CN1359224A - 支持传统电话业务、非对称数字用户线路、和对称数字用户线路服务的线路卡和方法 - Google Patents

Abstract

提供一种线路卡和方法,用于支持对称的和非对称的电信业务,例如对称的和非对称的DSL服务。该线路卡可以同时支持POTS和非对称DSL服务,或支持DSL服务。一种xDSL接口提供对DSL信号的处理,而一种POTS接口提供对POTS信号的处理。该线路卡能切换它正在支持的运行模式或它正在支持的服务。最好是,该线路卡能根据从外部装置,如CPE或远处的终端设备接收的指令、根据编程软件、或根据线路卡的运行,在进行通信会话时切换运行模式。

Description

支持传统电话业务、非对称数字用户线路和 对称数字用户线路服务的线路卡和方法

技术领域

本发明一般涉及提供数据和话音通信的电信系统，具体说，是涉及支持POTS和非对称DSL，并且支持DSL的线路卡和方法。

背景技术

向消费者提供更便宜、更快速、和更全面的高速数据通信，是对电信服务供应商永恒的迫切需求。对服务供应商来说，用户使用许多不同的高速数据通信服务，使事情变得复杂。目前通常用于发送数据的一些方法，例如有，综合业务数字网(ISDN)服务、数字用户线路(DSL)服务、和欧洲周期脉冲计费法(PPM)或叫Telex(用户电报)服务。

这些方法还分为许多类型，使事情变得更复杂。例如，高速数据通信的DSL系列包括各种服务主机，通常记为xDSL，这里“x”代表一系列DSL服务。目前xDSL服务包括非对称的DSL(ADSL)、速率自适应DSL(RADSL)、高比特率DSL(HDSL)、甚高速DSL(VDSL)、和对称DSL(SDSL)、HDSL2和SHDSL。正如本领域熟知的，HDSL工作在两根扭绞电缆线对上，而HDSL2工作在单根扭绞电缆线对上。提供xDSL服务和提供这些服务的系统的更详细情形，请读者参考美国专利No.6,144,659，标题为“Telecommunications Equipment Support ofHigh Speed Data Services”，2000年11月7日授予Nye和Posthuma，以及美国专利申请序号No.09/258,879，标题为“TelecommunicationEquipment Support of ISDN Communication Line for High Speed DataTransmission”，1999年2月25日由Posthuma申请，以上公开的内容收入本文，供参考。

此外，有相当大百分比的消费者在数据通信中依旧使用传统的电话业务(POTS)线路。因而，服务供应商的电信系统必须支持广泛的各类不同电信业务。目前，电信系统例如用合并各种电路和装置来提供各种服务。

具体说，目前的xDSL线路卡，不是针对对称的应用便是针对非对称的应用。本领域熟练人员显然知道，“对称的”和“非对称的”是指沿通信每一方向的带宽。如果沿两个方向的带宽基本上相等，该种服务被称为“对称的”。如果带宽不相等，该种服务被称为“非对称的”。

例如，支持如xDSL对称应用的线路卡技术，如HDSL2和SDSL，并不同时支持POTS操作。已知有些线路卡提供与POTS同时的非对称xDSL服务，诸如ADSL或ADSL Lite。遗憾的是，这些线路卡不支持对称的xDSL服务。因此，在电信系统中，对各种对称的和非对称的服务及POTS，必须用不同的电路组件或线路卡。

于是，本领域从而需要一种线路卡和方法，以支持POTS和非对称数字用户线路服务的同时操作，并且支持对称和非对称数字用户线路服务。

发明内容

这一需要由本发明的线路卡和方法解决，本发明的线路卡和方法，基本上同时支持POTS和非对称数字用户线路服务，并且支持对称和非对称数字用户线路服务。该线路卡包括控制该卡运行的控制器，控制器根据从外部装置、从预定程序、或从线路卡的监控操作接收的指令，支持适当的服务。

