CN102710475A - 任意线Modem及其总线型多介质多点组网宽带网络 - Google Patents

Abstract

一种任意线Modem，其特征在于所述的任意线包括电话线、同轴线、网线、双绞线、平衡线这5种线之一或者这5种线的任意组合；该任意线Modem由控制与处理模块(A)、电源模块(H)、标准以太网物理接口(B)、以太网协议处理模块(C)、任意线协议处理模块(D)、线路调制解调模块(E)、任意线模拟前端模块(F)、任意线线路物理接口(G)构成。由该任意线Modem构建的总线型多介质多点组网宽带网络，由至少两个任意线Modem和多种线路无源分支网络(f)构成，并通过网线与外部设备连接；外部设备是用户终端设备(g)或者宽带接入终端(c)；多种线路无源分支网络(f)的拓扑结构是链状、星型、树型拓扑结构或者其混合拓扑结构。

Description

任意线Modem及其总线型多介质多点组网宽带网络

一、技术领域：

本发明涉及一种能利用任意通信线路组网的调制解调器，以下简称为“任意线Modem”(Any Wire Modem)，其通信线路包括电话线、同轴线、网线(如五类线)、双绞线、平衡线等任意金属通信线路。

本发明还涉及由这种任意线Modem构建的总线型多介质多点组网宽带网络，以下简称为“任意线宽带网络”。

本发明的产品设备及网络系统，主要应用于家庭网络/SOHO网络领域，也可用于小型局域网/办公网领域。

二、背景技术：

目前在家庭网络/SOHO网络领域、小型局域网/办公网领域的应用，有几种组网技术方案，它们各有不同的优缺点，但都不能完全满足当前和未来宽带网络的需要。

目前应用的宽带家庭网络技术主要包括：

1、基于多条网线的有线组网家庭网络：

目前普遍使用的解决方案是：利用运营商的宽带接入终端，通过它们的多个以太网端口，连接多条网线(五类线)到多个房间/多个接入点组网，构建宽带多点接入有线网络(是多个点到点传输的组合，非总线型多点通信网络)。其中宽带接入终端包括：光网络终端(ONT)、xDSL终端(例如ADSL Modem)，或集中器(HUB)、以太网交换机、路由器及家庭网关。其主要优点是：可以多人多点使用，能保证稳定的带宽，而且无电磁辐射、安全环保。但是该方案要求：接入端设备必须要配置足够多的端口；到每一个房间的用户终端都需要配置一根网线；需要所有房屋在装修时都预先布置和埋设多条五类线。

其缺点在于：接入终端设备配置的端口是有限的，不一定能满足需要，也不方便扩展；即使增加端口扩展设备，成本相应提高，而且并不能解决房间之间的连网问题。预先埋设配置多根网线的问题在绝大部分现有家庭已不可能，因而只能现拉网线，或者穿墙打洞重新布线。对于跨房间现拉明线及重新布线装修，大多数家庭都很难接受。

所以，家庭宽带覆盖的网线布设问题，在越来越普及的光纤宽带家庭网络中，已经成为难于解决的推广应用瓶颈。

2、基于Wi-Fi的无线组网家庭网络：

在运营商的接入终端设备内配置Wi-Fi路由电路，或外配Wi-Fi路由器，组建无线组网家庭网络，是一种最常用的家庭无线多点组网解决方案。这也包括已经开始使用的“网线加Wi-Fi”有/无线混合组网的宽带家庭网络。无线组网的优点是：实现起来简单、快速、方便，无线信号基本上能覆盖普通家庭各房间。

其缺点在于：一方面是各种宽带接入终端设备(例如机顶盒、PC机、VoIP电话等)都必须配置Wi-Fi无线接口卡，这很难全部实现，也存在成本问题。另外，Wi-Fi无线接入设备必然存在电磁辐射问题，它们的长期使用是否对家庭成员的身体带来危害，始终存在争议。而且，Wi-Fi无线信号会受到建筑及墙壁的衰减影响，也易受外界电磁干扰，带宽速率并不稳定，中、大户型房子更为明显。事实上Wi-Fi无线方案的带宽只能满足一般上网要求，难于保证主流宽带业务IPTV高清视频信号的流畅传输。

