CN102118528A - 长距离以太网话音分离装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了长距离以太网话音分离装置和方法。方法包括：采用截止频率33MHz以上的高通滤波器对双绞线接口输出的话音数据混合信号进行高通滤波，得到LRE信号，将该LRE信号通过LRE接口输出；采用低通滤波器对双绞线接口输出的话音数据混合信号进行低通滤波，得到话音信号，将该话音信号通过模拟电话接口输出。采用本发明后，无论是LRE信号以10Mbps速率还是100Mbps速率与模拟电话信号在同一对双绞线上混合传输，都可以将LRE信号和模拟电话信号分离开来。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，具体涉及长距离以太网话音分离装置及方法。
背景技术
长距离以太网(LRE，Long Range Ethernet)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与抵消器来实现信号的全双工基带传输。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。
在实际应用中需要LRE信号能够与模拟电话信号共同在双绞线上传输，虽然LRE的线路码元时钟远远高于普通模拟电话信号(不大于4KHz)，但LRE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)，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。因此，亟需一种方案解决：在LRE信号无论以10Mbps还是100Mbps的速率与模拟电话信号共同在双绞线上传输时，能够将LRE信号和模拟电话信号分离开来。
发明内容
本发明提供一种LRE话音分离装置及方法，以将通过同一对双绞线传输的LRE信号和模拟电话信号分离开来。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种长距离以太网话音分离装置，该装置包括：
高通滤波器，采用33MHz以上的截止频率对双绞线接口输出的话音数据混合信号进行高通滤波，得到长距离以太网LRE信号，将该LRE信号通过LRE接口输出；
低通滤波器，对双绞线接口输出的话音数据混合信号进行低通滤波，得到话音信号，将该话音信号通过模拟电话接口输出。
所述高通滤波器进一步用于，采用33MHz以上的截止频率对LRE接口输出的LRE信号进行高通滤波，将滤波后的LRE信号输出到双绞线接口。
所述低通滤波器进一步用于，对模拟电话接口输出的话音信号进行低通滤波，将滤波后的话音信号输出到双绞线接口。
所述高通滤波器的截止频率为50MHz。
所述高通滤波器的起始频率为25KHz至0.27MHz。
一种长距离以太网话音分离方法，该方法包括：
采用截止频率33MHz以上的高通滤波器对双绞线接口输出的话音数据混合信号进行高通滤波，得到LRE信号，将该LRE信号通过LRE接口输出；
采用低通滤波器对双绞线接口输出的话音数据混合信号进行低通滤波，得到话音信号，将该话音信号通过模拟电话接口输出。
所述方法进一步包括：采用截止频率33MHz以上的高通滤波器对LRE接口输出的LRE信号进行高通滤波，将滤波后的LRE信号输出到双绞线接口。
所述方法进一步包括：
采用低通滤波器对模拟电话接口输出的话音信号进行低通滤波，将滤波后的话音信号输出到双绞线接口。
所述截止频率33MHz以上为：
截止频率为50MHz。
所述高通滤波器的起始频率为25KHz至0.27MHz。
与现有技术相比，本发明中，采用截止频率33MHz以上的高通滤波器对双绞线接口输出的话音数据混合信号进行高通滤波，得到LRE信号，将该LRE信号通过LRE接口输出。采用本发明后，无论是LRE信号以10Mbps速率还是100Mbps速率与模拟电话信号在同一对双绞线上混合传输，都可以将LRE信号和模拟电话信号分离开来。
附图说明
图1为本发明实施例提供的LRE话音分离装置的结构图；
图2为本发明统计得到的LRE信号在10Mbps速率时的功率谱密度分布图；
图3为本发明统计得到的LRE信号在100Mbps速率时的功率谱密度分布图；
图4为本发明实施例提供的进行LRE话音分离的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例提供的LRE话音分离装置的结构图，如图1所示，其主要包括：低通滤波器11和高通滤波器12，其中：
低通滤波器11：对通过双绞线接口传来的话音数据混合信号进行低通滤波，去除混合信号中的高频部分，将滤波得到的话音信号输出到模拟电话接口；对通过模拟电话接口传来的话音信号进行低通滤波，去除话音信号中的高频噪声，将滤波得到的话音信号输出到双绞线接口。
模拟电话接口即：普通老式电话服务(POTS，Plain Old TelephoneService)接口或公共交换电话网(PSTN，Public Switched Telephone Network)接口。
由于LRE信号的频率较高，因此，低通滤波器11可采用与第二代甚高速数字用户环路(VDSL，Very-high-bit-rate Digital Subscriber loop)分离器中相同的低通滤波器，为高阶滤波器。
高通滤波器12：对通过双绞线接口传来的话音数据混合信号进行高通滤波，去除混合信号中的低频部分，将滤波得到LRE信号输出到LRE接口；对通过LRE接口传来的LRE信号进行高通滤波，将滤波得到的信号通过双绞线接口输出。
本发明实施例中，低通滤波器11的截止频率只要保证话音信号能够正常通过即可，如：若话音信号的频率为4KHz，则低通滤波器11的截止频率可取6KHz。
以下给出确定本发明实施例中的高通滤波器的起始频率和截止频率的过程：