按照本发明的一个方面，线路卡包括能支持对称和非对称电信业务，如xDSL服务的多模式电路。该线路卡可以包括一POTS接口，用于支持POTS服务。最好是，该线路卡基本上同时支持POTS服务和非对称xDSL服务。该线路卡可以包括xDSL接口，用于支持对称和非对称的xDSL电信业务。最好是，该xDSL接口能支持任何一种ADSL、ADSLlite、VDSL、HDSL、SDSL、HDSL2和SHDSL。

该线路卡还可以包括自动模式电路，该电路基本上自动地确定应支持哪些服务。该自动模式电路可以包括一控制器，以接收关于要支持的服务的指令，并根据该指令控制多模式电路。该指令可以从外部装置接收、可以从预定程序接收或从线路卡的监控操作接收。该指令可以在进行单个通信会话时接收。

按照本发明的另一方面，是提供一种线路卡，其中包括能支持POTS服务、对称数字用户线路服务、和非对称数字线路服务的多模式电路。最好是，该多模式电路基本上能同时支持POTS服务与至少一种数字用户线路服务。

按照本发明的又一方面，是提供一种方法，该方法在提供的线路卡上支持POTS和非对称数字用户线路服务，并且支持对称和非对称数字用户线路服务。该方法包括的步骤有：选择是支持POTS和非对称数字用户线路服务，还是支持数字用户线路服务；在该线路卡上接收通信信号；如果正在支持POTS和非对称数字用户线路服务，则在该通信信号中分离出POTS信号和非对称数字用户线路信号；处理该POTS和非对称数字用户线路信号；如果正在支持对称和非对称数字用户线路服务，则在该通信信号中分离出数字用户线路信号；和处理该数字用户线路信号。

从下面详细的说明、附图、和权利要求书中，本发明上述和其他特性以及优点，将变得更清楚。

附图说明

阅读下面详细的说明和参考附图，本发明上述和其他优点将变得更清楚，附图中：

图1是通信系统的方框图，该系统采用了按照本发明的支持POTS服务和数字用户线路服务的线路卡；

图2是图1所示通信系统的更详细的方框图；和

图3是进一步包括外部装置的图1所示通信系统的方框图。

具体实施方式

现在参考图1，图上画出通信系统100的总体方框图，还画出按照本发明的普通称为电路组件或叫线路卡的方框图。本发明用单个线路卡就能方便地支持对称的xDSL服务、非对称的xDSL服务、和POTS，因而降低电信系统的成本和节省空间。具体说，该电信系统100支持如HDSL、HDSL2、SHDSL、或SDSL等对称服务，如ADSL或ADSL lite等非对称服务，和POTS。通信系统100包括用户住宅设备(CPE)102，全部放在虚线104的右侧。图上的CPE 102包括个人计算机(PC)106、和与用户端接单元(xTU-R)110连接的POTS电话108。xTU-R 110在用户线路112上，如扭绞线对或环路上，在进入与离开的通信之间提供接口。本领域熟练人员应当清楚，本文画出并说明的特定CPE 102，仅为举例目的，其他装置也可以构成该CPE 102的一部分。例如，在诸如供参考而引用Nye等人的美国专利申请公开的系统中，可以方便地实施本发明。

全部画在虚线116左侧的中心局(CO)114，包括把CPE 102与公共交换电话网(PSTN)118或异步传递方式(ATM)网120互连的各种端接设备。另外，网络120可以是IP干线。图上画出的CO 114包括线路支持电路122、POTS接口124、和xDSL接口126。POTS接口124提供与PSTN 118的接口，而xDSL接口126提供与ATM网120的接口。线路支持电路122使相应的POTS和xDSL接口124及126，与用户线路112对接。因此，通信系统100在CPE 102与相应网络118及120之间，提供POTS和xDSL两种服务。在此情形下，线路支持电路122可以包括DSL变压器。