3、基于电源线和插座的电力线家庭网络：

值得一提的是一种正在兴起的新型家庭网络：利用家庭中现有的220V交流电源线和电源插座进行组网通信的解决方案，俗称“电力猫”通信或“电力线Modem”通信。

该方案的优点是：家庭各房间覆盖率高，接入点无处不在，只要有插座的地方就能上网；免布线，使用方便快捷，能实现家庭内移动上网；增加电力猫，就能扩展接入点，容易实现多房间、多点组网；有线组网，无辐射，安全环保。

其缺点是：可能受到邻居网络或某些电器设备干扰的影响，有时导致实时高带宽信号不够稳定。另外也可能受家庭电源线的使用材质、布线长度、拓扑结构及电器干扰影响，不同家庭的带宽一致性有差别，可能某些家庭个别房子的个别插座带宽不够高。

以上现有宽带家庭网络解决方案，都不能满足新一代家庭网络的所有房间、多种业务、多点全域宽带覆盖的要求，以及使用方便、扩展容易、操作简单、成本低廉的经济适用性，和稳定安全、智能环保、绿色节能的环境要求。这就需要我们发明一种能利用现有的多种金属线路介质，构建新一代宽带家庭网络的创新解决方案。

三、发明内容：

本发明的目的和任务在于：开发一种“任意线Modem”设备，以及用这种“任意线Modem”设备组建的总线型、多介质、多点组网宽带网络。这种由任意线Modem组建任意线宽带网络的解决方案，能利用家庭中已有的通信线路资源，如电话线、同轴线、网线、双绞线、平衡线等任意金属通信线路，快速构建基于IP/以太网数据传输的新一代总线型、多介质、多点组网宽带家庭网络。

本发明要解决的主要技术问题是：

1、本发明要解决如何利用家庭中现有电话线构建“点到多点”组网传输的数据通信问题。(普通xDSL Modem是采用电话线解决“点到点”的数据接入传输问题)；

2、本发明要解决在电话线、同轴线、双绞线等多种介质或异构通信线路上，组网传输IP/以太网宽带信号的问题。(普通xDSL Modem只能在电话线上传输，Cable Modem只能在同轴线上传输)；

3、任意线Modem要组建任意线家庭网络，还必须解决多介质、多点组网的拓扑结构、管理机制及质量保证问题，包括解决总线型拓扑结构、自动组网机制、控制管理、带宽管理及QoS质量保证技术的问题；

4、任意线Modem设备还必须能适应并解决多介质组网时带来的阻抗失配、信号反射、信号衰落，以及频带失真、多径干扰等严重影响信号传输及业务质量的难题。

基于上述理由，本发明提出了一种具体的任意线Modem设备及任意线宽带网络的技术解决方案如下：

1、一种能利用任意通信线路组网的调制解调器(Modem)，简称为“任意线Modem”(Any Wire Modem)，其特征在于：它们能利用家庭中已有的任意金属通信线路，快速构建基于IP/以太网数据传输的总线型多点组网宽带家庭网络；这里所述的任意线包括电话线、同轴线、网线、双绞线、平衡线这5种线之一或者这5种线的任意组合；该任意线Modem由以下功能模块构成：控制与处理模块(A)；电源模块(H)；标准以太网物理接口(B)；以太网协议处理模块(C)；任意线协议处理模块(D)；线路调制解调模块(E)；任意线模拟前端模块(F)；任意线线路物理接口(G)。其中：

控制与处理模块(A)由CPU/DSP芯片以及外围电路构成；根据所选择的已有不同CPU/DSP芯片及具体设计要求，普通设计人员就可以确定所需要的已有通用外围电路。

电源模块(H)包括AC-DC电源变换电路、滤波适配电路、节电控制电路；

标准以太网物理接口(B)，包括10/100Base-T物理层芯片、外围电路及RJ45接口电路；

任意线线路物理接口(G)，典型的是RJ11电话线/双绞线接口电路，以及保护隔离电路(需要时也可以是某种同轴线或平衡线接口电路)；

在标准以太网物理接口(B)和任意线线路物理接口(G)之间，顺序连接有4个模块，即与标准以太网物理接口(B)连接的以太网协议处理模块(C)，与以太网协议处理模块(C)连接的任意线协议处理模块(D)，与任意线协议处理模块(D)连接的线路调制解调模块(E)，与线路调制解调模块(E)连接的任意线模拟前端模块(F)，与任意线模拟前端模块(F)连接的任意线线路物理接口(G)；

