CN203416316U - 一种基于shdsl多点传输设备系统中的线路控制单元 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是基于SHDSL多点传输设备系统中的线路控制单元，其结构包括PEF24628SHDSL模块、变压器、LPC1768ARM、以太网PHY芯片、数字中继PHY芯片、SLIC/CO，本实用新型的优点：设备系统以局端设备为中心，配以多个远端设备和增音设备，可以组建成辐射半径数十公里的多媒体通信网络。每条双绞线通信带宽为128kbps到8Mbps可调节。可同时传送宽带数据（视频、文件、传真等数据）、话音等综合业务,传输距离可达10公里。控制单元可进一步提升设备系的数据传输和抗干扰的能力。
Description
技术领域
本实用新型是一种基于SHDSL多点传输设备系统中的线路控制单元，设备系统是一个以双绞线为传输载体，运用最新的SHDSL传输技术构成的集分组交换和电路交换于一体的综合数字通信设备系统。
背景技术
SHDSL(Single-pair High-speed Digital Subscriber Line,单对线高速数字用户线，可以承载TDM(Time Division Multiplex，时分复用模式)、ATM(Asynchronous Transfer Mode,异步传输模式)、IP(Internet Protocol,因特网互联协议)或混合传输，运用TC-PAM(Trellis Coded Pulse Amplitude Modulation 格栅编码脉冲幅度调制)编码技术，同时线路抗干扰能力更强，线路发送功耗更低。现有的设备存在传输距离近、传输业务较窄、稳定性不高。
发明内容
本实用新型提出的是一种基于SHDSL多点传输设备系统中的控制单元，其目的是提升设备系统的数据传输和抗干扰能力。
本实用新型的技术解决方案：基于SHDSL多点传输设备系统中的线路控制单元，其特征是第一PEF24628 SHDSL模块的第一信号输出/输入端与C 变压器的信号输入/输出端对应相接，
第一PEF24628 SHDSL模块的第二信号输出/输入端与LPC1768 ARM第一的信号输入/输出端对应相接，
第一PEF24628 SHDSL模块的第三信号输出/输入端与第二以太网PHY芯片的第一信号输入/输出端对应相接，
第一PEF24628 SHDSL模块的第四信号输出/输入端与EP2C5Q208C8N FPGA的第一信号输入/输出端对应相接，
LPC1768 ARM第二的信号输入/输出端与第二PEF24628 SHDSL模块的第一信号输出/输入端对应相接，
LPC1768 ARM第三的信号输入/输出端与EP2C5Q208C8N FPGA的第二信号输出/输入端对应相接，
第二PEF24628 SHDSL模块的第二信号输出/输入端与H变压器的信号输入/输出端对应相接，
第二EP2C5Q208C8N FPGA的第三信号输入/输出端与HDLC的信号输出/输入端对应相接；
第二EP2C5Q208C8N FPGA的第四信号输入/输出端与第二数字中继PHY芯片、第一SLIC/CO、第二SLIC/CO的第一信号输出/输入端对应相接；第一SLIC/CO、SLIC/CO的第二信号输出/输入端分别接电话；
第二数字中继PHY芯片的信号输出端接E变压器的信号输入端，E变压器的信号输出/输入端接E1数字中继；
EP2C5Q208C8N FPGA的第五信号输入/输出端分别与第三数字中继PHY芯片、第三SLIC/CO、第四SLIC/CO的第一信号的第一输出/输入端对应相接，
第三数字中继PHY芯片信号输出端接F变压器的信号输入端，F变压器的信号输出/输入端接E1；第三SLIC/CO、第四SLIC/CO的第二信号输出/输入端与电话对应相接；
EP2C5Q208C8N FPGA的第六信号输入/输出端接PCM话音码；