CO 114与xTU-R 110更详细的方框图画在图2中。来自CPE 102的可能包括对称服务、非对称服务、和POTS的通信信号，在线路支持电路122上接收。线路支持电路122把接收的通信信号发送至信号分路器200，以便把接收的通信信号提供给POTS接收支路和xDSL接收支路。如果存在POTS信号，POTS接收支路从接收的通信信号中抽取POTS信号，并把它们送至PSTN 118。如果存在xDSL信号，xDSL接收支路从接收的通信信号中抽取xDSL信号，并把它们送至ATM网络120。下面还要更完整地说明POTS与xDSL接收支路的工作原理。

POTS接收支路包括接收低通滤波器(LPF)202、POTS接收限带滤波器(BLF)204、POTS接收模数转换器(A/D)206、和POTS接收数字信号处理器(DSP)208。xDSL接收支路包括接收高通滤波器(HPF)210、xDSL接收BLF 212、xDSL接收A/D 214、和xDSL接收DSP 216。线路支持电路122、POTS接收支路及xDSL接收支路各部件、和信号分路器200，都受中心局(CO)控制器218控制。因为线路卡100中各部件的基本操作，本领域是熟知的，所以图上画出的绝大部分常规部件和电路，用易于明白的方框图及示意图表示，图上只画出那些与本发明有关的特殊部分。为了不至于防碍对被公开的结构细节的了解，所以采用这些方框图及示意图，本领域熟练人员在本文说明的帮助下，很容易从这些图了解被公开的结构细节。

从PSTN 118接收的通信信号，由POTS发送支路处理。POTS发送支路包括POTS发送DSP 220、POTS发送D/A转换器222、和POTS发送BLF 224。从ATM网络120接收的通信信号，由xDSL发送支路处理。xDSL发送支路包括xDSL发送DSP 226、xDSL发送D/A转换器228、和xDSL发送BLF 230。经POTS发送支路和xDSL发送支路处理的通信信号，由加法器232相加，并送至线路支持电路122，以便通过线路112传输至CPE 102。

因此，本发明的线路卡100支持对称服务、非对称服务、和POTS。POTS接口124可以包括：POTS发送和接收支路、信号分路器200、CO控制器218、和加法器232，以便在PSTN 118和CPE 102之间提供POTS服务。xDSL接口126可以包括：xDSL发送和接收支路、信号分路器200、CO控制器218、和加法器232，以便在ATM 120和CPE 102之间提供xDSL服务。

在CPE 102上，产生POTS通信信号并由电话108接收。POTS信号经开关234送至电话108。开关234在电话108与用户线路112之间提供有选择的通信。PC 106在相应的CPE发送支路与CPE接收支路上发送和接收xDSL信号。CPE发送支路包括CPE xDSL DSP 236、CPE xDSLD/A转换器238、和CPE xDSL BLF 240。CPE接收支路包括CPE xDSLBLF 242、CPE xDSL A/D转换器244、和CPE xDSL IDSP 246。混合开关248把CPE接收和发送支路与用户线路112互连。开关234、CPE接收和发送支路、和混合开关248，由CPE控制器250控制。

现在参考图2说明按照本发明的通信系统100的工作原理。本发明可以方便地在与采用的通信信号格式有关的各种配置中工作。例如，本发明可以方便地支持xDSL服务或POTS与非对称xDSL服务。下面还要更全面地说明，本发明所支持的服务能手动选择，也可以自动地并动态地选择。

按照本发明的一个方面，xDSL服务和POTS服务由单个线路卡或叫电路组件支持。这些服务可以包括，举例说，与POTS结合的ADSL、ADSL lite(通用ADSL)、或VDSL。在此情形下，线路支持电路按熟知方式并在CO控制器218的控制下，提供直流电流(DC)馈送来支持POTS通信。CO控制器218接通POTS发送和接收支路的各部件。具体说，启动信号分路器200，把用户线路112上接收的通信信号分路为两个信号，一个POTS支路信号和一个xDSL支路信号。在CPE 102上，CPE控制器250接通开关234，把电话108与用户线路112连接。从而在电话108与PSTN 118之间建立POTS通信通路。