以太网协议处理模块(C)是通用的标准局域网/广域网接口的基本协议处理程序模块；

任意线协议处理模块(D)，是针对任意线MAC层和任意线链路层的协议处理模块；

线路调制解调模块(E)，是基于正交频分复用的物理层调制解调器；

任意线模拟前端模块(F)，是任意线Modem的调制信号接入线路之前的模拟线路信号驱动及电路处理控制模块；

电源模块(H)分别与控制与处理模块(A)、标准以太网物理接口(B)、以太网协议处理模块(C)、任意线协议处理模块(D)、线路调制解调模块(E)、任意线模拟前端模块(F)、任意线线路物理接口(G)连接；

控制与处理模块(A)分别与以太网协议处理模块(C)、任意线协议处理模块(D)、线路调制解调模块(E)、任意线模拟前端模块(F)连接。

本发明中，电源模块(H)、控制与处理模块(A)、标准以太网物理接口(B)、以太网协议处理模块(C)、任意线协议处理模块(D)、线路调制解调模块(E)、任意线模拟前端模块(F)、任意线线路物理接口(G)都可以采用本行业中常用的模块电路、常用的集成芯片、专用芯片，以及与它们配合的常用的外围(辅助)电路。

一种任意线Modem构建的总线型多介质多点组网宽带网络，简称为“任意线宽带网络”；其特征在于：它由多个任意线Modem和多种线路无源分支网络(f)构成，并通过网线与外部设备连接；

其中：

多个任意线Modem为任意线Modem(e-1)至(e-N)，N为大于等于2的自然数；

外部设备是用户终端设备(g)或者宽带接入终端(c)；

每个外部设备通过网线(d)接入相应的任意线Modem，任意线Modem之间由电话线、同轴线、双绞线、平衡线这4种线中之一构成的多种线路无源分支网络(f)连接，或者任意线Modem之间由这4种线的任意组合构成的多种线路无源分支网络(f)连接；

多种线路无源分支网络(f)的拓扑结构是链状、星型、树型这3种拓扑结构之一，或者是这3种拓扑结构的任意组合构成的混合拓扑结构。

本发明具有免布线、使用方便、安装简单、带宽稳定、无电磁辐射、安全环保的优点。

本发明与现有技术比较的优点在于：

1、与基于多条网线的有线组网宽带家庭网络比较：

a、本专利的技术方案，与目前普遍使用的网线组网方案比较，因为是利用家庭现有的电话线和同轴线路组网，不需要重新投资布线，线路建设成本低廉，网络构建快速方便，经济实用性好。

b、本方案特别适合原有网络的宽带升级改造，避免了穿墙打洞、破坏装修，解决了旧楼FTTH宽带改造/光纤入户需要新拉线路的难题。

c、将来需要增加接入点、扩展接口或新增业务时，扩展快速、简单、方便。

2、与目前使用最广泛的基于Wi-Fi的无线组网家庭网络比较：

a、避免了无线组网时，宽带接入终端设备必须配置Wi-Fi无线接口卡的难题及增加的成本；因为机顶盒、PC机、VoIP电话等一般都没有配Wi-Fi无线接口卡，但它们都配有能与任意线Modem连接的以太网口。

b、任意线网络是有线网络，无辐射危害，避免了Wi-Fi无线接入设备始终存在的电磁辐射问题；使家庭全体人员放心，更加安全环保健康。

c、任意线网络是有线网络，并在金属通信线路上传输，与无线通信比较，能保证多个高清视频信号的带宽，速率更加稳定；避免了无线信号易受外界环境及电磁干扰影响，带宽不够、速率不稳定的主要缺点。