EP2C5Q208C8N FPGA的第七信号输入/输出端与第二PEF24628 SHDSL模块的第三信号输出/输入端对应相接；
第二以太网PHY芯片的第二信号输入/输出端与D变压器的第一信号输出/输入端对应相接，D变压器的第二信号输出/输入端接以太网；
第二PEF24628 SHDSL模块的第四信号输出/输入端与第三以太网PHY芯片第一信号输入/输出端对应相接；第三以太网PHY芯片第二信号输入/输出端与G变压器的第一信号输出/输入端对应相接，G变压器的第二信号输出/输入端接以太网。
本实用新型的优点：设备系统以局端设备为中心，配以多个远端设备和增音设备，可以组建成辐射半径数十公里的多媒体通信网络。每条双绞线通信带宽为128kbps到8Mbps可调节。可同时传送宽带数据（视频、文件、传真等数据）、话音等综合业务,传输距离可达10公里。控制单元可提升设备系统的数据传输和抗干扰的能力。
附图说明
附图1是基于SHDSL多点传输设备系统的结构框图；
附图2是多点传输设备母板示意图；
附图3是多点传输设备主控插板上的控制单元示意图；
附图4是多点传输设备线路插板上的线路控制单元示意图；
附图5是多点传输设备网络插板图。
具体实施方式
基于SHDSL多点传输设备系统，其特征是采用机箱插板式设计，包括多点传输设备母板、一块多点传输设备主控插板、多点传输设备线路插板和多点传输设备网络插板；所述的一块多点传输设备主控插板、多点传输设备线路插板和多点传输设备网络插板对应接插在多点传输设备母板上，其中每块线路插板实现两路双绞线、四路电话功能。
基于SHDSL多点传输的方法，包括
1）在多条双绞线上同时承载最高至8Mbps的宽带数据和语音业务；
2）每块线路插板通过两片HDSL芯片处理两条双绞线的HDSL信号；
3）与主控板间信息经以太网物理层接口芯片通过底板送到以太网交换矩阵；
4）PCM语音业务由可编程器件按主控板的时钟要求通过TDM总线送到主控板的主处理机；
5）电话信号经由电话接口芯片包括SLIC(Subscriber Line Interface Circuit,用户接口电路/CO(Central Office,市话局配置送至电话线；
6)在线路插板与主控之间的TDM总线中除含有上述PCM话音外，每板还安排一路HDLC控制信息，用于传送线路插板的配置信息和线路状态；
7)用网络板实现各线路插板及主处理机与外部网络的链路层交换功能，它由两片8端口100M以太网交换芯片级联而成。
下面结合附图，进一步描述本发明的技术解决方案：
对照附图1，基于SHDSL多点传输设备系统，其结构包括5块线路板、网络板、主控制板，其中5块线路板，每块线路板有2路SHDSL接口、4路电话接口、2路以太网接口、调制解调电路，每一路SHDSL接口与一个远端设备对接，5块线路板的以太网接入网络板，该网络板中的一路以太网接到外部管理接口，网络板中的另一路以太网接到主控制板，该主控制板有二路信号与5块线路板中的控制电路对应相接，主控制板还有一路信号与显示接口相接，外部管理接口接入外部PC，PC上运行有管理终端软件，软件配置每一路的带宽并显示每块SHDSL的线路状态。
调制解调电路完成对远端通过双绞线传输过来的SHDSL协议数据进行解调，解调后通过以太网口或TDM口输出到本端以太网设备或TDM设备。同时将本端太网口或TDM接口数据的调制成SHDSL协议并通过双绞线传输出去，调制解调电路主要由2片PEF24628构成。
所述的网络板包括控制电路、交换电路，其中控制电路主要由LPC1768 ARM芯片组成，交换电路主要由两片交换芯片88E6095级联构成；其中LPC1768用于完成对两片88E6095的初始化配置和状态检测，交换芯片88E6095主要完成十路以太网的交换功能。