POTS接收LPF 202在POTS支路信号中滤除例如xDSL信号之类的任何高频分量。这一步基本上把POTS信号从POTS支路信号中分离出来。被滤波的POTS支路信号进一步由POTS接收BLF 204滤波。可以把POTS接收BLF 204的截止频率设定在约4kHz。但是，对本发明而言，该两个滤波器202和204可以调谐到任何数量的已知种类频率上，因为除了要适于从POTS支路信号中抽取POTS信号外，滤波器202和204的特定调谐是无关要紧的。然后，把模拟的POTS信号转换为数字的POTS信号。数字的POTS信号由POTS接收DSP 208处理，并送至PSTN118。POTS接收DSP 208可以对POTS信号执行任何数量的已知数字信号处理技术，比如回波消除、话音监控等等。然后，经过处理的数字信号在PSTN 118上发送。

本发明很好地支持伴随POTS的非对称xDSL，如ADSL、ADSLlite、和VDSL。如前所述，信号分路器200把接收的通信信号分路为xDSL支路信号。该xDSL支路信号被送至xDSL接收HPF 210，后者阻挡低频POTS信号而让高频xDSL信号通过。xDSL接收HPF 210可以有例如约16kHz的截止频率。然后，该xDSL信号被送至xDSL接收BLF 212，后者的频率带宽由CO控制器218控制。CO控制器218依据接收何种xDSL服务来调节该频率带宽。例如，从CPE 102到CO 114，即沿“上游”方向，ADSL和ADSL lite将包括约26kHz至134kHz范围的信号。对VDSL，可以选取包括997和998频段方案的若干频段方案(bandplan)。xDSL接收BLF 212的频率范围可以设定在任何适当的服务上。需要服务的xDSL信号，在发送至ATM 120之前，被送至xDSL接收A/D转换器214和xDSL接收DSP 216。CO控制器218可以把适当代码提供给，或下载至xDSL接收DSP 216，以便支持该xDSL服务。另外，可以把若干不同xDSL的服务代码驻留在xDSL接收DSP 216中，CO控制器218可以选取适当的代码来执行。

如上所述，按照本发明的一个方面，一种线路卡可以支持POTS服务以及多种xDSL务之一。通过调节xDSL接收BLF 212的频率范围，可以支持不同的xDSL服务。CO控制器218最好能控制该xDSL接收BLF212的频率范围，以支持适当的服务。可以对CO控制器218预先编程，以支持某个特定的xDSL服务或一组服务。CO控制器218最好能动态地调节xDSL接收BLF 212的频率范围。CO控制器218可以对从CPE 102收到的通信信号信息抽样，确定应支持何种xDSL服务，从而确定该xDSL接收BLF 212的适当频率范围。例如，CO控制器218可以接入信号交换信息，例如包含在国际电信联盟说明书G.990系列中的信号交换信息，该信息表明使用何种xDSL服务。然后，CO控制器218根据信号交换中接收的信息，设定xDSL BLF 212的频率范围。在识别何种xDSL服务的基础上，CO控制器218把适当代码下载至xDSL BLF 212，以设定需要的频率范围。

对下行传播(从ATM网络120至CPE 102)的xDSL信号，该xDSL信号由受CO控制器218控制的xDSL发送DSP 226处理，之后由xDSL发送D/A转换器228变换为模拟xDSL信号。该模拟xDSL信号经xDSL发送BLF 230(其频率范围由CO控制器218控制)滤波，然后与加法器232发送的任何POTS信号组合。然后，组合的信号由线路支持电路122在用户线路112上发送至CPE 102。CO控制器218控制xDSL发送BLF230的频率范围，方式类似于前面对xDSL接收BLF 212所述。此外，CO控制器218还通过代码控制xDSL发送DSP 226的操作，方式类似于前面对xDSL接收DSP 216所述。