3、与正在兴起的基于电源线和插座的电力线家庭网络比较：

a、任意线网络采用原有家庭通信线路，可以与外界相邻网络进行彻底的信号隔离，不受电力线家庭网络中邻居网络共享带宽的影响；因而与电力线通信比较，带宽大幅度增加，高速通信实时传输稳定，能保证多个12Mbps高清视频信号的接入或分配。

b、任意线网络通信脱离了电源线，在标准的通信线路上传输，不会受电器设备传导性和辐射性干扰的影响；带宽、速率与家庭电源线路的材质、布线、结构完全无关；所以与电力线通信比较，其实时、高带宽信号稳定，高清视频质量有保证，不同家庭的组网带宽一致性有保证。

四、附图说明：

图1是任意线Modem设备结构方框图。

图2是典型任意线宽带网络拓扑结构图。

图3是任意线Moden组网工作机制与流程图。

图4是典型任意线家庭网络实施例图。

五、具体实施方式：

下面结合附图对本发明做详细描述。

A.关于“任意线Modem”设备。

参见附图1，任意线Modem的具体方框结构、技术特征、工作原理如下：

一种任意线Modem，其特征在于该设备由以下功能模块构成：控制与处理模块(A)，是任意线Modem的核心模块；电源模块(H)，是任意线Modem的基础模块；与它们连接的电路及功能模块有：标准以太网物理接口(B)、以太网协议处理模块(C)、任意线协议处理模块(D)、线路调制解调模块(E)，任意线模拟前端模块(F)、任意线线路物理接口(G)。

控制与处理模块(A)，由CPU/DSP芯片以及外围电路及相关控制软件及数学模型算法构成，是整个设备的控制核心，完成任意线Modem的总体控制和管理功能。

电源模块(H)，是本设备的电源供应模块，包括AC-DC电源变换电路，以及滤波适配、节电控制等电路构成，它负责对整个设备各个模块电路的基础电源供应。

另外，有两个对外线路接口(B)和(G)，分别与设备外部的以太网信号(I)和线路信号(J)接口。

(B)是标准以太网物理接口电路，包括10/100Base-T物理层芯片、相关电路及RJ45接口；它与接入终端设备或者用户终端设备的以太网口相连，对外接收/发送双向10M/100M以太网数据信号；根据连接的不同设备或网络，该接口的信号可能是广域网/互联网的业务数据信号，或者是用户的业务数据信号，也可以是局域网/物联网的相关数据信号。

(G)是任意线线路物理接口，这里是典型的RJ11电话线/双绞线接口电路，包括必须的保护、隔离电路，完成与电话线传输介质的特性参数匹配及物理结构适配。它对外可以直接与电话线相连，或通过不同的转接器/分隔器与其它任意介质线路连接。本设备通过该接口，给其它任意线Modem发送相关线路调制信号，包含组网管理控制数据信号、用户业务数据信号或互联网业务数据信号等。同样，本设备也通过该接口接收其它任意线Modem的线路调制信号。

在(B)和(G)两个线路接口之间，顺序连接两个协议处理模块(C)、(D)，和两个线路信号处理模块(E)、(F)。在这四个模块中，配置有相关控制软件及数学模型算法。

这4个处理模块与2个线路接口模块一道，构成了设备内部一条完整的双向数据传输及数据处理通道，与设备外部的信号(I)、(J)相连：外部以太网信号(I)←→(B)←→(C)←→(D)←→(E)←→(F)←→(G)←→外部线路信号(J)。

其中：

以太网协议处理模块(C)，包括执行标准的IP/以太网的链路层协议/MAC层协议处理软件，及TCP/IP层相关处理软件，这是通用的标准局域网/广域网接口的基本协议处理程序模块，包括IEEE802.3相关基本协议，以及VLAN配置、桥接、组播、QoS控制等相关标准应用协议。

任意线协议处理模块(D)，是针对任意线Modem组网及任意线多点网络通信的特殊需要而设计的专用协议规则软件和算法，是针对任意线MAC层和任意线链路层的协议处理模块；包括任意线组网机制的建立、控制、管理及处理。它们能完成任意线组网的自动配置、自组织建网、主/从方式工作、自动路由、动态路由管理等程序处理工作。