所述的主控制板包括声码电路、逻辑电路、主处理机，其中声码电路主要完成64K的语音编解码功能，主处理机与声码电路的DSP通过HPI口连接，通过HPI实现对DSP的程序下载和数据交互；逻辑电路主要完成声码电路的DSP与线路板上PCM话音的交互。
所述的主处理机选用FREESCALE通信处理器MPC8280，运行Vxworks操作系统，它主要完成对各插板的配置、控制、监测等功能，配合外挂计算机上的终端软件，实现对局端设备的管理和监测功能，同时还可以按要求实时传送指定的远端设备与管理终端间的勤务话音。主处理机与管理终端间的通信经由以太网交换模块完成。
所述的声码电路主要由一芯片TMS320VC5509 DSP构成，主要完成外挂计算机上语音与线路板上电话间的64K的PCM语音编解码功能，与外挂计算机上的语音接口通过与主处理机MPC8280连接，与线路板的接口通过逻辑电路的FPGA连接。
所述逻辑电路主要由一片EP2C8Q208I8 FPGA芯片构成，主要完成声码电路的DSP与线路板上PCM话音的交互和主控板上的一些状态控制功能。
所述以太网交换模块实现各线路插板及主处理机与外部网络的链路层交换功能，它由两片8端口100M交换芯片级联而成，实际使用的端口为13个（每个线路插板两个，主处理机一个，外部接口两个）。
所述每个SHDSL线路功能模块处理两条被覆线的SHDSL信号，其核心是两片SHDSL芯片，以线路接收方向为例，其中的分组信息经以太网物理层接口芯片通过底板送到以太网交换矩阵，三路时隙信息中的一路勤务话由可编程器件按主控板的时钟要求通过TDM总线送到主控板的主处理机，两路电话信号经由电话接口芯片（SLIC/CO可配置）送至电话线。线路功能模块与主控模块之间的TDM总线中除含有上述勤务话的PCM话音外，每板还安排一路HDLC控制信息，主要用于传送线路插板的配置信息和线路状态等。
对照附图2，多点传输设备母板上包括一个与主控插板对应设置的主控插板板位、一个与网络插板对应设置的网络插板板位、和与多块线路插板对应设置的多块线路插板板位。母板承载多块线路插板、一块主控插板、一块网络插板，为各种板件间提供信号通路和电源通路，并提供插板到面板出线的转接功能。
对照附图3，多点传输设备主控插板上的控制单元，其结构是MPC8280 PowerPC的第一信号输出/输入端与RAM的信号输入/输出端对应相接；
MPC8280 PowerPC的第二信号输出/输入端与FLASH的信号输入/输出端对应相接；
MPC8280 PowerPC的第三信号输出/输入端与EP2C8Q208I8 FPGA的第一信号输入/输出端对应相接；
MPC8280 PowerPC的第四信号输出/输入端与的第一以太网PHY芯片的第一信号输入/输出端对应相接；第一以太网PHY芯片的第二信号输入/输出端与A变压器的第一信号输出/输入端对应相接；A变压器的第二信号输出/输入端接以太网；
MPC8280 PowerPC的第五信号输出/输入端与TMS320VC5509 DSP的第一信号输入/输出端对应相接；
MPC8280 PowerPC的第六信号输出/输入端接HDLC；
EP2C8Q208I8 FPGA的第二信号输入/输出端与TMS320VC5509 DSP的第二信号输出/输入端对应相接；
EP2C8Q208I8 FPGA的第三信号输入/输出端与第一数字中继PHY芯片的信号输出/输入端对应相接；第一数字中继PHY芯片的信号输出端与B变压器的第一信号输入端对应相接；B变压器的信号输入/输出端接E1数字中继；
TMS320VC5509 DSP的第三信号输出/输入端接PCM话音；
主控板工作过程如下：
1主控板控制单元初始化，完成硬件参数初始化；建立与线路板间HDLC的连接；
2主控板通过HDLC发送配置参数至线路板；
3主控板通过TDM总线接收到的语音通过以太网交换模块发送至计算机上的管理终端；
4主控板接收到语音发送至TDM总线。
对照附图4，多点传输设备线路插板上的线路控制单元，其结构是第一PEF24628 SHDSL模块的第一信号输出/输入端与C 变压器的信号输入/输出端对应相接，
