一对双绞线捆绑用于传输xDSL信号，
“DSL接入模块”中“线路驱动模块”输出的发送信号通过一对双绞线传送至“xDSL调制解调器”中“模拟信号处理模块”的接收信号端，
“xDSL调制解调器”中“模拟信号处理模块”输出的发送信号通过另一对双绞线传送至局端“DSL接入模块”中“模拟前端模块”的接收信号端，
用线分双工方式实现xDSL系统的全双工xDSL信号传输。
2.根据权利要求1所述的xDSL宽带接入方法，其特征还在于，所述xDSL系统是采用快速傅立叶变换技术实现离散多音调制和解调的有线数字通信系统。
3.根据权利要求2所述的xDSL宽带接入方法，其特征还在于，
相互通信的两个设备分别对应由“线路驱动模块”、“模拟前端模块”、“离散多音处理模块”、“传输汇聚模块”和“上行接口模块”组成，
任何一方设备中的“上行接口模块”将从外部收到数据的有效载荷提取出来，送到“传输汇聚模块”，封装成链路帧信号后，送到“离散多音处理模块”，完成离散多音信号调制后，送给“模拟前端模块”，将数字信号转换成为模拟波形信号，经过“线路驱动模块”的滤波放大处理以后，通过一对专用的双绞线送至另一方设备中的“模拟前端模块”，完成对接收模拟信号的接收滤波、可变增益放大、离散采样和量化，将模拟信号转换成为数字信号，再送到“离散多音处理模块”进行数字信号处理，完成数字多音信号的解调，将解调出来的链路帧信号送到“传输汇聚模块”，完成xDSL链路的流量汇聚后，送到“上行接口模块”对外输出。
4.一种线分双工xDSL调制解调器，包括：用于实现数模转换(DAC)和模数转换(ADC)的“模拟前端模块”、用于实现离散多音调制和解调的“离散多音(DMT)处理模块”、用于实现数据格式转换和多路流量汇聚的“传输汇聚模块”、用于实现大动态范围线性功率放大的“线路驱动模块”和用于实现与本地终端互联的“上行接口模块”，其特征在于，
一方面所述“上行接口模块”将从本地终端收到数据的有效载荷提取出来，送到“传输汇聚模块”，封装成链路帧信号后，送到“离散多音处理模块”，完成离散多音信号调制后，送给“模拟前端模块”，将数字信号转换成为模拟波形信号，经过“线路驱动模块”的滤波放大处理以后，送到本地发送专用的双绞线端口，
另一方面所述“模拟前端模块”从本地接收专用的双绞线端口接收到模拟信号后，完成对接收模拟信号的接收滤波、可变增益放大、离散采样和量化，将模拟信号转换成为数字信号，再送到“离散多音处理模块”进行数字信号处理，完成数字多音信号的解调，将解调出来的链路帧信号送到“传输汇聚模块”，完成数据格式转换和流量汇聚后，通过“上行接口模块”向本地终端输出。
5.一种线分双工DSL接入模块，包括：支持多路xDSL通路的“线分双工xDSL线卡板模块”和用于实现与本地宽带应用服务器互联的“上行接口模块”，“线分双工xDSL线卡板模块”又包括用于实现数模转换(DAC)和模数转换(ADC)的“模拟前端模块”、用于实现离散多音调制和解调的“离散多音(DMT)处理模块”、用于实现数据格式转换和多路流量汇聚的“传输汇聚模块”和用于实现大动态范围线性功率放大的“线路驱动模块”，其特征在于，
一方面所述“上行接口模块”将从本地宽带应用服务器收到数据的有效载荷提取出来，送到“传输汇聚模块”，封装成链路帧信号后，送到“离散多音处理模块”，完成离散多音信号调制后，送给“模拟前端模块”，将数字信号转换成为模拟波形信号，经过“线路驱动模块”的滤波放大处理以后，送到本地发送专用的双绞线端口，
另一方面所述“模拟前端模块”从本地接收专用的双绞线端口接收到模拟信号后，完成对接收模拟信号的接收滤波、可变增益放大、离散采样和量化，将模拟信号转换成为数字信号，再送到“离散多音处理模块”进行数字信号处理，完成数字多音信号的解调，将解调出来的链路帧信号送到“传输汇聚模块”，完成数据格式转换和流量汇聚后，通过“上行接口模块”向本地宽带应用服务器输出。
6.一种线分双工xDSL接入实现系统，包括：“xDSL调制解调器”、连接“xDSL调制解调器”与“DSL接入模块”的“双绞线”和“DSL接入模块”，其特征在于，
所述“xDSL调制解调器”是权利要求4所述的“线分双工xDSL调制解调器”，所述“DSL接入模块”是权利要求5所述的“线分双工DSL接入模块”，并且对于连接所述“线分双工调制解调器”和所述的“线分双工DSL接入模块”的任何一路所述的“双绞线”均包括捆绑使用的两对双绞线，
其中一对双绞线专用于传输从所述“线分双工xDSL调制解调器”发送至所述“线分双工DSL接入模块”的数据信号，
另一对双绞线专用于传输从所述“线分双工DSL接入模块”发送至所述“线分双工xDSL调制解调器”的数据信号。
7.根据权利要求6所述的线分双工xDSL接入实现系统，其特征还在于；所述“线分双工xDSL调制解调器”是“线分双工VDSL2调制解调器”，所述“线分双工xDSL线卡板模块”是“线分双工VDSL2线卡板模块”。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Granted publication date: 20120328 Termination date: 20210921 |
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