任意线协议处理模块(D)是任意线Modem以及由它们组建的任意线网络的关键协议处理模块，相关任意线网络的组网机制、工作流程、原理等说明，见附图3。

线路调制解调模块(E)，是基于正交频分复用(OFDM)的物理层调制解调器(Modem)相关电路及算法程序处理模块；一般采用2MHz到30MZHz的工作频带(将来会扩展到50MHz、100MHz，或更大带宽)，配置高密度子载波，进行FFT或小波变换OFDM调制；具有先进的调制解调处理机制，能大幅度提高宽带传输效率，能适应任意线通信网络的电磁干扰环境，能解决任意线网络链路通信的抗干扰、抗衰落、抗反射、自适应、可靠传输、安全加密等问题。

任意线模拟前端模块(F)，是任意线Modem的调制信号接入线路之前的模拟线路信号驱动及电路处理模块，包括线路模拟信号的耦合、保护、滤波、放大、收发驱动、收发控制、功率控制等电路。

B.关于“任意线家庭网络”

本发明提出的由任意线Modem组建的总线型、多介质、多点组网宽带家庭网络(即任意线家庭网络)的典型组网拓扑结构见附图2，其具体网络构成、技术方案、特征、工作原理如下：

如图2所示，互联网宽带接入信号(a)，通过光纤或其它种类的宽带接入线路(b)，连接到宽带接入终端(c)，再通过网线(d)接入任意线Modem(e-1)。任意线Modem(e-1)将宽带接入信号(a)进行线路调制，然后将调制后的线路信号用电话线、同轴线、双绞线、平衡线这4种线之一种或者这4种线的任意组合接入多种线路无源分支网络(f)；多种线路无源分支网络(f)是一种不含有源器件的无源分支网络。

本发明的“任意线家庭网络”，主要由任意线Modem和多种线路无源分支网络构成，在图2中就由多种线路无源分支网络(f)和5个任意线Modem(e-1)至(e-5)构成，有2条分支线路。

任意线家庭网络的对内通信线路，可以是家庭中的电话线、同轴线、双绞线、平衡线等任意金属线路；可以只是其中一种线路媒介也可以是多种线路媒介；并且可以是点到点的单一线路，也可以是多点组网构成的多分支网络线路；可以是链状、星型、树型网络，或者由它们组合构成的混合拓扑结构。

任意线家庭网络是一种无源多分支网络，在转换异质线路或网络分支时，可能需要配置相关无源转接器件，或者无源频率分隔器/滤波器，以完成线路匹配、信号分配及不同业务信号的频带分割。

任意线Modem按它在网络中执行的功能，可分主端和从端两种角色，例如图2中，以(e-1)为主端，(e-2)、(e-3)(e-4)(e-5)为从端。一般来说，主端用网线连接到广域网宽带接入设备(c)，从端(e-2)、(e-3)(e-4)(e-5)则连接到用户终端设备(g)，(g)可以是台式PC机、笔记本电脑、IPTV机顶盒/电视机、VoIP网络电话机、打印机、网络摄像机，以及其它种类的用户终端设备。

C.组网工作机制与流程

任意线Modem及其构建的任意线网络，主要的工作机制有：

1)、任意线物理层的高可靠、高效率、高密度OFDM传输调制机制；

2)、任意线MAC层/链路层的自动组网MAC机制和QoS控制机制；

3)、综合进行任意线网络多点接入的TDMA(时分复用接入)和无冲突的CSMA(载波侦听多址接入)多点接入机制。

当然，任意线网络也全面利用了标准以太网的相关QoS质量保证协议，以最终解决任意线网络在不同介质复杂通道环境下的业务质量和宽带效率问题。

参考附图2的组网拓扑结构，和附图3的流程图，将任意线网络的主要工作机制、原理及流程说明如下：

任意线Modem按在任意线网络中的任务角色，分为主端和从端两种。与图2的拓扑图一样，任何一个任意线网络都有一个主端来控制管理整个网络的有序、高效工作，而所有从端都严格按照主端的许可及指令行事。

主端负责向任意线网络定时发送含有入网申请的“突发数据包”，并随时接收网络上任何新插电的从端设备的入网注册申请数据帧信号；并经过网络的拓扑发现功能建立所有从端的MAC地址信息表，并将MAC地址表转发给所有从端共享及备份。