第一PEF24628 SHDSL模块的第二信号输出/输入端与第一LPC1768 ARM第一的信号输入/输出端对应相接，
第一PEF24628 SHDSL模块的第三信号输出/输入端与第二以太网PHY芯片的第一信号输入/输出端对应相接，
第一PEF24628 SHDSL模块的第四信号输出/输入端与第一EP2C5Q208C8N FPGA的第一信号输入/输出端对应相接，
第一LPC1768 ARM第二的信号输入/输出端与第二PEF24628 SHDSL模块的第一信号输出/输入端对应相接，
第一LPC1768 ARM第三的信号输入/输出端与EP2C5Q208C8N FPGA的第二信号输出/输入端对应相接，
第二PEF24628 SHDSL模块的第二信号输出/输入端与H变压器的信号输入/输出端对应相接，
EP2C5Q208C8N FPGA的第三信号输入/输出端与HDLC的信号输出/输入端对应相接；
EP2C5Q208C8N FPGA的第四信号输入/输出端与第二数字中继PHY芯片、第一SLIC/CO、第二SLIC/CO的第一信号输出/输入端对应相接；第一SLIC/CO、第二SLIC/CO的第二信号输出/输入端分别接电话；
第二数字中继PHY芯片的信号输出端接E变压器的信号输入端，E变压器的信号输出/输入端接E1数字中继；
EP2C5Q208C8N FPGA的第五信号输入/输出端分别与第三数字中继PHY芯片、第三SLIC/CO、第四SLIC/CO的第一信号的第一输出/输入端对应相接，
第三数字中继PHY芯片信号输出端接F变压器的信号输入端，F变压器的信号输出/输入端接E1数字中继；第三SLIC/CO、第四SLIC/CO的第二信号输出/输入端与电话对应相接；
EP2C5Q208C8N FPGA的第六信号输入/输出端接PCM话音码；
EP2C5Q208C8N FPGA的第七信号输入/输出端与第二PEF24628 SHDSL模块的第三信号输出/输入端对应相接；
第二以太网PHY芯片的第二信号输入/输出端与D变压器的第一信号输出/输入端对应相接，D变压器的第二信号输出/输入端接以太网；
第二PEF24628 SHDSL模块的第四信号输出/输入端与第三以太网PHY芯片第一信号输入/输出端对应相接；第三以太网PHY芯片第二信号输入/输出端与G变压器的第一信号输出/输入端对应相接，G变压器的第二信号输出/输入端接以太网；
线路板工作过程如下：
1线路板控制单元初始化，完成硬件参数初始化，SHDSL模块配置为混合传输模式(TDM和以太网)，建立与主控板间的HDLC连接；
2线路板接收主控板配置参数命令，下载SHDSL模块片上系统；
3线路板配置线路速率、主/从模式、勤务电话、用户电话；
5线路板通过以太网交换模块接收到业务信息（视频、文件、传真等数据），通过SHDSL模块发送至远端；
6线路板通过TDM总线接收到主控板的PCM话音，通过SHDSL模块发送至远端；
7线路板的SHDSL模块通过双绞线接收到远端设备消息，业务信息（视频、文件、传真等数据）通过以太网交换模块发出，PCM语音发送至TDM总线。
线路板选用NXP公司的Cortex-M3处理器LPC1768的主处理器，以及SHDSL模块(PEF24628)、FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列 )(EP2C5Q208C8N)组成。主处理器主要完成对线路板的SHDSL芯片的配置、控制、监测等功能。配合主控板软件，实现对本设备的管理和监测功能。
线路插板与主控板之间的TDM总线中除含有上述PCM话音外，每板还安排一路HDLC(High Level Data Link Control,高级链路控制)控制信息，主要用于传送线路插板的配置信息和线路状态等。