图2为LRE信号在10Mbps速率时的功率谱密度分布图，其中，横轴为LRE信号的频率，单位为MHz；纵轴为LRE信号的功率谱密度，单位为dBm/Hz。图中的实线为10Mbps/1对线时的功率谱密度分布曲线、虚线为10Mbps/2对线时的功率谱密度分布曲线。可以看出，LRE信号在10Mbps时的频率范围为：0.27MHz～7MHz。
图3为LRE信号在100Mbps速率时的功率谱密度分布图，其中，横轴为LRE信号的频率，单位为MHz；纵轴为LRE信号的功率谱密度，单位为dBm/Hz。图中的实线为100Mbps/1对线时的功率谱密度分布曲线，虚线为100Mbps/2对线时的功率谱密度分布曲线，点划线为100Mbps/4对线时的功率谱密度分布曲线。可以看出，LRE信号在100Mbps时的频率范围为：2.7MHz～66MHz。
业界缺省的低通滤波器的通带范围为：200Hz～4KHz，缺省的高通滤波器的通带范围为：25KHz～30MHz。由图2、3可以看出，无论对于10Mbps还是100Mbps的LRE信号来说，高通滤波器的通带起始频率为25KHz都是合适的。因此，本发明实施例中，将高通滤波器的起始频率设置为25KHz～0.27MHz，较佳地，设置为50KHz。
但是对100Mbps的LRE信号来说，由于其频率范围为：2.7MHz～66MHz，因此，采用缺省的30MHz的截止频率是不合适的，会有一部分高频信号被过滤掉，从而会使得LRE信号的传输距离缩短。
从理论上说，高通滤波器的截止频率在上述LRE信号在10Mbps和100Mbps速率时的最大频率的一半以上即可，即本发明实施例中的高通滤波器的截止频率在66/2＝33MHz以上即可。经过试验证明，当高通滤波器的截止频率为50MHz时，滤波效果较好，表现为：经该高通滤波器滤波得到的LRE信号的传输距离与纯LRE信号的传输距离相比只缩短了5％左右。因此，较佳地，本发明实施例中，高通滤波器的截止频率可为50MHz。
因此，本发明实施例中，可将高通滤波器的截止频率设置为33MHz以上，较佳地，设置为50MHz。
图4为本发明实施例提供的采用如图1所示的装置进行LRE话音分离的方法流程图，如图4所示，其具体步骤如下：
步骤401：设定低通滤波器和高通滤波器的截止频率，其中，高通滤波器的截止频率为33MHz以上。
低通滤波器的截止频率只要保证话音信号能够正常通过即可，如：若话音信号的频率为4KHz，则低通滤波器的截止频率可取6KHz。
较佳地，高通滤波器的截止频率可为50MHz。高通滤波器的起始频率可为25KHz～0.27MHz，较佳地，为50KHz。
步骤402：低通滤波器接收来自双绞线接口的话音数据混合信号，对该混合信号进行低通滤波，去除混合信号的高频部分，得到话音信号，将话音信号通过模拟电话接口输出，或者，接收来自模拟电话接口的话音信号，对该话音信号进行低通滤波，去除话音信号中的高频噪声，将滤波后的话音信号输出到双绞线接口；
高通滤波器接收来自双绞线接口的话音数据混合信号，对该混合信号进行高通滤波，得到LRE信号，将LRE信号通过LRE接口输出，或者，接收来自LRE接口的LRE信号，对该LRE信号进行高通滤波，将滤波后的LRE信号输出到双绞线接口。
可以看出，由于高通滤波器的截止频率取值为33MHz以上，因此，采用本发明实施例后，LRE信号无论是以10Mbps速率还是以100Mbps速率与模拟电话信号在同一对双绞线混合传输，都可以将LRE信号和模拟电话信号较好地分离开来。
以上所述仅为本发明的过程及方法实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种长距离以太网话音分离装置，其特征在于，该装置包括：
高通滤波器，采用33MHz以上的截止频率对双绞线接口输出的话音数据混合信号进行高通滤波，得到长距离以太网LRE信号，将该LRE信号通过LRE接口输出；
低通滤波器，对双绞线接口输出的话音数据混合信号进行低通滤波，得到话音信号，将该话音信号通过模拟电话接口输出。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述高通滤波器进一步用于，采用33MHz以上的截止频率对LRE接口输出的LRE信号进行高通滤波，将滤波后的LRE信号输出到双绞线接口。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述低通滤波器进一步用于，对模拟电话接口输出的话音信号进行低通滤波，将滤波后的话音信号输出到双绞线接口。
4.如权利要求1至3任一所述的装置，其特征在于，所述高通滤波器的截止频率为50MHz。
5.如权利要求1至3任一所述的装置，其特征在于，所述高通滤波器的起始频率为25KHz至0.27MHz。
6.一种长距离以太网话音分离方法，其特征在于，该方法包括：
采用截止频率33MHz以上的高通滤波器对双绞线接口输出的话音数据混合信号进行高通滤波，得到LRE信号，将该LRE信号通过LRE接口输出；
采用低通滤波器对双绞线接口输出的话音数据混合信号进行低通滤波，得到话音信号，将该话音信号通过模拟电话接口输出。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：采用截止频率33MHz以上的高通滤波器对LRE接口输出的LRE信号进行高通滤波，将滤波后的LRE信号输出到双绞线接口。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
采用低通滤波器对模拟电话接口输出的话音信号进行低通滤波，将滤波后的话音信号输出到双绞线接口。
9.如权利要求6至8任一所述的方法，其特征在于，所述截止频率33MHz以上为：
截止频率为50MHz。
10.如权利要求6至8任一所述的方法，其特征在于，所述高通滤波器的起始频率为25KHz至0.27MHz。
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