按照本发明的另一方面，线路卡100可以支持多种xDSL对称的和非对称的服务之一。线路卡100支持，例如，但不限于，SDSL、HDSL、HDSL2、SHDSL、ADSL、ADSL lite、和VDSL。在支持这些服务时，因为不需要POTS服务，所以从线路支持电路122馈送的DC被断开。所有POTS各单元，即POTS接收和发送DPS 208和220、POTS接收和发送A/D和D/A转换器206和222、POTS接收和发送BLF 204和224、以及POTS接收LPF 202都断开。信号分路器200被断开，使接收的通信信号不分路，而直接发送至xDSL接收支路。xDSL接收HPF 210被断开，使接收的通信信号的所有频率都送至xDSL接收BLF 212。

CO控制器218根据正在支持何种xDSL服务来设定xDSL接收BLF212的频率范围。前面已经指出，可以对CO控制器218预先编程，以选择某个特定的xDSL服务，也可以根据包含在接收的通信信号中的信息，动态地选择xDSL服务。然后，由xDSL接收A/D转换器214，把被滤波的xDSL信号变换为数字xDSL信号，并由xDSL接收DSP 216处理该数字xDSL信号。如上面所指出，CO控制器218可以把适当代码下载至xDSL DSP 216，或者，CO控制器218可以激活驻留在xDSL DSP 216中适当的代码。CO控制器218、线路支持电路122、信号分路器200、加法器232、以及POTS与xDSL接收与发送支路，构成能支持非对称与对称电信业务且能支持POTS与xDSL服务的多模式电路。

按照本发明，在不同的对称与非对称服务之间，或在操作模式之间的切换，可以按多种方式完成。如前面所指出，CO控制器218可以根据从CPE 102接收的信息或命令，切换操作模式。例如，用户可以在已经接入话音呼叫的同时，用第一种xDSL服务，例如ADSL在互联网上冲浪。用户终止POTS呼叫并决定把互联网的连接从第一种xDSL服务改变为第二种xDSL服务，例如SHDSL。然后，用户或CPE 102向CO 114发送重新配置信号，请求改变运行模式。如上面所指出，该重新配置信号可以作为直接消息发送，或在ATM消息信道中或其他层中发送。在进行通信会话中间，重新配置信号可以按上述信号交换格式发送。本领域熟练人员容易明白，用指令来改变线路卡100运行模式的方法举例，仅是示例性质，只要线路卡100接收改变它的配置的命令，可以采用符合本发明的任何方法。CO控制器218调节线路卡100的适当部件，作为对重新配置请求的响应。

此外，CO控制器218基本上监控线路卡100的所有部件，还可以对CO控制器218编程，使之根据这些部件的运行来自动改变运行的模式。例如，CO控制器218可以通过检测，发现某些信号要求的带宽比原先提供的更大。那么，CO控制器218指令BLF 212和230增加它们的频率范围。因而CO控制器218包括一自动模式电路，基本上用于自动确定应支持何种运行模式，或用于根据预定准则来改变运行模式。

本领域普通人员应当明白，在CO 114中，必然会用到混合2线到4线的转换技术和消除技术的某些方式，以及设置终端阻抗的某些方式。

按照本发明的一个方面，用于改变运行模式的又一种方法画在图3中。包括如PC 302计算装置的维护中心300，可以通过ATM网络120，向CO控制器218提供改变运行模式的指令。或者，或此外，远端的装置304或系统，可以指令CO控制器218改变运行模式。维护中心300和远端装置304可能因任何数量的因素，包括网络负载、装置能力、服务合同等等因素，需要改变运行模式。维护中心300、远端装置304、和CPE 102都属于能向CO控制器218指示需要改变运行模式或服务的外部装置。

本发明的具体实施例已经以举例方式在图上画出，并且已经在本文详细说明，但本发明可以容许各种变化和另外的形式。然而应当指出，本发明不受公开了的特定形式限制。相反，本发明应当涵盖属于本发明的精神和范围之内的一切变化、各种等效装置和替补装置，本发明的精神和范围由后面的权利要求书规定。

Claims (24)