主端按照预定规则管理用户优先级，配置每个从端的QoS、ToS、SLA等级表，然后完成给所有从端分配通信时隙、分配带宽、控制流量、建立队列、管理组播、进行QoS控制等任务。主端另一个重要工作，是“通道仲裁”，它给各个从端有序分配通信许可“令牌”，包括通信时隙、带宽/数据包长许可等。

而从端任意线Modem，只能按主端的指令及规定带宽进行数据发送和接收。从端任意线Modem可通过主端与互联网/广域网通讯；从端也能按照主端的指令向其它从端转发数据，以便扩展任意线网络的覆盖范围；从端之间也可以通过主端完成相互通信，或者通过互联网完成信息交换。

发送端，在正式发送数据包之前，必须先发送“通道评估帧”，即发送“通道评测信号”数据包，进行通道物理层信噪比测评。接收端根据收到的线路实际传输信号波形，按照预定的比特加载算法，得到子载波比特图，并编码发回发送端。发送端在收到后即按此图的子载波加载数据分别进行各个子载波的不同容量的数据调制，然后再将调制后的数据信号发送给接收端。而接收端收到数据帧后也采用同样的信道测评图数据正确解码线路数据信号。任何一个发送端(无论是主端还是从端)的数据发送，每一次的发送-接收过程，都重复这一“先通道测评-再发送接收”的过程，以保证整个频段内的所有载波调制速率都尽可能地与信道实际的动态信噪比适配，从而实现带宽效率最高，误码率最低，通信质量最佳化。

为了保证多点任意线网络的自动重组，任意线家庭网络的主端不是人为配置的，而是在网络构建时按预定规则自动产生的；而且主端也不是始终固定不变的，也不一定就是互联网接入端。任意线网络等效于局域网，并可以组建共享带宽、相互隔离的子网或邻居网络。

任意线网络的自动组网流程如下：

所有任意线Modem出厂时都加载了任意线即插即用网络软件，并默认为从端；在接通电源后，首先进行线路侦听，若未收到任何相关的网络通信信号，证明网上没有其它任意线Modem，则自动配置为主端，并开始向网络发送主端标志信号和分配其它任意线Modem的入网注册通信时隙，以宣告自己为主端并等待其它任意线Modem上电后加入。

若任意线Modem上电后侦听发现网络上已经有主端存在，即自动确认为从端，并开始接收主端信号进入同步工作状态，在规定时隙发送加入网络的申请信号。主站收到申请加入信号后，即给新加入的从端分配网络代号和设备终端号，新加入的任意线Modem获得主端授权后即开始入网运行。

一旦现任主端失效或关机，任意线网络会按照预定规则和程序，立即在该网络中另外选择一个从端自动配置成新的主端，接替原主端的工作，实现网络重组。图2中的任意线Modem(e-1)是互联网或广域网的信号接入点，通常使用过程中它往往都先插电，所以它一般也是网络的主端。但是，Modem(e-1)完全有可能比其它一个或几个Modem后插电，所以任意线网络的外部信号接入点，完全有可能是从端，但这并不影响它信号接入点的功能；同样，非接入点的Modem担任主端，也不会影响外部信号的接入。当然，为了任意线网络的外部信号的可靠接入，可以配置两个或多个信号接入点。这样，平常它们可以同时工作或一主一备，在一个接入点的任意线Modem失效时，另一个接入点(例如无线备用接入点)可以启动工作，以保证外部网络信息与任意线Modem终端用户的信息畅通。但是，同一个时间在一个任意线网络中，只能有一个主端工作。此外，如果需要，也可以人为配置指定某一个任意线Modem为主端，或固定为主端。