对照附图5，多点传输设备网络插板上的第二LPC1768 ARM，该第二LPC1768 ARM的第一信号输出端接第一88E6095交换芯片的信号输入端，第一LPC1768 ARM的第二信号输出端接第二88E6095交换芯片的信号输入端，
第一88E6095交换芯片的第一信号输入/输出端与I变压器的第一信号输出/输入端对应相接，I变压器的第二信号输出/输入端接以太网；
第一88E6095交换芯片的第二信号输入/输出端与J变压器的第一信号输出/输入端对应相接，J变压器的第二信号输出/输入端接以太网；
第二88E6095交换芯片的第一信号输入/输出端与K变压器的第一信号输出/输入端对应相接，K变压器的第二信号输出/输入端接以太网；
第二88E6095交换芯片的第二信号输入/输出端与L变压器的第一信号输出/输入端对应相接，L变压器的第二信号输出/输入端接以太网。
网络板主处理器选用NXP公司的Cortex-M3处理器LPC1768、以太网交换芯片(88E6095)。
本设备通过以上的方法，每条双绞线通信带宽为128kbps到8Mbps可调节。可同时传送宽带数据（视频、文件、传真等数据）、话音等综合业务,传输距离可达10公里。
Claims (1)
1.基于SHDSL多点传输设备系统中的线路控制单元，其特征是第一PEF24628 SHDSL模块的第一信号输出/输入端与C 变压器的信号输入/输出端对应相接，
第一PEF24628 SHDSL模块的第二信号输出/输入端与LPC1768 ARM第一的信号输入/输出端对应相接，
第一PEF24628 SHDSL模块的第三信号输出/输入端与第二以太网PHY芯片的第一信号输入/输出端对应相接，
第一PEF24628 SHDSL模块的第四信号输出/输入端与EP2C5Q208C8N FPGA的第一信号输入/输出端对应相接，
LPC1768 ARM第二的信号输入/输出端与第二PEF24628 SHDSL模块的第一信号输出/输入端对应相接，
LPC1768 ARM第三的信号输入/输出端与EP2C5Q208C8N FPGA的第二信号输出/输入端对应相接，
第二PEF24628 SHDSL模块的第二信号输出/输入端与H变压器的信号输入/输出端对应相接，
EP2C5Q208C8N FPGA的第三信号输入/输出端与HDLC的信号输出/输入端对应相接；
EP2C5Q208C8N FPGA的第四信号输入/输出端与第二数字中继PHY芯片、第一SLIC/CO、第二SLIC/CO的第一信号输出/输入端对应相接；第一SLIC/CO、SLIC/CO的第二信号输出/输入端分别接电话；
第二数字中继PHY芯片的信号输出端接E变压器的信号输入端，E变压器的信号输出/输入端接E1数字中继；
EP2C5Q208C8N FPGA的第五信号输入/输出端分别与第三数字中继PHY芯片、第三SLIC/CO、第四SLIC/CO的第一信号的第一输出/输入端对应相接，
第三数字中继PHY芯片信号输出端接F变压器的信号输入端，F变压器的信号输出/输入端接E1；第三SLIC/CO、第四SLIC/CO的第二信号输出/输入端与电话对应相接，
EP2C5Q208C8N FPGA的第六信号输入/输出端接PCM话音码；
EP2C5Q208C8N FPGA的第七信号输入/输出端与第二PEF24628 SHDSL模块的第三信号输出/输入端对应相接；
第二以太网PHY芯片的第二信号输入/输出端与D变压器的第一信号输出/输入端对应相接，D变压器的第二信号输出/输入端接以太网；
第二PEF24628 SHDSL模块的第四信号输出/输入端与第三以太网PHY芯片第一信号输入/输出端对应相接；第三以太网PHY芯片第二信号输入/输出端与G变压器的第一信号输出/输入端对应相接，G变压器的第二信号输出/输入端接以太网。
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