1.一种电信系统用的线路卡，包括：

能支持对称和非对称电信业务的多模式电路。

2.按照权利要求1的线路卡，其中的多模式电路包括：

支持对称和非对称的xDSL服务的xDSL接口。

3.按照权利要求2的线路卡，其中的xDSL接口能支持任何一种非对称数字用户线路服务、通用非对称数字用户线路服务、甚高速数字用户线路服务、对称数字用户线路服务、高比特率数字用户线路服务、单对对称数字用户线路服务、HDSL2、和HDSL1。

4.按照权利要求1的线路卡，其中的多模式电路包括：

支持POTS服务的POTS接口。

5.按照权利要求4的线路卡，其中的多模式电路基本上同时支持POTS服务和非对称数字用户线路服务。

6.按照权利要求5的线路卡，其中的xDSL接口能支持任何一种非对称数字用户线路服务、通用非对称数字用户线路服务、甚高速数字用户线路服务。

7.按照权利要求1的线路卡，其中的多模式电路包括：

自动模式电路，基本上能自动确定支持哪一种对称和非对称服务。

8.按照权利要求7的线路卡，其中的自动模式电路包括：

接收关于要支持的服务的指令的控制器，并根据该指令控制多模式电路。

9.按照权利要求8的线路卡，其中的控制器从外部装置接收指令。

10.按照权利要求7的线路卡，其中的控制器能在进行通信会话时改变正在支持的服务。

11.按照权利要求10的线路卡，其中的控制器能在进行通信会话时，根据从交换信号接收的信息来改变正在支持的服务。

12.按照权利要求7的线路卡，其中的自动模式电路包括一控制器，用于监控多模式电路、用于根据多模式电路的运行而确定应支持哪一种服务、以及用于指令多模式电路支持该种服务。

13.一种电信系统用的线路卡，包括：

多模式电路，能支持POTS服务、对称数字用户线路服务、和非对称数字用户线路服务。

14.按照权利要求13的线路卡，其中的多模式电路基本上能同时支持POTS服务和至少一种数字用户线路服务。

15.按照权利要求14的线路卡，其中的至少一种数字用户线路服务是，非对称数字用户线路服务、通用非对称数字用户线路服务、甚高速数字用户线路服务中的任何一种。

16.按照权利要求13的线路卡，其中的多模式电路能支持对称数字用户线路服务。

17.按照权利要求16的线路卡，其中的对称数字用户线路服务是，高比特率数字用户线路服务和单对对称数字用户线路服务中的任何一种。

18.在一线路卡上支持POTS和非对称数字用户线路服务与对称数字用户线路服务的一种方法，包括的步骤有：

选择是支持POTS和非对称数字用户线路服务，还是支持数字用户线路服务；

在该线路卡上接收通信信号；

如果正在支持POTS和非对称数字用户线路服务，则在该通信信号中分离出POTS信号和非对称数字用户线路信号；

处理该POTS和非对称数字用户线路信号；

如果正在支持对称和非对称数字用户线路服务，则在该通信信号中分离出数字用户线路信号；和

处理该数字用户线路信号。

19.按照权利要求18的方法，其中选择支持哪种服务的步骤，包括步骤：

从外部装置接收指令，该指令指示支持哪一种POTS和非对称数字用户线路服务，或支持哪一种对称或非对称数字用户线路服务。

20.按照权利要求19的方法，其中接收指令的步骤，包括步骤：

在交换信号中接收指令。

21.按照权利要求20的方法，其中接收指令的步骤，包括步骤：

在进行通信会话时在交换信号中接收指令。

22.按照权利要求18的方法，其中选择支持哪种服务的步骤，包括步骤：

监控线路卡的运行；和

根据线路卡的运行，选择是支持POTS和非对称数字用户线路服务，还是支持对称数字用户线路服务。

23.按照权利要求18的方法，其中的非对称数字用户线路服务，包括非对称数字用户线路服务、通用非对称数字用户线路服务、甚高速数字用户线路服务中的任何一种。

24.按照权利要求18的方法，其中的对称数字用户线路服务，包括高比特率数字用户线路服务和单对对称数字用户线路服务中的任何一种。

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