具体实施例参见附图4，这是一个典型的任意线家庭网络组网结构图，是一个树型总线、点到多点宽带家庭网络。

宽带接入信号(a)通过宽带接入线路(b)连接宽带接入终端(c)接入宽带互联网信号。接入终端(c)通过输出网线(d)连接任意线Modem(e-1)，将互联网信号注入由电话线路(f)及同轴线路(1)构成的两线路无源分支网络，其中使用了四个电话线-同轴线转接器(k)。该任意线网络总共配置有7个任意线Modem，分别是任意线Modem(e-1)、(e-2)、(e-3)、(e-4)、(e-5)、(e-6)、(e-7)，除任意线Modem(e-1)连接到互联网外，其它任意线Modem(e-2)至(e-7)分别用网线连接到不同的用户终端设备并接入其相关业务，共接入台式PC机(i)、笔记本电脑(m)、VoIP电话(j-1、j-2)、IPTV机顶盒(g-1、g-2)三类设备6台。

实施例中的任意线Modem，可以采用HomePlug AV、IEEE P1901标准芯片，也可采用UPA、OPERA、ITU-T G.hn标准芯片，线路速率达200Mbps或者更高。实施例网络利用家庭中现有的电话线和同轴线，依靠上述任意线Modem设备及任意线宽带网络结构的技术特征、工作原理及运行机制，实现了多个高速上网、高清IPTV网络电视和VoIP网络电话等宽带互联网业务的稳定接入及多点通信。

Claims (2)

1.一种任意线Modem，其特征在于所述的任意线包括电话线、同轴线、网线、双绞线、平衡线这5种线中的1-5种线之一或者这5种线的任意组合；该任意线Modem由以下功能模块构成：控制与处理模块(A)；电源模块(H)；标准以太网物理接口(B)；以太网协议处理模块(C)；任意线协议处理模块(D)；线路调制解调模块(E)；任意线模拟前端模块(F)；任意线线路物理接口(G)；其中：

控制与处理模块(A)由CPU/DSP芯片以及外围电路构成；

电源模块(H)包括AC-DC电源变换电路、滤波适配电路、节电控制电路；

标准以太网物理接口(B)，包括10/100Base-T物理层芯片、外围电路及RJ45接口电路；

任意线线路物理接口(G)，是RJ11电话线/双绞线接口电路，以及保护隔离电路；

在标准以太网物理接口(B)和任意线线路物理接口(G)之间，顺序连接有4个模块，即与标准以太网物理接口(B)连接的以太网协议处理模块(C)，与以太网协议处理模块(C)连接的任意线协议处理模块(D)，与任意线协议处理模块(D)连接的线路调制解调模块(E)，与线路调制解调模块(E)连接的任意线模拟前端模块(F)，与任意线模拟前端模块(F)连接的任意线线路物理接口(G)；

以太网协议处理模块(C)是通用的标准局域网/广域网接口的基本协议处理程序模块；

任意线协议处理模块(D)，是针对任意线MAC层和任意线链路层的协议处理模块；

线路调制解调模块(E)，是基于正交频分复用的物理层调制解调器；

任意线模拟前端模块(F)，是任意线Modem的调制信号接入线路之前的模拟线路信号驱动及电路处理控制模块；

电源模块(H)分别与控制与处理模块(A)、标准以太网物理接口(B)、以太网协议处理模块(C)、任意线协议处理模块(D)、线路调制解调模块(E)、任意线模拟前端模块(F)、任意线线路物理接口(G)连接；

控制与处理模块(A)分别与以太网协议处理模块(C)、任意线协议处理模块(D)、线路调制解调模块(E)、任意线模拟前端模块(F)连接。

2.一种按权利要求1所述的任意线Modem构建的总线型多介质多点组网宽带网络，其特征在于：它由多个任意线Modem和多种线路无源分支网络(f)构成，并通过网线与外部设备连接；

其中：

多个任意线Modem为任意线Modem(e-1)至(e-N)，N为大于等于2的自然数；

外部设备是用户终端设备(g)或者宽带接入终端(c)；

每个外部设备通过网线(d)接入相应的任意线Modem，任意线Modem之间由电话线、同轴线、双绞线、平衡线这4种线之一构成的多种线路无源分支网络(f)连接，或者任意线Modem之间由这4种线的任意组合构成的多种线路无源分支网络(f)连接；

多种线路无源分支网络(f)的拓扑结构是链状、星型、树型这3种拓扑结构之一，或者是这3种拓扑结构的任意组合构成的混合拓扑结构。

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